镇海电厂燃煤机组一次调频功能的实现

频率稳定是电网正常运行的基本条件之一.由一次调频决定的电网静态调频特性,则是电网频率稳定的基础.详细介绍了火电机组一次调频功能的控制方案和试验结果,通过DEH与CCS频差校正的联合方式,机组参加一次调频功能的负荷响应较快,有关指标满足性能要求,实现了火电机组一次调频功能.     

特高压直流闭锁后超（超）临界机组大频差控制策略

特高压直流输电系统发生直流闭锁故障时,受电端电网瞬间损失功率必须依靠区域内电厂调频来弥补,火电机组的作用尤为关键,现阶段火电厂多为高参数大容量机组,机组的蓄能非常有限,电网直流闭锁故障引发的大频差一次调频动作时,火电机组一次调频贡献电量受到机组蓄能的影响,不利于电网事故的快速恢复,还可能引起电网频率的振荡。以目前比较典型的600 MW等级火电机组为例,在皖电东送田集电厂进行大频差时一次调频和协调控制策略的相关试验,研究优化方向,采用了形式多样的新型控制策略,改善机组协调控制和一次调频性能,提高事故状态下火电机组对电网的贡献度。     

1000MW超(超)临界火电机组大频差下调频试验优化及应用

随着特高压的接入,大型火电机组参与调频的能力日益重要。1000 MW超(超)临界火电机组由于蓄热小,在电网出现大频差时一次调频能力较弱,不利于电网的稳定运行。针对上述问题,提出采用凝结水节流和锅炉主给水快速动作的方法来提高1000MW机组在大频差下的一次调频能力,首先进行特性试验,根据特性试验情况进行仿真,并设计了具体的优化逻辑,通过现场试验,验证了该方法的有效性。     

基于加热器切除的深度调频控制技术研究与实施

针对超超临界机组锅炉蓄热能力有限、在电网低频事故等深度调频工况下一次调频性能较差的问题,提出了基于加热器切除,充分利用回热系统蓄能参与电网调频的深度调频控制技术。通过在典型660 MW超超临界机组上开展现场试验研究,获得不同加热器切除的响应特性和对机组安全稳定运行影响,据此设计基于加热器切除的深度调频控制策略,并加以实施和试验验证。试验结果表明,该控制技术在确保机组安全稳定运行前提下,能够有效提升机组的深度调频响应性能,可作为电网大频差工况下火电机组一次调频性能提升的新策略。     

基于UCPS评价标准的网源协同机组负荷频率控制策略

基于发电机组一次、二次调频综合性能的机组控制性能标准(unit control performance standard,UCPS),通过对电网能量状态和火电机组能量特性分析,综述了网源不同的能量状态对电网和机组的影响,探索了达到网源双赢的机组侧负荷频率控制策略。该策略利用燃煤机组的"能差",主动参与电网调频、"知能善用"地适应电网侧自动发电控制(AGC)变负荷任务,充分发挥机组良好的调频调功性能。通过对同类型机组的试验对比分析,得出机组侧应用UCPS控制策略,既对电网频率控制有益,又提高机组安全、稳定运行水平,降低机组运行成本,从而达到源网协调控制电网频率总体最优的目标。     

基于自适应协同下垂的飞轮储能联合火电机组一次调频控制策略

随着“双碳”目标的提出,新能源装机总量不断提高,对电网频率安全提出了更大的挑战。飞轮储能凭借其响应速度快、充放电次数多等优点,在联合火电机组参与调频、提升电网频率安全方面受到广泛关注。为更加充分利用飞轮储能辅助电网调频的快速性优势,设计了一种基于自适应协同下垂的飞轮储能联合火电机组一次调频控制策略,实现了火-储联合系统的功率协同自适应调整。仿真验证表明,所提出的控制策略可以有效改善火-储联合系统的调频性能,相比传统下垂控制,系统最大动态频差和稳态频差分别减少了29.00%和25.50%,缓解了火电机组调频压力,有利于火电机组安全稳定运行。     

光伏逆变器参与西北送端大电网快速频率响应能力实测分析

近年来,西北电网新能源快速发展,挤占具有转动惯量的常规电源机组空间,电网一次调频资源储备下降,抗扰动能力降低,迫切需要研究新能源机组参与大电网调频的实现方法。通过选取西北电网内4台光伏逆变器,仿照常规水、火电机组的有功-频率静态特性,修改光伏逆变器控制策略,完成光伏逆变器有功-频率下垂控制,实现光伏逆变器参与电网快速频率响应的功能。结合2016年上半年西北电网频率特性试验,首次在国内系统性完成了光伏逆变器快速频率响应能力实测分析。结果表明,光伏逆变器可参与电网快速频率响应,其响应特性与水电机组一次调频性能相当,优于火电机组,且折算到相同容量下,快速频率响应贡献能力优于常规火电机组一次调频贡献能力。     

火电机组一次调频及AGC全网试验分析

结合西北电网机组一次调频及AGC全网试验情况,对火电机组一次调频及AGC试验中存在的技术问题进行了较为系统、全面的阐述和分析,对一次调频及AGC涉网技术管理工作提出相应的建议。通过试验发现不同电厂机组一次调频性能差异很大,部分机组一次调频性能不能满足电网运行要求,需进行优化和完善。试验结果表明并网机组投入一次调频和AGC功能可显著提高电网频率稳定性,改善电网频率动态品质。     

高加旁路提升超(超)临界机组一次调频能力的研究与应用

基于某1 050 MW超超临界机组高加旁路系统技术实施,分析特高压接入电网后超(超)临界机组常规一次调频方式实际作用效果及运行工况影响,介绍高加旁路系统配置及其一次调频功能设计,获得了基于高加旁路系统一次调频特性试验数据并进行试验结果对比分析,为实现有效配合目前常规调频技术,提升一次调频效果、提高机组运行经济性提供了试验依据,可作为应对电网大频差扰动时一次调频方式优化的新策略。     

火电机组一次调频影响因素分析

国家电网公司进一步强化了包括机组一次调频功能在内的并网电厂涉网安全的监管力度,对东北电网进行了一次调频动态试验,发现其一次调频性能指标极不理想,难以达到相关标准技术要求。分析了一次调频的影响因素,总结出影响一次调频性能的因素有煤的质量差,转速测量不稳定,汽轮机调节阀门流量特性差等问题,并提出优化火电机组控制逻辑,加强发电机组一次调频管理工作和完善考核机制的建议。     

燃煤机组不同灵活性调节方案参与一次调频过程的经济性分析

提高燃煤发电机组运行高效灵活性是提高电网运行安全性的有效手段。采用GSE软件搭建了660 MW超临界燃煤机组动态仿真模型,研究了一次调频过程中4种热力系统调节方案下的主要热经济性参数和蓄热量的动态特性,定义了一次调频过程的热经济性指标,最终分析了一次调频作用时间和调节方案对平均标准煤耗率差值的影响规律。研究表明：一次调频升负荷过程,4种不同调节方案中的汽轮机输出功率和发电厂总效率均迅速升高,而发电标准煤耗率规律正好相反;锅炉和汽轮机系统蓄热量降低是4种方案可以参与一次调频的本质原因;平均标准煤耗率差值的最小值为-22.15 g/（kW·h）,出现在高加抽汽节流方案下且一次调频作用时间为90 s。     

西北送端大电网频率特性试验方法

基于西北送端大电网频率安全面临的风险,提出了西北送端大电网频率特性试验方法。该方法利用逐步增减网内水电机组出力的方式产生斜坡式频率扰动,通过电网频率响应全过程分析,实测西北电网频率静态全特性。同时,利用打跳网内单元接线内2台大型水电机组的方式制造电网实际频率大阶跃扰动,实测西北全网频率动态特性,检验了网内常规电源机组一次调频动作性能。试验结果表明,所提出的送端大电网频率静态测试方法切实可行。     

水轮机调速器与电网负荷频率控制

在现代电力系统中，水轮机调速器已成为水轮机控制系统的控制核心。文中叙述了水轮机调速器与电网负荷频率控制之间的关系，分析了调速器在电网一次调频、二次调频中的作用、静态特性和动态特性;通过建模、仿真及现场试验，提出了机组并联于大电网工况下的调速器PID参数整定范围和应有的机组功率控制模式。     

大电网中虚拟同步发电机惯量支撑与一次调频功能定位辨析

随着可再生能源渗透率的不断提高,同步电网的惯量和一次调频的能力都在不断下降,而如果可再生能源发电采用虚拟同步发电机(VSG)技术,则可以在大功率缺额冲击下对减小系统频率变化率和频率偏差做出应有的贡献。针对VSG研究中惯量支撑与一次调频功能定位不清晰的现状,亟须明确VSG在大电网中应用时此两者的功能定位需求。文中深入分析了VSG的惯量支撑功能及其物理意义,推导了VSG的惯量支撑功率表达式,辨析了VSG惯量支撑功能与一次调频功能的定位区分,仿真分析了VSG在大型同步电网频率事故过程中采用不同控制功能对系统频率变化的作用。最后指出,在大型同步电网中,一次调频能力下降比系统惯量下降所带来的影响更为严重,因此较之于短时的惯量支撑功率,系统更需要VSG发挥一次调频功率的持续支援作用。     

风电并网一次调频控制性能研究

为了使采用双馈式异步电机的风力发电并网系统具备参与电网一次调频的能力,需要对并网系统开展一次调频性能研究,采用下垂控制方案,解耦有功功率和无功功率,通过控制有功功率输出来动态响应频率波动.针对传统下垂控制在响应电网频率调节过程中,输出功率与参考功率偏差较大引起的控制系统过度调整问题,引入动态下垂系数作为原下垂控制系数负...     

汽轮机组经济运行方式下新型一次调频技术

节流配汽汽轮机组的经济运行方式是高压调节门全开滑压运行,但调节门全开后机组一次调频加负荷的能力有所下降,很难满足电网大频差下需要快速增加负荷的要求,经济运行方式和一次调频能力之间存在较大的矛盾。为此,研究了补汽阀调节、低压加热器、高压加热器回热系统及抽汽供热系统蓄能利用等技术,综合利用上述技术可以在高压调节门全开方式下,当电网低频动作时较快地增加相应负荷,满足一次调频性能要求。对于顺序阀配汽的汽轮机组,也可以采用这些技术,作为原先一次调频能力的补充,更好地实现大频差下的一次调频功能。     

多直流异步互联系统中频率限制器的控制策略优化设计

云南电网通过多回直流输电系统和南方电网东部主网异步联网运行,直流频率限制器(frequency limit controller,FLC)在送端系统频率控制中发挥重要作用。在楚穗直流单极闭锁试验中,暴露了FLC与一次调频动作不匹配、直流输电系统长时间处于过负荷运行状态的问题。针对此问题,建立FLC详细的数学模型,通过FLC动态调节过程的分析,阐明FLC不同模型的调节特征,以及与一次调频的协调配合关系。在此基础上,通过时域仿真法研究了FLC备用容量、死区设置对频率峰值和FLC调节量释放过程的影响,提出FLC调频策略的优化设计方案,并基于特征值灵敏度方法重新设计调速器参数,优化其动态性能。采用所提方案能够充分发挥FLC对频率峰值的抑制作用,同时与一次调频配合,保证其调节量的快速释放,实际运行结果验证了优化策略的有效性。     

互联电网频率响应标准

从电力系统一次调频原理出发,通过采集华东电网事故时的频率数据,详细分析华东电网的频率响应特性,用初始频率、准稳态频率、最大动态频率偏差等参数加以表征,解构了频率变化的不同阶段及其特性,揭示了电网一次调频能力的重要性。指出互联电网必须对发电机组的频率响应作必要的约束和规范,才能保证系统的一次调频能力在事故时完全发挥出来,否则容易导致系统低周减载装置动作,造成不必要的负荷损失,大幅度降低系统的可靠性。并结合电网的频率管理体系,指出了电网频率响应标准的具体发展方向。     

考虑频率约束及风电机组调频的风电穿透功率极限计算

随着风电渗透率持续增加以及虚拟惯性/一次调频控制技术逐步推广应用,准确计算风电穿透功率极限对于确保电网安全稳定运行和指导风电并网规划建设具有重要意义。为此,文中定量表征了风电场虚拟惯性响应特性,并采用传递函数模型表示风电场一次调频响应特性,进而建立了包含风电场、同步发电机组调频控制的电网等值转子摇摆方程,用于描述电力系统频率响应特性。在此基础上,以电网稳态频率偏差约束和频率变化率约束为边界条件,提出了风电穿透功率极限的解析求解方法。最后,通过IEEE 14节点系统算例验证了所提方法的精确性和有效性。