直流锅炉机组一次调频功能控制策略分析

火电机组的一次调频功能是通过调节汽机高压调门，利用机组蓄热来快速响应电网频率的变化。频率高时，关调门，提高主汽压力，增加机组蓄热，频率低时，开调门，降低主汽压力，释放机组蓄热，相对汽包锅炉而言，直流锅炉的蓄热能力很小，投运一次调频功能的先天条件（利用蓄热快速参与一次调频）不足，故投运直流锅炉的调频是个技术难题。     

基于凝结水节流及热网蓄能的循环流化床供热机组变负荷性能研究

为提高循环流化床机组的变负荷速率,基于火电机组锅炉侧和汽轮机侧响应存在差异,提出了基于凝结水节流和热网蓄能利用的快速变负荷方式。首先建立了抽汽系统以及汽轮机的机理模型,并计算了多个工况下负荷的理论值,验证上述模型的准确性;然后对抽汽系统蓄热进行分析,建立了基于凝结水节流的除氧器蓄热和热网蓄热定量计算模型,分析了影响循环流化床供热机组蓄热能力主要因素;最后提出了蓄热和负荷等响应特性。结果表明:循环流化床供热机组因存在冷渣环节,可调节凝结水流量受限,除氧器蓄热较煤粉炉更小;热网蓄热作为一个巨大的蓄热体,充分利用可提供可观的负荷提升,且短时间内的波动对于热网整体并无影响;除氧器蓄热和热网蓄热2种方式结合使用,在带供热工况下,变负荷时间可以缩短达4 min左右。     

基于热网蓄热提升机组AGC、一次调频品质的试验研究

针对亚临界机组的负荷控制性能和响应的现状,结合电力调度自动发电控制（AGC）和机组一次调频要求进行剖析.通过对供热管道的蓄热容量计算,对照实际机组AGC、一次调频的负荷响应需求,得出热网蓄热的可用程度,初步计算出热网蓄热量对应的负荷响应幅度和持续时间.根据实际供热机组开展试验,根据试验数据进行论证研究,提出了初步研究结论.     

补偿风电扰动的供热机组快速变负荷控制方法

电网消纳扰动性风电的能力是制约风电发展的瓶颈。传统火电机组负荷响应速率较低难以完成这一要求。供热机组热网中大量管道、换热器、散热器具有很大的蓄热能力,可以在短时间内利用其蓄热提高其负荷响应能力。在实验验证这一思路的基础上,通过对自动发电控制(AGC)负荷指令进行非线性多尺度分解,构造了供热机组负荷指令,针对典型供热机组简化非线性动态模型,设计了一种机组优化控制系统方案,可以在不影响热用户的前提下,充分利用供热热网蓄热,大幅度提高机组负荷响应速率,补偿风电随机性扰动。     

基于纯滑压运行方式的一次调频性能优化在1000MW上的应用

火电机组进行一次调频是保证电网安全的重要手段,采用纯滑压运行方式的1 000 MW超超临界火电机组因其特性决定了其一次调频能力相对较弱,对电能质量和电网频率的稳定性有一定影响。文章对华能玉环电厂1000 MW机组机侧和炉侧的一次调频控制策略进行了分析,并提出各种改进措施,通过提高机侧调门对调频指令的快速响应速度,充分利用炉侧的蓄热量以及协调控制的稳定度,大幅提高了机组的一次调频能力。     

基于低压转子光轴技术及蓄热技术的300MW机组灵活性改造

火电机组灵活性改造可提升机组的供热能力,提高机组深度调峰和快速启停能力,降低机组的发电煤耗。低压转子光轴改造和蓄热技术作为灵活性改造的重要手段被推广。对东北地区某亚临界300 MW机组低压转子光轴技术改造、蓄热技术改造进行了研究,研究表明:对300 MW机组进行低压缸光轴技术改造和蓄热技术改造是可行的,可大大提高机组供热能力和调峰能力,降低机组运行煤耗。     

适应电网快速调频的热电联产机组新型变负荷控制策略

大型发电机组的一次调频特性对电力系统频率稳定与电能质量至关重要。热电联产机组热网中存储了大量蓄热,在短时间内利用这部分蓄热可以显著改善机组的调频性能而又不影响热用户需求。建立了机组释放蓄热的静、动态模型与热电耦合特性模型,提出了“供热抽汽快速动作、锅炉燃料精准追踪、供热抽汽缓慢恢复”的快速变负荷控制思路,并据此设计了供热抽汽调节与传统协调控制相结合的新型变负荷控制方法。以某330 MW机组为例进行了仿真验证,结果表明所提出的控制策略实现了供热抽汽的快速调节与主动恢复,缩短了机组跨出负荷响应死区的时间,提升了机组的变负荷速率,有效改善了机组的自动发电控制(AGC)性能。     

配置蓄热装置对火电机组一次调频性能影响

高比例可再生能源接入给电力系统稳定性带来巨大挑战,同时知识经济时代对供电电能质量提出更高要求,电力系统调频问题逐渐凸显。火电机组是电力系统调峰调频的主力电源,其配置蓄热装置对系统调峰能力的影响已有较多的理论研究和实践验证。以300 MW机组为例,研究不同的蓄热装置配置方案对机组一次调频能力的影响。研究结果表明不同配置方案在不同时段对火电机组一次调频能力的影响不同。该研究对火电灵活性改造影响分析、电力系统一次调频缺口评估具有借鉴意义。     

火电机组与储能系统联合自动发电控制调频技术及应用

当前火电机组与储能系统联合自动发电控制(AGC)调频技术在我国电力行业发展迅猛。本文介绍了该技术的基本原理、典型方案、控制过程以及实际工程效果,探讨了储能系统接入对火电机组电气系统的影响和储能电池的选型问题,并分析了该技术工程应用的投资及收益。分析结果表明:火电机组与储能系统联合AGC调频技术效果显著,经济收益较好;储能系统的接入对火电机组的控制系统和电气系统基本无影响;磷酸铁锂电池作为储能系统电池较有优势。本文为火电机组与储能系统联合AGC调频技术的实际工程应用提供了参考。     

基于弹性回热技术的调频性能研究

介绍了一种基于弹性回热技术的新型调频理论,即通过调节回热抽汽量来改变机组功率.燃煤火电机组采用弹性回热技术进行调频时:可调回热抽汽的参数较高,增强了负荷响应性;主汽调门在整个滑压运行区域中常开,节流损失降到了最低,给水温度发生波动,经过利用省煤器的蓄热使得其出口水温基本稳定.     

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。     

供热机组一次调频优化及运行

一次调频的性能取决于锅炉蓄热的有效释放及其转换为调频负荷的效率。供热机组不仅要参与一次调频,还要提供工业和供暖用汽。因此,一次调频动作时蓄热不会全部转换为调频负荷,导致供热机组参与一次调频的能力受到限制。针对这一难题,提出了以主汽压力补偿为基础的优化方案。现场试验和实际网频波动表明优化后的一次调频效果良好。     

基于蓄热储能系统的热电机组灵活性改造技术应用

在“碳达峰、碳中和”背景下,为促进新能源发电的消纳,提高现役火电机组的灵活性是重要措施之一。对于热电机组,采用蓄热储能灵活性改造技术,可有效提高机组灵活性,对原系统改造程度小,兼具有节能降碳效益。由于昼夜供热负荷差异较大,机组需频繁改变运行工况确保供热,导致机组长期偏离额定工况,效率降低;当热负荷需求极低,存在汽轮机排汽管道超温等问题,机组被迫停机或对空排汽,损失较大。为此在汽机侧设置一套蓄热储能系统,当供热负荷低时,增加自用汽量加热冷除盐水,加热后的热除盐水进入储罐储存;当供热负荷高时,将储罐内热除盐水泵入机组汽水系统,减少加热锅炉给水的自用汽量,从而提高机组的灵活性。     

基于VMD和MPC的电动汽车-火电机组联合调频控制

合理的调频指令分配策略以及有效的指令跟踪控制方法是利用集群电动汽车(aggregate electric vehicle, AEV)联合火电机组开展调频控制、改善调频质量、提高调频经济性的关键。基于此,文中提出基于变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)和双层模型预测控制(model predictive control, MPC)的AEV参与系统调频控制策略。首先,设计AEV联合传统火电机组的频率协调优化控制结构,建立火电机组及负荷频率控制模型,同时将AEV转化为虚拟调频单元,构建在AEV参与下系统单区域多机组负荷频率控制模型;然后,利用VMD将电网调频指令信号分解为含不同频率成分的本征模态函数,整合高频分量作为AEV的调频指令,低频分量作为火电机组群的调频指令,并通过双层MPC分别在AEV和火电机组群内部实现调频指令的优化再分配及跟踪控制;最后,对所提控制策略进行仿真验证。结果表明所提控制策略可实现对系统频率的有效调节,且兼顾了调频的经济性和动态性能。     

储能联合火电机组参与系统二次调频方案设计∗

传统调频火电机组的调频能力有限,频繁变功率运行加剧了机组的磨损且严重影响设备寿命,日益难以满 足新能源接入下的调频需求.储能联合调频机组响应自动发电控制(AGC)指令不仅可以解决火电机组在调频过程中 调频性能低的问题,而且能够促进联合调频系统经济性的提升.为此,针对储能协调火电机组参与系统二次调频中的 拓扑结构、容量配置及控制策略等关键问题设计了相应的解决方案.通过某发电厂实际运行结果验证了方案的有效 性,并进一步分析了该方案在经济性方面的优势.     

考虑床料蓄热的超临界循环流化床锅炉蓄热能力的分析研究

在“双碳”目标背景下，为使得煤电机组实现电网深度调频调峰功能，达到机组灵活性调节的目标，精确、迅速地实现CFB锅炉热控协控，需要充分认识和利用好锅炉的蓄热。与煤粉炉相比，循环流化床锅炉的蓄热量较大，研究以能量守恒原理为切入点，利用循环流化床锅炉蓄热系数的计算方法，为挖掘锅炉参与深度调峰的能力提供部分理论依据。以某350 MW超临界循环流化床机组为例，进行计算和论证分析，结果表明超临界循环流化床锅炉正常运行中蕴含着大量的蓄热，且床料、金属和汽水蓄热均为暂态蓄热，其中床料蓄热远大于金属蓄热和工质蓄热。巨大蓄热能力既是CFB火电机组实现调频调峰功能的可靠性基础，也为运行控制人员提供了足够的调频调峰时间和空间。计算结果可为类350 MW超临界CFB锅炉热控调控参数设定提供数据支持，以提升其在有调峰调频需要时的反应能力和速度。     

提升火电机组一次调频性能的火电-储能一体化系统研究

提出了一种火电-储能一体化系统的构造方法,并设计了协同调频控制策略以改善火电机组一次调频性能。在严重有功扰动场景下,利用储能装置的快速响应能力提升了火电机组的一次调频响应速率,改善系统频率跌落深度。在负荷日常波动场景下,利用储能装置响应一次调频指令的高频分量,抑制了火电机组一次调频功能的频繁动作。此外,提出了储能能量恢复控制策略,采用火电充裕的能量恢复储能荷电状态,避免储能的过度充放。算例分析表明,所提方法可有效提升火电机组的一次调频性能,并能够有效维持运行过程中储能的荷电状态。     

汽轮机蓄热响应AGC及一次调频技术在1000MW机组的运用

随着节能减排日益重视,利用汽轮机蓄热技术响应AGC及一次调频成为众所关注热点之一。介绍了华能玉环电厂1000 MW超超临界机组利用汽轮机蓄热技术响应机组AGC及一次调频的案例,探讨了利用汽轮机蓄热技术的几种方法,分析了低压加热器旁路调节与凝结水节流响应AGC及一次调频综合利用技术的实施难点,同时对利用该技术实现节能运行需要注意的问题进行了探讨。     

超级电容辅助燃煤机组快速调频技术研究

超级电容具有功率密度大、充放电速度快、循环寿命长等特点。为经济有效地提升深度调峰下火电机组一次调频响应能力，本文提出了一种超级电容辅助优化一次调频方案。基于目前电网调频需求以及机组调频能力，分析机组所需要的超级电容功率以及容量。结果表明:通过合理的电容选择与连接控制，可以实现主蒸汽调节阀的运行开度进一步提高，机组煤耗降低1.0 g/(kW·h)左右，节能收益显著，4.3年可收回成本。本文技术可应用于火电机组一次调频优化及提高机组灵活性等技术改造项目。     

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。