火力發(fā)電廠(chǎng)一次調頻問(wèn)題分析論文
摘要：
頻率作為電力系統最重要的運行參數之一，其穩定性對電力系統的安全可靠運行有著(zhù)重要的影響。作為電力發(fā)展主力軍的火力發(fā)電廠(chǎng)，其調頻功能直接關(guān)系著(zhù)整個(gè)電力系統的安全穩定。本文從電網(wǎng)調頻的介紹入手，介紹了一次調頻的主要技術(shù)指標，通過(guò)分析火力發(fā)電廠(chǎng)一次調頻目前存在的問(wèn)題，提出了有針對性的改進(jìn)措施。
關(guān)鍵詞：
火力發(fā)電廠(chǎng);一次調頻;問(wèn)題
一、引言
近年來(lái)我國電力工業(yè)發(fā)展十分迅速，現在雖然已經(jīng)有部分核電機組，但是火力發(fā)電依然是電力發(fā)展的主力軍、仍然占領(lǐng)著(zhù)我國電力的大部分市場(chǎng)�，F代化的火力發(fā)電廠(chǎng)是一個(gè)龐大、復雜的生產(chǎn)電能和熱能的工廠(chǎng)，由燃料系統、燃燒系統、汽水系統、電氣系統和控制系統五部分組成。為了生產(chǎn)電能和熱能，五大系統必須按照一系列規程、規章協(xié)調運行�；鹆Πl(fā)電廠(chǎng)協(xié)調運行的基本要求就是在經(jīng)濟、安全運行的前提下保證電能的質(zhì)量指標，即在負荷變化的情況下，通過(guò)調整發(fā)電機組的運行參數以保證電壓和頻率的額定值，滿(mǎn)足用戶(hù)的要求。
二、電網(wǎng)調頻介紹
由于電力系統日益龐大，電網(wǎng)結構日趨復雜，各種短路、甩負荷的事故經(jīng)常發(fā)生，引起電力系統中的頻率波動(dòng)很大。因此為了保證電網(wǎng)的安全運行，為了保證電力系統中頻率的穩定，電網(wǎng)調頻就是通過(guò)發(fā)電機組調速系統根據電網(wǎng)頻率的變化改變機組出力，將電網(wǎng)頻率穩定在標稱(chēng)頻率，電網(wǎng)調頻又分為一次調頻和二次調頻。
一次調頻指的是當電網(wǎng)頻率超出一定范圍時(shí)，電網(wǎng)頻率的變化將使電網(wǎng)中參與一次調頻的發(fā)電機組能在短時(shí)間內自動(dòng)快速增加或減少負荷，利用機組的蓄熱來(lái)快速響應電網(wǎng)頻率的變化，以使電網(wǎng)頻率重新趨于新平衡、穩定的能力。一次調頻作為一個(gè)隨機過(guò)程是維護電網(wǎng)穩定的重要手段，其主要特點(diǎn)是頻率調整速度快，但調整數量有限并隨發(fā)電機組不同而不同，同時(shí)還具有值班調度員難以控制的特點(diǎn)。
三、一次調頻主要技術(shù)指標
根據電監會(huì )發(fā)布的《發(fā)電廠(chǎng)并網(wǎng)運行管理規定》(電監市場(chǎng)[2006] 42號)和《并網(wǎng)發(fā)電廠(chǎng)輔助服務(wù)管理暫行辦法》(電監市場(chǎng)[2006]43號)分別制定的細則，一次調頻的主要技術(shù)指標有以下幾個(gè)方面：
(一)轉速不等率6
轉速不等率6是反映機組調頻能力的重要指標，它不僅可以反映機組一次調頻能力的強弱，而且還可表明穩定性的好壞。轉速不等率6越大，機組的調頻能力越小，但是穩定性好;轉速不等率6越小，機組的調頻能力越強，但是穩定性差。目前汽機的轉速不等率6取5%。
(二)頻率偏差死區
按照電網(wǎng)頻率控制的要求，調頻控制死區規定為：△f死區=士0.025Hz～士0.003Hz.根據電網(wǎng)頻率控制的情況確定調頻控制死區的設定值，目前暫按士0.003Hz設置。
(三)負荷調節范圍
負荷調節范圍是為了保持一次調頻時(shí)機組的穩定性和設備的安全運行，對調頻負荷進(jìn)行的限幅，以防止一次調整動(dòng)作時(shí)，機組出現過(guò)負荷的現象。設置機組負荷調節范圍為△MW=士3%ECR～士6%ECR，機組一次調頻負荷調節范圍目前暫設置為士3%ECR。
四、火力發(fā)電廠(chǎng)一次調頻存在問(wèn)題及改進(jìn)措施
火力發(fā)電廠(chǎng)一次調頻能力受到很多因素的影響，例如火力發(fā)電廠(chǎng)一次調頻能力的大小與火電機組的類(lèi)型、自動(dòng)控制系統的參數設置、自動(dòng)控制系統模塊的邏輯設計等因素都有很大的關(guān)系，特別是火電機組的實(shí)時(shí)運行情況例如鍋爐的蓄熱量，對火力發(fā)電廠(chǎng)一次調頻能力的大小更是有重大的影響，蓄熱量大的機組一次調頻能力就強，反之亦然。為了充分發(fā)揮火力發(fā)電廠(chǎng)中一次調頻的能力，本文將重點(diǎn)分析火力發(fā)電廠(chǎng)一次調頻存在的問(wèn)題。
(一)火力發(fā)電廠(chǎng)一次調頻存在的問(wèn)題
火力發(fā)電廠(chǎng)一次調頻存在的問(wèn)題主要包括以下幾個(gè)方面的內容：
l、調度AGC指令與一次調頻動(dòng)作反向，削弱一次調頻作用。由于設計上的不合理這種削弱一次調頻作用的現象在火力發(fā)電廠(chǎng)中普遍存在。
2、一次調頻組態(tài)不完善。一次調頻的典型運行方式有協(xié)調投入、鍋爐自動(dòng)、DEH負荷控制和機組手動(dòng)等四種，僅僅在協(xié)調投入運行方式下才能保證滿(mǎn)足電網(wǎng)一次調頻的要求，但是某些早期投產(chǎn)發(fā)電機組在投入協(xié)調方式運行時(shí)，一次調頻組態(tài)不完善造成動(dòng)作后回調。
3、協(xié)調投入運行時(shí)主蒸汽壓力偏差設定值小。主蒸汽壓力偏差設定值小會(huì )造成一次調頻動(dòng)作負荷較大，造成主蒸汽壓力超差時(shí)閉鎖負荷。
4、火力發(fā)電廠(chǎng)中存在個(gè)別機組某些運行方式下一次調頻功能不盡完善。
5、頻率保護裝置和機組調節系統不協(xié)調。
(二)火力發(fā)電廠(chǎng)一次調頻的改進(jìn)措施
針對火力發(fā)電廠(chǎng)一次調頻存在的問(wèn)題，需要采取以下措施進(jìn)行改進(jìn)。
l、一次調頻在協(xié)調不投入運行時(shí)將DEH側一次調頻單獨使用。一次調頻協(xié)調投入運行時(shí)時(shí)將DEH和DCS側一次調頻同時(shí)使用。
2、在對DEH粗調進(jìn)行補償的同時(shí)改善鍋爐蓄熱消耗引起的機前壓力品質(zhì)。
3、改善一次調頻考核方式，為一次調頻的經(jīng)濟補償提供有力證據。根據相關(guān)方面的研究，目前采取一次調頻的月正確動(dòng)作率和月貢獻電量進(jìn)行考核，會(huì )使考核過(guò)程更加合理、科學(xué)。
4、取消DCS和DEH畫(huà)面上一次調頻功能投腿操作按鈕，保證一次調頻功能始終處于投入狀態(tài)。兩個(gè)細則要求一次調頻未經(jīng)網(wǎng)調的批準不得退出，因此取消一次調頻功能投腿操作按鈕是保證一次調頻始終投入的重要手段。
5、加強AGC數據傳輸的可靠性。AGC與協(xié)調控制系統的接口結構示惹西一AGC數據從中調的EMS到發(fā)電廠(chǎng)的DCS的傳輸途徑如上圖所示，因此EMS到DCS的數據傳輸具有經(jīng)歷環(huán)節多，傳輸距離長(cháng)，轉換過(guò)程多的特點(diǎn)，這些因素的存在就會(huì )造成輸入輸出模塊故障，信號斷線(xiàn)的現象，最終會(huì )影響到AGC的投入率。因此，為了提高火力發(fā)電廠(chǎng)一次調頻的效率就要加強AGC數據傳輸的可靠性。
6、為了提高火力發(fā)電廠(chǎng)電網(wǎng)AGC的快速響應能力，設計特定的AGC機組運行方式。也就是在A(yíng)GC負荷調整范圍內，機組升降負荷采用定壓方式，并適當允許機組有較大參數波動(dòng)，以充分利用鍋爐蓄熱能力，等變負荷過(guò)程結束后再轉為滑壓運行方式。
五、結論
電網(wǎng)頻率是電能質(zhì)量和電網(wǎng)穩定運行的重要指標，反映了電力系統供需能量的平衡狀態(tài)，當電力系統中供電也用電失衡時(shí)，電網(wǎng)頻率就會(huì )波動(dòng)出現偏差。電網(wǎng)頻率的波動(dòng)，對用戶(hù)和發(fā)電機組的危害都非常大，輕則造成用電設備損壞，耗能增加，重則造成電網(wǎng)癱瘓�；鹆Πl(fā)電廠(chǎng)作為我國電力系統的主要組成部分，一定要重視一次調頻對穩定電網(wǎng)頻率的作用，從而采取正確的方法來(lái)發(fā)揮一次調頻的作用。
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