,单击此处编辑母版标题样式,-,#,-,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,主要内容,一、一次调频的概念,二、水电机组一次调频的技术要求,三、水电机组一次调频相关测试与试验,四、影响水电机组一次调频性能的因素,五、相关问题探讨,安康水电厂机组状态智能诊断系统功能研究,安康水电厂机组状态智能诊断系统功能研究,安康水电厂机组状态智能诊断系统功能研究,主要内容一、一次调频的概念安康水电厂机组状态智能诊断系统功能,-,1,-,一、一次调频概念,什么是一次调频？,调频？,机组，电网？,一次？（固有特性）,一、一次调频概念什么是一次调频？,-,2,-,几种定义,发电机组,根据其调速系统的,固有频率特性,，随频率变化而进行功率调整的,调频过程。,通过水轮发电机组和火力发电机组调速系统的负荷频率特性对电网的功率和频率的控制，通常叫电网一次调频。他主要是由发电机组调速系统的静态特性,F=f,（,P,）及其,PID,动态调节特性来实现的。,电网的一次调频是针对偏离了系统额定频率（,50Hz,）的频率偏差，按功率永态差值系数,ep,（调差系数）对机组进行功率控制的。它是将电网（机组）频率（转速）信号送入机组调速系统的频率（转速）输入端口，频率（转速）给定值与其比较形成频率（转速）偏差，调速系统根据这个偏差信号进行调节。,机组并网运行时，受到外界负荷变动影响，电网频率发生变化，这时，各机组的调节系统参与调节作用，改变各机组所带的负荷，使之与外界负荷相平衡，同时尽力减少电网频率的变化，这一过程即为一次调频。它是一种有差调节。,一次调频是指当电网频率偏离额定值时，发电机组调节控制系统自动控制机组有功功率的增加（频率下降时）或减少（频率升高时），以限制电网频率变化的特性。,一次调频是指电网频率发生变化时通过水轮发电机组调速系统自身的负荷,-,频率静态特性和动态特性对电网进行控制。,水轮发电机组调速系统的一次调频功能就是指，在并网发电的状态下，如果频率超过,50Hz,时，调速系统在没有接受上级设备下发新的定值的情况下，按照负荷,-,频率曲线进行负荷调节，自动下调一定的负荷；当频率低于,50Hz,时，调速系统在没有接受上级设备下发新的定值的情况下，按照负荷,-,频率曲线进行负荷调节，自动上调一定的负荷。,电网一次调频：针对电网上变化幅度较小，变化周期较短的负荷分量所引起的电网频率小波动所进行的频率调节。,几种定义发电机组根据其调速系统的固有频率特性，随频率变化而进,-,3,-,二、水电机组一次调频的技术要求,何时开始调？,调多少？,调多快？,与其他调节过程如何协调？,二、水电机组一次调频的技术要求何时开始调？,-,4,-,何时开始调？,死区,0.05Hz,人工死区？,500.05Hz,转速死区？,0.02%0.04%,响应滞后时间,电网频率变化达到一次调频动作值到机组负荷开始变化所需的时间为一次调频负荷响应滞后时间，应小于,3,秒,何时开始调？死区 0.05Hz,-,5,-,调多少？（一次调频目标出力）,频率偏差,由调速系统（,/,机组）的静态特性确定,永态转差系数,bp3%bp=f/y,死区,0.05Hz,最大调整负荷限幅,机组额定功率的,6%,调多少？（一次调频目标出力）频率偏差,-,6,-,调速系统（,/,机组）静态特性,1,理想的简化的静态特性,y=f/bp,p=f/ep,bp ep,的区别与联系？,水头的影响？,频率,f,接力器行程,y,（,/,机组功率,p),永态转差系数,bp,(/,调差率,ep,/,机组永态转差率,),y(/p),调速系统（/机组）静态特性1理想的简化的静态特性频率f接力器,-,7,-,调速系统（,/,机组）静态特性,2,考虑人工频率死区的静态特性,人工频率死区：,0.05Hz,？,0.04Hz,？,y=(f-ef)/bp,p=(f-ef)/ep,调速系统（/机组）静态特性2考虑人工频率死区的静态特性人工频,-,8,-,调速系统（,/,机组）静态特性,3,考虑转速死区和非线性度的静态特性,转速死区,ix,：,0.02%,（,0.01Hz,）,非线性度：近似为直线 （,5%,）,y(f-ef)/bp,p(f-ef)/ep,调速系统（/机组）静态特性3考虑转速死区和非线性度的静态特性,-,9,-,调速系统（,/,机组）静态特性,3,考虑人工开度死区的静态特性,调速系统（/机组）静态特性3考虑人工开度死区的静态特性,-,10,-,一次调频限幅,一次调频最大负荷限幅为机组额定功率的,6%,p(f-ef)/ep 6%,实现方式：,限频差；,若,Ef=0.05Hz,，,ep=3%,则：,f 0.28%,，即,F 0.14Hz,，,限控制输出；,技术讨论,6%,一次调频限幅一次调频最大负荷限幅为机组额定功率的6%,-,11,-,调多少？（小结）,影响一次调频调节量目标值的因素：,频差,永态转差系数,bp/,机组调差率,ep,水头的影响,人工频率死区,转速死区,人工开度死区,限幅值：,p(f-ef)/ep 6%,调多少？（小结）影响一次调频调节量目标值的因素：,-,12,-,调多快？,1,具体要求：,当电网频率变化超过机组一次调频死区时，机组应在,15,秒内根据机组响应目标完全响应；,在电网频率变化超过机组一次调频死区时开始的,45,秒内，机组实际出力与机组响应目标偏差的平均值应在机组额定有功出力的,3%,内。,调多快？1具体要求：,-,13,-,调多快？,2,一次调频调节速度相关因素：,比例增益,P-,积分增益,I-,微分增益,D,调速系统随动系统动态特性,接力器不动时间，接力器反应时间常数，水轮机导水机构机械特性等等。,水流惯性时间常数及其它机组相关特性,功率反调现象；机组功率摆动现象；等等,调多快？2一次调频调节速度相关因素：,-,14,-,水电机组一次调频课件,-,15,-,水电机组一次调频课件,-,16,-,与其他调节过程如何协调？,具体要求：,水电机组监控系统设计时，应保证监控系统闭环控制方式下，机组调速系统一次调频功能能够正常发挥作用。,实现方式：,监控系统改闭环控制为开环、半开环控制；,引出一次调频动作接点，作用于监控系统。,与,AGC,的协调控制,与其他调节过程如何协调？具体要求：,-,17,-,三、水电机组一次调频相关测试与试验,1,具体要求,1,（西北电网）,机组一次调频性能测试报告,调速系统的传递函数、各环节参数及有关试验报告,机组负荷随实际电网频率变化曲线,具体要求,2,（,西北电监局机组安评标准，并网运行管理规定实施细则,）,机组一次调频试验、甩负荷试验、水轮机控制系统验收试验满足规范要求。,完成水轮机及其调速系统建模和参数实测，为电网提供系统计算所需基本数据。,三、水电机组一次调频相关测试与试验1具体要求1（西北电网）,-,18,-,三、水电机组一次调频相关测试与试验,2,试验内容,一次调频性能试验,水轮机及其调速系统建模与参数实测,调速系统性能验收试验,三、水电机组一次调频相关测试与试验2试验内容,-,19,-,一次调频性能试验,测频单元的校验,调速系统静特性试验（,bp,值的校验）,人工死区校验,一次调频静态试验（调节参数优化）,一次调频与监控系统闭环控制的协调性测试,一次调频动态试验,频率阶跃；实际电网频率扰动过程测试；,一次调频性能试验测频单元的校验,-,20,-,-5-,一次调频动态试验方法,常规方法,:1,）频率阶跃 外接频率阶跃信号或改频率给定,局限性,:,试验与实际过程有差别,2,）电网人为造成频率大扰动试验,（通过电网切机或突增机组出力进行）,局限性,:,难度大、有风险，不适合单台机组,改进方法,优点：过程真实、简化试验过程、降低试验风险、可,重复性好。,调节,系统,实际电网,扰动过程,水轮机系统,大电网,信号重构,发频,测试仿真仪,试验时频率变化很小认为恒定,-5-一次调频动态试验方法调节系统实际电网水轮机系统大电网,-,21,-,四、影响水电机组一次调频性能的因素,监控系统闭环控制，,AGC,的闭环控制；,测频偏差,调速器调节方式、调节模式的切换,调节参数需优化,功率反调量明显,设置一次调频投,/,切开关,机组自身功率摆动（稳定性差、,PSS,性能）,调速系统自身缺陷或故障,调速器不当控制策略,四、影响水电机组一次调频性能的因素监控系统闭环控制，AGC的,-,22,-,在不稳定运行区域机组自身的功率摆动,在不稳定运行区域机组自身的功率摆动,-,23,-,在稳定运行区域机组自身的功率摆动,在稳定运行区域机组自身的功率摆动,-,24,-,五、问题探讨,1,水轮机控制系统、水电机组监控系统相关的新技术以及对一次调频带来的影响有那些？,为何机组一次调频问题近几年才得到热议？,五、问题探讨1水轮机控制系统、水电机组监控系统相关的新技术以,-,25,-,五、问题探讨,2,机组一次调频性能试验正常，经济考核不理想，原因？,五、问题探讨2机组一次调频性能试验正常，经济考核不理想，原因,-,26,-,-5-,不妥之处，请各位老师批评、指正！谢谢！,-5-不妥之处，请各位老师批评、指正！谢谢！,-,27,-,