大电源向大负荷直供电系统中机组频率调整方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统运行和控制技术领域，具体涉及大电源向大负荷直供电系统 中各发电机组的频率-负荷的调整方法。
【背景技术】
[0002] 大电源向大负荷直供电系统中研宄的重点在于调整系统内频率的调整，使之维持 在外界负载允许范围附近。一次调频回路是控制系统内频率波动的重要保障，但目前的一 次调频控制回路仅适用于频率变化幅度小的大电网，而对于大范围的频率波动调节则无能 为力，甚至进一步恶化了电力系统正常运作。
[0003] 在电网正常运行时，网内所有发电机组具备一次调频能力，当系统内 频率变化超过机组设定死区之后，汽轮机自动地调整发电功率，减小电网频率 的变化，维持电网稳定。常规一次调频控制回路传递函数框图如图1所示， ?为汽轮机转速标么值； rVd为参考功率(正常运行方式下为CCS侧发出的负荷指令)，当 =1时调门的最大开度为100% ;Pe为电磁功率反馈值；Pcti输出一次调频控制回路调门 指令，传统的一次调频控制回路具有两个基本作用，一是汽机转速偏离额定转速时，该回路 的控制效果使得转速偏差减小在死区范围内，接近额定转速；二是在电磁功率偏移参考功 率的情况下，该控制回路通过PID调节使得电磁功率与参考功率保持平衡。
[0004] 但是，大电源向大负荷直供电系统中，当系统运行出现较大的扰动发生的瞬间，电 磁功率会发生突变，一次调频控制回路采集到电磁功率的反馈信号也会发生突变，致使进 入控制器后会造成很大控制偏差，引起调节方向与负荷需求方向相反，出现极大反调现象， 引发网内所有机组跳闸。比如在功率缺额的直供电网络中，为了保持发电与供电之间的平 衡，电磁功率变大，而机械功率短时间内未发生变化，从而引起机械功率与电磁功率不平 衡。这时一次调频发生作用，一方面转速偏差的存在发出开高调门的指令；另一方面电磁功 率反馈到控制回路则是关小高调门指令。此时，电磁功率的反馈回路在直供电系统中起到 了相反的作用。常规的一次调频控制频率的方法仅适用于小转速波动，而对于直供电系统 中出现大范围的转速波动实用性差，无法有效地调整发电机组频率。
[0005] 研宄直供电系统中各发电机组的功率-频率的调整方法，解决大常规一次调频控 制方法在直供电网络中出现反调现象，增大直供电网络中一次调频的能力，达到机组有效 动作、减少电网波动次数、有效避免机组调整反复调整而引起事故发生，导致溃网的风险。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的就是要提供一种大电源向大负荷直供电系统中发电机调整频率的 方法，以提高直供电网频率的稳定性。
[0007] 本发明是通过以下技术方案来实现的： 大电源向大负荷直供电系统中机组频率调整方法，该方法是利用叠加调频分量提高一 次调频对直供电系统的贡献率，大电源向大负荷直供电系统中发电机的协调控制方式下的 一次调频修正后分量上叠加分量来抑制系统频率的恶化，该方法按照下述步骤进行： (1) 叠加分量位置的选择：在频率控制回路后叠加一个分量，用来抑制功率控制回路反 作用； (2) 判断叠加分量的正负：叠加分量的方向依据汽轮机实际转速与调频死区对应的转 速偏差进行确定，若偏差大于零，则增加负的叠加分量，若偏差小于零，则增加正的叠加分 量； (3) 叠加分量大小的确定：在直供电网络中，为了增加一次调频的贡献率，在叠加分量 选择上，通过改变有功功率负荷的单位调节功率来提前补偿大的调频死区引起大的功率缺 额。有功功率负荷的单位调节功率表示系统有功功率负荷的自动调节效应。系统有功功率 负荷的单调节功率可由如下公式计算得出：
【主权项】
1. 大电源向大负荷直供电系统中机组频率调整方法，其特征在于：该方法是利用叠加 调频分量提高一次调频对直供电系统的贡献率，大电源向大负荷直供电系统中发电机的协 调控制方式下的一次调频修正后分量上叠加分量来抑制系统频率的恶化。
2. 如权利要求1所述的大电源向大负荷直供电系统中机组频率调整方法，其特征在 于：所述的该方法按照下述步骤进行： (1) 叠加分量位置的选择：在频率控制回路后叠加一个分量，用来抑制功率控制回路 反作用； (2) 判断叠加分量的正负：叠加分量的方向依据汽轮机实际转速与调频死区对应的转 速偏差进行确定，若偏差大于零，则增加负的叠加分量，若偏差小于零，则增加正的叠加分 量； (3) 叠加分量大小的确定：在直供电网络中，为了增加一次调频的贡献率，在叠加分量 选择上，通过改变有功功率负荷的单位调节功率来提前补偿大的调频死区引起大的功率缺 额，有功功率负荷的单位调节功率表示系统有功功率负荷的自动调节效应，系统有功功率 负荷的单调节功率iPt可由如下公式计算得出：
其中，^为系统有功负荷的频率调节效应系数，一般4^=1 为负荷的单位调节 系数;^为直供网中总的有功功率;1为额定频率;y为频率差值。
【专利摘要】本发明公开了一种大电源向大负荷直供电系统中各发电机组调整频率的方法，该方法根据一种大电源向大负荷直供电系统中各发电机组协调控制方法基础上，通过在机组协调控制方式下叠加适当分量实现机组侧频率-负荷控制的方法，解决大电源向大负荷直供电系统中由于频率长时间悬浮在稳定边界，造成机组一次调频反复动作，导致电网频率不稳定的现象，达到机组有选择性动作、减少机组调频动作次数、减弱了溃网的风险，机组侧频率-负荷控制方法大大地提高了大电源向大负荷直供电系统中电网运行安全性和经济性。
【IPC分类】H02J3-46
【公开号】CN104779647
【申请号】CN201510210773
【发明人】章燎, 闵浩, 唐长忠, 文博, 王杰
【申请人】酒泉钢铁(集团)有限责任公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月29日