大電源向大負荷直供電系統中各發電機組的協調控制方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電力系統運行和控制技術領域，特別涉及大電源向大負荷直供電系統中各發電機組的協調控制方法。
【背景技術】
[0002]采用大機組對大負荷直供電電網模式，該模式國內尚無可供借鑒的運行、實踐的先例，機組一次調頻控制模式的選擇、調頻參數的設置直接影響到電網的安全運行。目前，大網對火電機組一次調頻要求為“電液型汽輪機調節控制系統的火電機組和調頻死區控制在±0.033Hz (±2r/min)，不等率4%_5%，300-350MW最大負荷限為機組額定負荷的±8%;一次調頻響應時間小于3秒，15秒內相應幅度大于90%”。大電源向大負荷直供電系統中，為實現機網頻率快速、穩定協調變化，一次調頻死區、調頻限幅、轉速不等率參數的選擇設置，既要保證機組的安全穩定性，又要考慮發電側和負荷側協調控制的及時性、準確性。不僅如此，DHl側和協調側對一次調頻功能的發揮，尚需完善優化。故此，大電源向大負荷直供電系統中各發電機組的協調控制方法，異于大電網系統下的協調控制，研宄意義重大。直供電系統中當機組數量較少時，機組的調頻能力有限，造成直供電電網較為脆弱，發生事故處理不當可能造成電網崩潰。加之電解槽大負荷本身對供電要求的特殊性，就決定直供電電網安全運行風險很大。
【發明內容】
[0003]為了解決現有技術中的上述問題，本發明提供了一種大電源向大負荷直供電系統中各發電機組的協調控制方法。
[0004]本發明采用的技術方案是:一種大電源向大負荷直供電系統中各發電機組的協調控制方法，具體包括以下步驟；
a.對不同機組在同一負荷、相同的調頻參數下，分別在閥控、功控與協調控制下進行試驗，按照控制系統基本要求(穩定性、準確性、快速性)，通過對比一次調頻響應時間、響應幅度、穩定時間等參數，選擇大電源向大負荷直供電最佳的控制模式。所述調頻參數包括:調頻死區、轉速不等率、調頻限幅；
調頻死區、轉速不等率、調頻限幅等在衡量孤網運行時機組的一次調頻性能有重要影響。在直供電網絡中一次調頻可以設置不同的死區進行試驗，設置死區要充分考慮到供電負荷對頻率的要求以及機組的穩定性，需要注意的是過大的調節死區會引起機組震蕩以致轉速反復波動，將對調速系統帶來十分不利的影響。轉速偏差小的時候，汽輪機高調門只需更小的動作值即可維持轉速的穩定，所以低頻差時對應的轉速不等率更大，調頻能力相對較弱。較小的調差系數能有效地減少頻率的超調量和穩定時的頻率偏差，有利于避免頻率變化過大引起OPC動作而導致頻率大幅震蕩，故轉速不等率要根據機組調節能力合理的設置。在直供電網絡中，系統的功率擾動較大，一次調頻負荷下限小于不平衡功率，會出現調節系統周期性擺動現象；當一次調頻上限小于不平衡功率，轉速將持續下降。所以針對孤網的運行問題，需增大調頻下限來抑制頻率上升問題。
[0005]b.按各發電機組特性歸類:選用上述確定的最佳的控制模式，進行試驗，對于負荷響應時間短，負荷變化率快為第一調頻機組；負荷響應時間較短，負荷變化率較快為第二調頻機組；負荷響應時間長，負荷變化率慢為第三調頻機組。這樣分類的目的在于，當負荷供求不平衡時，首先由第一調頻機組進行負荷響應，當第一調頻機無法在短時間內響應時，第二調頻機組也參與調節，這樣將有效地減少了網內機組波動臺數，增加了直供電網絡安全。
[0006]c.機組調頻參數的設置:根據第一調頻機參與頻率調整后的負荷以及頻率變化，設置第二調頻機組的調頻死區、轉速不等率以及調頻幅度；第二調頻機作為第一調頻機后備機組，在頻率持續惡化前提下，第二調頻機要在第一調頻機出力達到最大值之前開始響應。根據第一調頻機組、第二調頻機組參與頻率調整后的負荷以及頻率變化，設置第三調頻機組調頻死區、轉速不等率以及調頻幅度，由于第三調頻機組調頻特性差，響應時間相對較長，因此在調頻死區設置上要在第二調頻機未達到最大限幅前投入；根據第一調頻機組、第二調頻機組、第三調頻機組參與頻率調整后的網頻變化，優化參數，保證電網在正常運行時可以滿足穩定，在小負荷波動時主調頻拉回網頻；在大負荷波動時可能需要系統內所有機組協調工作，及時調整發電負荷，調頻動作次序通過死區參數按照階梯型設置，確定第一、第二、第三，例如可設為3000±12rpm，3000±18rpm，3000±24rpm。對機組調節特性的調整通過改變機組調節系統傳遞函數的K值設定改變響應速度，以滿足電網頻率對機組調節性能的要求。大電源向大負荷直供電系統中，觀察負荷特性，在負荷正常波動范圍導致頻率波動時，盡量不進行調節干預，也即依據用戶側設備對電網頻率要求適當放寬電網頻率范圍(大網50±0.2Hz，局域電網50±0.5Hz)，可將網頻設為50±0.5Hz，偏離此范圍時，通過設定機組的轉速不等率、調頻死區參數的調整，逐步投入各發電機組的頻率控制。
[0007]進一步的，在直供電系統中對網內超速保護系統(OPC )動作值進行修改，保證各發電機組正常有序運作。OPC是一種抑制發電機組超速的保護控制邏輯。在直供電系統中，應盡量避免使OPC動作，盡量減少OPC動作的次數，減小OPC對數字電液控制(DEH)正常頻率調節的干擾。
[0008]進一步的，AGC調節作為第一、二調頻的輔助調節手段，對網內各機組發電負荷進行協調。AGC協調過程是為了在電網內不同用電負荷下，主調頻機組的負荷協調控制狀態下快速的響應/調整過程。根據直供電系統內各機組的運行狀態來看，一次調頻是系統主要的調節手段，AGC調節作為輔助調節手段，在正常工作狀態下有效地緩解頻率偏差，減少了一次調頻動作次數。
[0009]本發明的有益效果是:本發明首先選擇機組的最佳的控制模式，在機組最佳控制模式下，通過實驗根據機組的負荷響應時間短，負荷變化率快確定第一、二、三調頻機組，設置不同調頻機組的參數，第一、二、三調頻機組協調控制調頻，避免了大電源向大負荷直供電系統中機組調頻匹配不一致導致電網不穩定的現象發生，達到機組順序動作、多級防護、減少電網波動次數、避免機組調整導致潰網的風險。并且在直供電系統中對網內超速保護系統(OPC)動作值進行修改，保證各發電機組正常有序運作。并且將AGC調節作為第一調頻的輔助調節手段，在正常工作狀態下有效地緩解頻率偏差，減少了一次調頻動作次數。
【附圖說明】
[0010]圖1.為本發明#1機組210麗負荷下三種控制模式一次調頻趨勢圖；
圖2.為#1機組280MW負荷下三種控制模式一次調頻趨勢圖；
圖3.為本發