華電電力系統(tǒng)自動化第12講有功調(diào)節(jié)03

第12講頻率及有功自動調(diào)節(jié)（3）肖仕武Office:J5B309Tel:80794899主要內(nèi)容一、調(diào)頻方法主導(dǎo)發(fā)電機(jī)法同步時(shí)間法聯(lián)合自動調(diào)頻方法負(fù)荷分配/信息傳遞方式二、聯(lián)合電力系統(tǒng)調(diào)頻恒定頻率控制FFC（FlatFrequencyControl）恒定交換功率控制FTC（FlatTie-lineControl）頻率聯(lián)絡(luò)線功率偏差控制TBC（Tie-lineloadfrequencyBiasControl）電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度和自動調(diào)頻2022/12/122第四節(jié)電力系統(tǒng)自動調(diào)頻現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)頻的主要任務(wù)——維持系統(tǒng)頻率在給定水平，考慮機(jī)組負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配和保持電鐘的準(zhǔn)確性帶基本負(fù)荷發(fā)電廠——經(jīng)濟(jì)性較好的高參數(shù)火電廠、熱電廠、核電廠調(diào)峰廠——經(jīng)濟(jì)性較差的機(jī)組調(diào)頻廠——承擔(dān)計(jì)劃負(fù)荷與實(shí)際負(fù)荷的差值部分在電網(wǎng)容量較大時(shí)，由多個(gè)電廠共同完成調(diào)頻任務(wù)2022/12/123一、調(diào)頻方法控制調(diào)頻器的信號有比例、積分、微分三種形式1、比例調(diào)節(jié)：按頻率偏移的大小，控制調(diào)頻器按比例地增、減機(jī)組功率。這種方法只能減小但不能消除系統(tǒng)頻率偏移。2、積分調(diào)節(jié)：按頻率偏移對時(shí)間的積分控制調(diào)頻器，這種方法可以實(shí)現(xiàn)無差調(diào)節(jié)，但是在負(fù)荷變動的最初階段因控制信號不大而延緩了調(diào)節(jié)過程。3、微分調(diào)節(jié)：按頻率偏移對時(shí)間的微分控制調(diào)頻器，在負(fù)荷變動的最初階段增減調(diào)節(jié)較快，但是隨著頻率偏差趨于穩(wěn)定時(shí)，調(diào)節(jié)量也就趨于零，在穩(wěn)態(tài)時(shí)它不起作用。綜合比例、積分、微分信號作為調(diào)頻器的控制信號改變功率設(shè)定值2022/12/1241、主導(dǎo)發(fā)電機(jī)法1、在調(diào)頻電廠中有一臺主導(dǎo)機(jī)組上裝設(shè)無差調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)準(zhǔn)則是：2、在其他機(jī)組上裝設(shè)有功功率調(diào)整器，使這些機(jī)組的功率隨主導(dǎo)機(jī)組的功率按比例變化，協(xié)助主導(dǎo)發(fā)電機(jī)調(diào)頻工作，調(diào)節(jié)準(zhǔn)則是：協(xié)助調(diào)頻機(jī)組的調(diào)節(jié)功率主導(dǎo)發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)功率比例系數(shù)2022/12/1251、主導(dǎo)發(fā)電機(jī)法負(fù)荷變動系統(tǒng)頻率改變主導(dǎo)發(fā)電機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)動作協(xié)助調(diào)頻機(jī)組調(diào)整功率系統(tǒng)頻率隨之改變頻率恢復(fù)到額定值調(diào)節(jié)結(jié)束否是存在的問題—調(diào)節(jié)緩慢，適應(yīng)于中小電力系統(tǒng)2022/12/1262、同步時(shí)間法——思想(無靜差調(diào)節(jié))同步時(shí)間法（積差調(diào)差）就是按頻率偏差的積分值來進(jìn)行調(diào)節(jié)，因?yàn)轭l率偏差的積分反映了在一定時(shí)間段內(nèi)同步時(shí)間對標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的偏差。調(diào)節(jié)方程為：2022/12/1272、同步時(shí)間法——物理解釋2022/12/1282、同步時(shí)間法——系統(tǒng)描述拉普拉斯變換2022/12/1292、同步時(shí)間法——特性一對其進(jìn)行分析，考察其極點(diǎn)考察第一種情況頻率偏移動態(tài)過程具有阻尼振蕩的形式2022/12/12102、同步時(shí)間法——特性一考察第二種情況頻率偏移動態(tài)過程具有阻尼的臨界振蕩形式考察第三種情況頻率偏移動態(tài)過程具有非振蕩的衰減形式2022/12/12112、同步時(shí)間法——動態(tài)響應(yīng)以上三種情況表明，系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)總是穩(wěn)定的。一般地不希望出現(xiàn)振蕩形式，總是調(diào)節(jié)系統(tǒng)使整個(gè)調(diào)節(jié)過程處于非振蕩衰減的情況。拉普拉斯反變換在頻率偏差變化過程的初始階段積分控制來不及起作用。在頻率偏差變化過程經(jīng)過一段時(shí)間后實(shí)現(xiàn)了無差調(diào)節(jié)結(jié)論：積分方法調(diào)節(jié)緩慢，不能保證頻率的瞬時(shí)偏差在規(guī)定的范圍內(nèi)。2022/12/12122、同步時(shí)間法——改進(jìn)積分方法調(diào)節(jié)緩慢，不能保證頻率的瞬時(shí)偏差在規(guī)定的范圍內(nèi)。改進(jìn)方法:將頻率f的瞬時(shí)偏差和頻率偏差積分相結(jié)合,構(gòu)成頻率積差調(diào)節(jié)方法.調(diào)節(jié)結(jié)束時(shí)為零比例系數(shù)機(jī)組承擔(dān)的功率調(diào)節(jié)量機(jī)組調(diào)節(jié)功率分配系數(shù)功率頻率換算系數(shù)2022/12/12132、同步時(shí)間法——實(shí)現(xiàn)問題調(diào)節(jié)結(jié)束調(diào)節(jié)過程調(diào)節(jié)結(jié)束后，計(jì)劃外負(fù)荷按比例在調(diào)頻機(jī)組間分配。計(jì)劃外負(fù)荷越大，則頻率累積誤差也越大對于以上調(diào)整過程，頻率偏差的測量就至關(guān)重要。對于一臺機(jī)組，頻率偏差的測量誤差可以通過負(fù)反饋來校正對于多臺機(jī)組參與調(diào)頻時(shí)，采用分散自主方式，就要求對頻率偏差的測量盡可能一致，否則就會出現(xiàn)調(diào)節(jié)不一致的現(xiàn)象。2022/12/12142、同步時(shí)間法——實(shí)現(xiàn)方案對于多臺機(jī)組參與調(diào)頻時(shí)的頻率偏差問題的解決辦法1、在每個(gè)調(diào)頻機(jī)組上都裝設(shè)一套高穩(wěn)定性的晶體振蕩的標(biāo)準(zhǔn)頻率發(fā)生器，或者是GPS2、采用集中調(diào)頻的方法——采用一套高精度頻率發(fā)生器集中產(chǎn)生積差信號，確定各調(diào)頻機(jī)組的調(diào)節(jié)量，用遠(yuǎn)動通道送給各調(diào)頻機(jī)組。2022/12/12153、聯(lián)合自動調(diào)頻方法電力系統(tǒng)自動調(diào)頻的任務(wù)1、維持系統(tǒng)頻率為額定值2、經(jīng)濟(jì)功率分配3、系統(tǒng)潮流分布符合經(jīng)濟(jì)安全原則主導(dǎo)發(fā)電機(jī)組法同步時(shí)間法聯(lián)合自動調(diào)頻法在電網(wǎng)調(diào)度的SCADA系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在調(diào)度中心的監(jiān)控計(jì)算機(jī)中配置AGC（自動發(fā)電控制）功能軟件實(shí)現(xiàn)方法2022/12/12163、聯(lián)合自動調(diào)頻方法12AGC所完成的任務(wù)1、維持系統(tǒng)頻率為額定值2、控制地區(qū)電網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)線的交換功率與計(jì)劃值相等，使有功功率就地平衡。3、在安全運(yùn)行的前提下，在所管轄的范圍內(nèi)，機(jī)組間負(fù)荷實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)分配。使發(fā)電機(jī)負(fù)荷符合設(shè)定功率根據(jù)遙測信息計(jì)算并發(fā)送出發(fā)電機(jī)負(fù)荷設(shè)定值2022/12/1217聯(lián)合自動調(diào)頻方法——負(fù)荷分配負(fù)荷分配是根據(jù)測得的發(fā)電機(jī)功率與頻率偏差信號，按一定的關(guān)系將負(fù)荷分配給發(fā)電機(jī)組。調(diào)節(jié)結(jié)束時(shí)頻率偏差為零。分配給各機(jī)組的負(fù)荷由分配系數(shù)決定。12022/12/1218聯(lián)合自動調(diào)頻方法——信息傳遞方式信息傳遞方式1、由遠(yuǎn)動通道直接發(fā)給調(diào)頻機(jī)組2、利用電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)專用的廣域網(wǎng)（光纖網(wǎng)），調(diào)度中心計(jì)算機(jī)與調(diào)頻廠監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)交換信息。22022/12/1219二、聯(lián)合電力系統(tǒng)調(diào)頻聯(lián)合電力系統(tǒng)的調(diào)頻方法有三種1、恒定頻率控制FFC（FlatFrequencyControl）—按照頻率偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)，在頻率偏差為零時(shí)調(diào)節(jié)結(jié)束。對聯(lián)絡(luò)線不加以控制適用于電廠間聯(lián)系緊密的小型系統(tǒng)2、恒定交換功率控制FTC（FlatTie-lineControl）—按照控制調(diào)頻機(jī)組保持交換功率恒定進(jìn)行調(diào)節(jié)。對系統(tǒng)頻率不加以控制只適用于兩個(gè)系統(tǒng)間按照協(xié)議交換功率的情況。2022/12/1220頻率聯(lián)絡(luò)線功率偏差控制（TBC）3、頻率聯(lián)絡(luò)線功率偏差控制TBC（Tie-lineloadfrequencyBiasControl）—既按照頻率偏差又按照聯(lián)絡(luò)線交換功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，維持各地區(qū)電力系統(tǒng)負(fù)荷波動的就地平衡。適用于大型電力系統(tǒng)或聯(lián)合電力系統(tǒng)（常用方法）定義本區(qū)域調(diào)節(jié)作用信號為區(qū)域控制誤差A(yù)CE控制功率調(diào)整結(jié)果在穩(wěn)態(tài)情況下滿足2022/12/1221TBC——AbigpictureTBC:依賴于本地的少量信息(頻率和聯(lián)絡(luò)線)，獲得本地的負(fù)荷缺額。進(jìn)而進(jìn)行頻率調(diào)節(jié).有無其他方式獲得本地負(fù)荷缺額???調(diào)頻核心:供應(yīng)負(fù)荷缺額如何獲得本地負(fù)荷缺額???2022/12/1222頻率聯(lián)絡(luò)線功率偏差控制(TBC＋有差)考察A系統(tǒng)采用TBC，B系統(tǒng)采用有差調(diào)節(jié)的情況考慮穩(wěn)態(tài)情況A系統(tǒng)采用TBC，B系統(tǒng)采用有差調(diào)節(jié)2022/12/1223頻率聯(lián)絡(luò)線功率偏差控制(TBC＋有差)A系統(tǒng)采用TBC整個(gè)系統(tǒng)頻率和線路功率變化只與B系統(tǒng)負(fù)荷增量有關(guān)。A系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了有功功率的就地平衡。A、B系統(tǒng)中B系統(tǒng)無TBC，整個(gè)聯(lián)合系統(tǒng)對B系統(tǒng)負(fù)荷波動仍然如只有一次有差調(diào)頻似的。2022/12/1224第五節(jié)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度和自動調(diào)頻在保證頻率質(zhì)量和系統(tǒng)安全運(yùn)行的前提下，如何使電力系統(tǒng)運(yùn)行具有良好的經(jīng)濟(jì)性，這就是電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制EDC（EconomicDispatchControl）的任務(wù)。EDC被稱為三次調(diào)頻。設(shè)有n臺機(jī)組，每臺機(jī)組承擔(dān)的負(fù)荷為，對應(yīng)的燃料消耗為?，F(xiàn)在要使發(fā)電機(jī)組總的輸出在滿足負(fù)荷的條件下，總的燃料消耗為最小，采用的調(diào)節(jié)方法為：2022/12/1225發(fā)電廠間負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配設(shè)有n臺機(jī)組，每臺機(jī)組承擔(dān)的負(fù)荷為，對應(yīng)的燃料消耗為。發(fā)電廠間線路功率損耗現(xiàn)在要使發(fā)電機(jī)組總的輸出在滿足負(fù)荷的條件下，總的燃料消耗為最小，采用的調(diào)節(jié)方法為：線損修正系數(shù)線損微增率B-matrixloss-formula2022/12/1226發(fā)電廠內(nèi)機(jī)組功率控制廠站內(nèi)遠(yuǎn)動裝置RTU與機(jī)組功率控制器相互配合，完成AGC監(jiān)控功能所需要的遙測、遙信、遙調(diào)等實(shí)時(shí)信息的采集、發(fā)送和接收任務(wù)。調(diào)度所計(jì)算機(jī)執(zhí)行AGC功能發(fā)送給調(diào)頻廠指令有兩種方式1、直接下達(dá)給各調(diào)頻機(jī)組2022/12/1227