水電廠輔助服務(wù)系統(tǒng)調(diào)控性能分析.pdf

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1、第35卷第4期華電技術(shù)VoI．35No．42013年4月HuadianTechnologyApr．2013水電廠輔助服務(wù)系統(tǒng)調(diào)控性能分析馮德才(貴州烏江水電開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司索風(fēng)營(yíng)發(fā)電廠，貴州修文550215)摘要：分析了影響水電廠輔助服務(wù)系統(tǒng)性能的主要因素，論述了一次調(diào)頻和二次調(diào)頻的相互影響及協(xié)調(diào)措施，找出了制約影響水電廠輔助服務(wù)系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素，提出了相應(yīng)措施，為提高水電廠輔助服務(wù)系統(tǒng)調(diào)控性能提供參考。關(guān)鍵詞：輔助服務(wù)；水頭；一次調(diào)頻；二次調(diào)頻；執(zhí)行周期-中圖分類號(hào)：TP271：TV74文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號(hào)：1674—1951(2013)04—0014—04表1

2、水頭一導(dǎo)葉參數(shù)0引言隨著我國(guó)電力工業(yè)的迅速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，裝機(jī)容量迅速增長(zhǎng)，我國(guó)各區(qū)域電網(wǎng)的峰谷差越來(lái)越大，電能質(zhì)量和電網(wǎng)安全運(yùn)行受到較大影響。為保障電力系統(tǒng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，規(guī)范區(qū)域發(fā)電廠輔助服務(wù)管理，促進(jìn)電網(wǎng)企業(yè)和并網(wǎng)發(fā)電廠協(xié)調(diào)發(fā)展，國(guó)家電監(jiān)委南方局2012年印發(fā)了《南方區(qū)域并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則》及《南方區(qū)域發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理實(shí)施細(xì)則》(以下簡(jiǎn)稱“兩個(gè)從表1中可以看出，水頭發(fā)生變化時(shí)各機(jī)組工細(xì)則”)。輔助服務(wù)是指為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)況所需的導(dǎo)葉開(kāi)度也不一樣，當(dāng)水頭降低時(shí)導(dǎo)葉開(kāi)行、保證電能質(zhì)量、除正常電能生產(chǎn)、輸送、使用外，度增大。在機(jī)組并網(wǎng)

3、情況下，導(dǎo)葉開(kāi)度的增減對(duì)應(yīng)由并網(wǎng)發(fā)電廠提供的輔助服務(wù)，包括一次調(diào)頻、自動(dòng)機(jī)組有功的增減，當(dāng)水頭越低，相同的有功增量△P發(fā)電控制(AGC)、調(diào)峰、無(wú)功調(diào)節(jié)、旋轉(zhuǎn)備用、黑啟需要更大的導(dǎo)葉變化Ay，調(diào)節(jié)時(shí)間也會(huì)延長(zhǎng)，調(diào)節(jié)動(dòng)等。水電廠輔助服務(wù)系統(tǒng)的性能受到許多方面的速率下降，一次調(diào)頻性能會(huì)嚴(yán)重下降。影響，主要影響因素有水頭、設(shè)備性能、執(zhí)行周期等。1．2水頭的降低同樣使機(jī)組效率大大降低1水頭對(duì)輔助服務(wù)系統(tǒng)調(diào)控性能的影響索風(fēng)營(yíng)發(fā)電廠額定水頭為69．0m，在實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)水頭低于68．5m后，機(jī)組出力已不能帶滿額水電廠的水頭是極其重要的運(yùn)行參數(shù)之一，其定負(fù)荷(200MW)，同時(shí)機(jī)組

4、振動(dòng)也加大。當(dāng)水頭達(dá)數(shù)值的變化會(huì)影響電廠經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和設(shè)備運(yùn)行性能指到最低設(shè)計(jì)水頭(58．1m)時(shí)，機(jī)組出力只能達(dá)到約標(biāo)，對(duì)輔助服務(wù)系統(tǒng)調(diào)控性能的影響比較明顯。水150MW，導(dǎo)葉開(kāi)度約為88％，此時(shí)若加大導(dǎo)葉開(kāi)度，頭有毛水頭和凈水頭之分，毛水頭就是上游水位高機(jī)組效率會(huì)急劇下降，機(jī)組出力不再明顯上升。在程減去下游水位高程所得水頭。凈水頭就是毛水頭機(jī)組效率降低、最大出力下降情況下，會(huì)嚴(yán)重影響發(fā)減去輸水系統(tǒng)的沿程水頭損失和局部水頭損失，凈電廠輔助服務(wù)中的調(diào)峰、旋轉(zhuǎn)備用、可調(diào)容量等水頭是作用在水輪機(jī)上的水頭，也就是工作水頭。性能。貴州烏江水電開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司索風(fēng)營(yíng)發(fā)電廠(以1．3

5、水頭變化對(duì)自動(dòng)發(fā)電控制性能的影響下簡(jiǎn)稱索風(fēng)營(yíng)發(fā)電廠)在調(diào)速器和狀態(tài)監(jiān)壩0中采用自動(dòng)發(fā)電控制AGC(AutomaticGenerationCon—凈水頭，而在監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)中采用的是毛水頭。tro1)是指發(fā)電機(jī)組在規(guī)定的出力調(diào)整范圍內(nèi)跟蹤電1．1水頭變化對(duì)一次調(diào)頻性能的影響力調(diào)度指令，按照一定調(diào)節(jié)速率實(shí)時(shí)調(diào)整發(fā)電出力，當(dāng)水頭降低時(shí)，一次調(diào)頻性能會(huì)下降，特別是水以滿足電力系統(tǒng)頻率和聯(lián)絡(luò)線功率控制的要求。在頭低于設(shè)計(jì)水頭時(shí)，一次調(diào)頻性能會(huì)下降嚴(yán)重。表1運(yùn)行中水頭的變化對(duì)它調(diào)節(jié)性能的影響主要是是索風(fēng)營(yíng)發(fā)電廠機(jī)組調(diào)速器的水頭一導(dǎo)葉參數(shù)表。AGC可調(diào)范圍和調(diào)節(jié)量誤差，對(duì)AGC調(diào)節(jié)

6、速率也收稿日期：2012—07—12；修回日期：2012—11—06有一定的影響。《南方區(qū)域發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理實(shí)第4期馮德才：水電廠輔助服務(wù)系統(tǒng)調(diào)控性能分析·l5·施細(xì)則》中對(duì)機(jī)組AGC的合格率提出3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，各此時(shí)單機(jī)出力最大為185Mw，3臺(tái)機(jī)組最大出力為占1／3權(quán)重，即水電機(jī)組AGC調(diào)節(jié)范圍達(dá)到可調(diào)容555MW，造成的AGC調(diào)節(jié)量誤差為(600—555)／量的40％，水電單機(jī)AGC調(diào)節(jié)速率要求達(dá)到30％120=37．5％，遠(yuǎn)超出“兩個(gè)細(xì)則”3％的要求。額定容量／min以上，AGC調(diào)節(jié)量誤差不超過(guò)3％。水頭對(duì)AGC調(diào)節(jié)速率的影響類似于一次調(diào)頻圖1是索風(fēng)營(yíng)發(fā)電廠AGC

7、運(yùn)行水頭一單機(jī)最大出的影響，本文不再重復(fù)分析。力曲線。2執(zhí)行周期對(duì)調(diào)功性能的影響在有功、無(wú)功調(diào)節(jié)的整個(gè)閉環(huán)中，每個(gè)環(huán)節(jié)和過(guò)室程都會(huì)有一定的時(shí)延，每一次閉環(huán)調(diào)節(jié)的總時(shí)延為一次執(zhí)行周期，根據(jù)具體的環(huán)節(jié)和過(guò)程可把執(zhí)行周毒期分為軟件周期、動(dòng)作周期、采集周期。執(zhí)行周期主要影響輔助系統(tǒng)中的AGC、自動(dòng)電壓無(wú)功調(diào)控系統(tǒng)AVC(AutomaticVoltageContro1)、一次調(diào)頻、二次調(diào)頻，下面以具有典型性和代表性的AGC進(jìn)行分析，圖1水頭一出力曲線AGC控制邏輯及動(dòng)作原理如圖2所示。索風(fēng)營(yíng)發(fā)電廠共有3臺(tái)發(fā)電機(jī)組，單機(jī)額定出力為200Mw，額定水頭為69．0m