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并網(wǎng)型發(fā)電機組的聯(lián)合調(diào)頻
發(fā)布時間:2022-10-18 02:11:20  ▏閱讀:

 

 

新聞主題

并網(wǎng)型發(fā)電機組的聯(lián)合調(diào)頻

 

隨著電力系統(tǒng)容量的不斷增加,大負(fù)荷中心的出現(xiàn),現(xiàn)代系統(tǒng)已發(fā)展為一個由若干個發(fā)電系統(tǒng)通過聯(lián)絡(luò)線連接構(gòu)成的并網(wǎng)發(fā)電機組。一般并網(wǎng)發(fā)電機組由幾個區(qū)域電力系統(tǒng)通過聯(lián)絡(luò)線連接而成,例如某區(qū)域電力系統(tǒng)A和B組成的并網(wǎng)發(fā)電機組。

 

并網(wǎng)型柴油發(fā)電機組測試.png

圖1 2臺并網(wǎng)型柴油發(fā)電機組

 

 

一、調(diào)頻的目的

 

并網(wǎng)發(fā)電機組的調(diào)頻方式通常要求維護系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定和聯(lián)絡(luò)線功率,保持合同輸送功率的恒定。每個調(diào)度中心實時監(jiān)控計算機系統(tǒng)中 AGC(Automatic GenerationControl)應(yīng)完成如下任務(wù)。

(1)維持系統(tǒng)頻率為額定值,在正常穩(wěn)態(tài)情況下,其頻率偏差在0.05~0.2Hz范圍內(nèi):

(2)控制地區(qū)電網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)線的交換功率與計劃值相等,實現(xiàn)各地區(qū)有功功率的就地平衡;

(3)在安全運行前提下,所管轄系統(tǒng)范圍內(nèi),發(fā)電機組間負(fù)荷實現(xiàn)經(jīng)濟分配。


二、調(diào)頻的數(shù)學(xué)仿真

 

AGC所需信息,如各發(fā)電機組實發(fā)功率PGi、線路潮流、節(jié)點電壓等,由各廠站側(cè)的遠動裝置送到調(diào)度中心,形成實時數(shù)據(jù)庫。AGC軟件按預(yù)定數(shù)學(xué)模型和調(diào)節(jié)準(zhǔn)則統(tǒng)一確定各調(diào)頻廠(或發(fā)電機組)的調(diào)節(jié)量,通過遠動下行通道把指令送到各廠站發(fā)電機組,形成調(diào)節(jié)指令控制各調(diào)頻發(fā)電機組的出力。

最常用的是頻率聯(lián)絡(luò)線功率偏差控制 TBC(Tie line load frequency Bias Control)。即按頻差及聯(lián)絡(luò)線路交換功率偏差調(diào)節(jié),最終維持的是系統(tǒng)頻率,各地區(qū)電力系統(tǒng)負(fù)荷波動就地平衡,這實際上是多系統(tǒng)調(diào)頻觀點,這種調(diào)頻方式是大型電力系統(tǒng)或并網(wǎng)發(fā)電機組中常用的一種方法。

采用頻率聯(lián)絡(luò)線路功率偏差控制(TBC)方式,不僅要消除頻差(Δf=0)而且還要消除聯(lián)絡(luò)線路中的交換功率偏差(ΔPt=0)。也就是說,每個控制區(qū)負(fù)責(zé)本區(qū)域的功率調(diào)整,通常把本區(qū)域調(diào)節(jié)作用的信號稱為區(qū)域控制誤差A(yù)CE(Area Control Error)。如圖2所示,設(shè)有兩區(qū)域電網(wǎng)通過聯(lián)絡(luò)線相接,兩區(qū)域負(fù)荷分別為PLA和PLB,在聯(lián)絡(luò)線兩側(cè)的功率分別為PtA和PtB,設(shè)置測量關(guān)口A和B,ACEa和ACEb

 

發(fā)電機并網(wǎng)系統(tǒng)輸出圖.png

圖2 發(fā)電機并網(wǎng)系統(tǒng)輸出圖

 

A區(qū)測量關(guān)口的區(qū)域控制誤差A(yù)CEa

ACEa = ΔPtA+βAΔfA ...........................................(7-29)

B區(qū)測量關(guān)口的區(qū)域控制誤差A(yù)CEb

ACEb = ΔPtB+βBΔfB ...........................................(7-30)

式中 βA、βB-分別為A區(qū)和B區(qū)的頻率修正系數(shù)。

當(dāng)負(fù)荷有變動時,頻率和聯(lián)絡(luò)線功率均有變化,ACE產(chǎn)生誤差,相應(yīng)產(chǎn)生本區(qū)域的控制功率。則有

ΔPCA =-KA∫ACEadt =-KA∫(ΔPtA+βAΔfA)dt...........................................(7-31)

ΔPCB =-KB∫ACEbdt =-KB∫(ΔPtB+βBΔfB)dt........................................... (7-32)

式中 KA、KB ——分別為兩區(qū)域的積分控制增益。

設(shè)A區(qū)負(fù)荷不變,B區(qū)負(fù)荷增長,Δf<0,聯(lián)絡(luò)線上出現(xiàn)A端流向B端的功率增量,即ΔPtA>0;ΔPtB<0。

對A區(qū)Δf<0,ΔPtA>0,A區(qū)Δf和ΔPtA的符號相反,A區(qū)無負(fù)荷變動,若設(shè)置的βA適當(dāng),將使

ACEa = ΔPtA+βAΔfA ≈ 0........................................... (7-33)

從而A區(qū)不產(chǎn)生本區(qū)域的控制功率。

對B區(qū)Δf<0,ΔPtB<0。B區(qū)Δf和ΔPtB的符號相同,B區(qū)有負(fù)荷變動,B區(qū)產(chǎn)生相應(yīng)控制功率調(diào)整。當(dāng)Δf和ΔPtB均為負(fù)值時,有

ACEb = ΔPtB+βBΔfB < 0...........................................(7-34)

ΔPCB =-KB∫ACEbdt =-KB∫(ΔPtB+βBΔfB)dt > 0...........................................(7-35)

B區(qū)內(nèi)發(fā)電機增加出力,直到頻率恢復(fù)及聯(lián)絡(luò)線功率變化為0時為止。調(diào)整結(jié)果必然是

ΔPtA+βAΔfA=0...........................................(7-36)

ΔPtB+βBΔfB=0...........................................(7-37)

某區(qū)域負(fù)荷發(fā)生變化,從而引起頻率和聯(lián)絡(luò)線功率的變化,區(qū)域控制誤差產(chǎn)生對應(yīng)區(qū)域發(fā)電機改變功率輸出,實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的就地平衡,Δf=0,ΔPt=0。

 


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