地区电网火电机组超速保护定值深化研究

地区电网孤网运行时的频率控制是维持系统稳定的重要方面,当孤网系统转动惯量小,仅依靠高周切机、低频减载等措施可能无法满足系统频率要求,还会造成火电机组OPC保护频繁动作,系统频率振荡。针对新疆石河子电网孤网后的高频问题,通过OPC各项参数的深化研究(包括OPC保护动作频率值、动作时延、关闭时间间隔以及高压阀门关闭与否等参数)、不同机组间OPC协调配合研究以及OPC与高频切机协调配合研究等,提出一整套OPC保护定值配置原则,以避免或减少孤网运行时的系统频率振荡。     

汽轮机超速保护控制对电网频率的影响研究

在孤网运行状态下传统超速保护控制(OPC)由于汽轮机转速的较大波动会使汽轮机调节阀频繁动作,影响电网频率的稳定性.为此,以中间再热式汽轮机为例,建立了多区域单机无穷大系统仿真数学模型.通过对孤网运行状态下不同OPC保护定值对电网频率稳定性影响的仿真,提出了孤网运行状态下发电机组解列时适当提高OPC保护定值的措施,以及在OPC控制逻辑中增加并网、解列、孤网运行3种控制方式的方案.     

计及火电机组OPC保护模型的电力系统机电动态仿真分析

首先论证了电力系统机电暂态仿真程序中考虑火电机组OPC保护模型的必要性。通过对东北典型火电机组超速保护OPC动作特性的实际调研,在电力系统分析综合程序(PSASP)中搭建了OPC保护相应的数学模型,并通过东北电网典型事故实际仿真对比验证了模型的正确性。最后,结合东北电网实际的频率稳定问题案例对火电机组OPC机网协调管理提出了相应的建议和整改措施。针对具有较大孤网风险的局部地区电网,建议采取调整火电机组OPC保护动作定值、优化OPC保护在系统频率上升和下降阶段的控制策略等措施,以提高其孤网运行成功的概率。     

火电机组超速保护整定值对地区电网的影响

大型火电机组目前普遍采用了超速保护控制系统(OPC),其定值一般取自出厂值.文中以实际电网为例,分析了孤岛运行过程中,因为OPC定值选择不当给电网造成的影响,并指出了OPC定值选择需要注意的几个问题.     

周期通信对储能系统参与电网调频的影响分析

随着新能源并网功率逐步增加,跨区直流替换传统机组,电网调节能力不断下降。储能系统双向功率快速控制的优势,为电网频率控制提供了更多手段。根据储能系统和电网设备间大量使用周期通信方式的现状,定量计算了可能引发电网频率振荡的通信周期范围。通过分析目前运行的园区电网频率振荡过程,得出是由周期通信定值设置不合理引发频率振荡的结论。通过实际降低周期值,未发生类似现象。根据该电网和储能实际参数,建立了包含储能系统周期通信及功率控制的电网仿真系统。仿真系统频率响应过程与实际电网频率振荡周期、幅值一致。对不同的低通信周期情况进行了仿真,系统扰动后未出现频率振荡过程,验证了定量计算结果的正确性,也支撑了电网实际修改周期定值的有效性。     

地区电网高频切机优化及与超速保护的配合

分析地区电网与主网解列后孤网运行时的频率特性,指出影响孤网频率的主要因素为功率不平衡量和系统惯量.针对新疆石河子电网可能出现的高频问题,通过高频切机配置方案研究及高频切机与火电机组超速保护控制器（OPC）的协调配合研究,提出适应于地区电网的高频切机方案,以及应优先采用高频切机来抑制频率升高,尽量避免OPC反复动作的配置原则.     

大量风电电源接入对海南电网频率稳定的影响

风力发电的随机性和难以预测性,致使大量风电电源的接入将严重影响海南电网的频率稳定性。介绍了海南省风能资源概况及风电发展规划,以及运行及规划中的风电机组参数和电网运行频率的要求。针对孤网枯水期小运行方式,分析了风力发电机组不同频率保护定值及低电压穿越能力对系统频率稳定性的影响,给出了电网对风电场运行的频率保护及低电压穿越能力的要求。     

大型风力发电机组系统结构与特点

1风电机组系统结构与特点大型风力发电机组必须通过联网运行,并将风电机组输出的电压和频率变为电网的恒定电压和频率加以传输,目前一般采用全额定值变换原理。图1示出这种方式的原理结构。风电机组通过全额定值变频器和变压器与高压电网相联,变频器将风电机组输出的总是在不停变化交流电压,首先变换成直流,再逆变成电压频率和幅值及相位与电网一致的交流电源电压。显然,变频器的容量必须与发电机的额定容量对     

双馈风电机组参与电网一次调频的控制策略

由于现有风电机组不能响应电网频率的变化,不增加电力系统的转动惯量,大规模风电接入将对电网频率稳定性构成威胁。基于双馈风电机组的控制特性,提出一种实用化的风电参与电网调频的控制方法。采用分段控制的方式,要求风电机组在一定的频率范围内参与调频。基于转子动能控制原理,在电网频率上升到该范围时通过吸收部分转子动能减少风电机组的有功出力,实现风电机组的频率控制。最后在电力系统仿真软件中搭建风电调频控制的电网模型并以大规模地区实际电网为例进行仿真,研究风电参与电网调频的作用。仿真结果表明,风电机组对频率变化具有快速响应能力,可有效改善电网的频率特性,为双馈风电机组安全稳定并网运行提供了可借鉴的理论依据。     

含高渗透率风电的孤网频率动态特性研究

大规模风电集中并网后,风电近区系统的频率动态稳定性将面临严峻挑战。以实际电网为例,以现有频率保护配置方案为基础,仿真模拟了风电近区电网孤网运行时风电机组、常规机组、核电机组高频保护装置的动作情况。分析了各类机组在暂态过程中的差异,深入研究了近区孤网的频率动态特性,并提出了适用于风核联合运行工况下的孤网高频保护优化配置方案。该研究成果对大规模风电集中并网近区各类机组频率保护定值的整定具有重要的参考价值。     

贵州主网及其地区电网孤网运行的安全稳定控制

首先分析了汽轮机超速保护控制(over-speed protection control,OPC)的动作逻辑及其对系统安全稳定的影响机理,从保证汽轮机设备安全和电力系统稳定运行的角度提出了OPC逻辑调整的建议;然后针对贵州主网及其地区电网孤网运行可能出现的高频问题,提出了发电机高频切机与汽轮机OPC协调配合的保护方案,给出了防止地区及大型送端电网解列后高频运行的3层次安全稳定控制措施。文章提出的思路和方法可为我国电网安全稳定措施的配置提供借鉴。     

生物质发电机组调速系统涉网功能研究及应用

针对生物质发电机组调速系统的涉网功能安全风险和性能缺陷,提出了一套完整改造方案。方案包括三方面内容：数字电液控制系统由低压透平油纯电调改造为高压抗燃油纯电调;涉网保护-超速保护控制逻辑及定值适应电网要求重新整定;一次调频控制策略按试验导则要求重新设计并与超速保护控制动作相结合。该方案既能满足电网安全稳定运行要求,又能满足电厂安全运行要求,对加强生物质发电机组的涉网安全管理工作有着重要的借鉴和推广意义。     

孤网高频问题的分析与控制策略研究

孤网高频事故对电网与发电机组安全运行会造成很大威胁,为了进行孤网高频问题分析,根据某孤网故障地区机组实际发电情况,构建了以锅炉、汽机、协调控制系统、数字电液调节系统和超速保护控制系统为基础的详细的孤网运行与控制仿真平台。通过仿真,较准确地再现了此地区孤网故障的整个过程;并得出了孤网高频失稳的原因,即一次调频限幅和OPC定值设置不当,以及功率控制环节与OPC动作冲突。在此基础上提出了基于广域测量数据的机网协调控制策略,该策略能使机组的功率指令跟随电网负荷变化,利于频率稳定。通过仿真验证了此控制策略能大幅提高孤网运行的稳定性。     

单元机组控制策略对电网频率影响分析

探讨发电厂侧单元机组一次调频、OPC参数设置对孤网运行时电网频率稳定性的影响。通过对一起铝电网孤网运行时因低频造成的垮网事故进行分析,发现事故原因与单元机组一次调频限值设置不当,OPC控制策略设置考虑不周全等因素有关,并提出了改善措施。对单元机组一次调频、OPC控制策略等进行改善后,可有效提高孤网运行时电网频率稳定性。     

高压缸启动机组甩负荷工况下OPC功能研究

阐述高压缸启动汽轮发电机组超速保护控制(OPC)功能及特点,对机组甩负荷工况下OPC功能进行分析,针对机组甩负荷后OPC频繁动作难以有效抑制汽轮机转速飞升,DEH系统难以快速维持转速稳定的问题,通过优化运行方式、改进控制逻辑、合理设置延时、增加保护条件等具体措施,有效减少了OPC动作次数,保证了机组和电网运行安全。     

基于可变系数的双馈风电机组与同步发电机协调调频策略

双馈风电机组的解耦控制决定了其输出的有功功率无法响应电网的频率变化,当风电的渗透率不断升高时,电网的调频压力不断增大。当风电作为一种新的调频电源并入电网时,为使其更好地为电网调频服务,提出一种基于可变系数的双馈风电机组与同步发电机协调一次调频策略。在不同的运行模式下,定义并整定了双馈风电机组的可变调差系数,使其可以根据当前备用容量决定其调频出力深度;兼顾风电机组的调频备用与经济性,在频率偏差允许范围内通过协调双馈风电机组与同步发电机的调频出力,实现了既能减轻同步发电机的调频压力,又能间接减少风电机组弃风量的双重目标。仿真结果表明,所提出的调频策略可使风电机组的储备功率更加充分地参与调频,有效减轻同步发电机的调频压力。     

微燃机冷热电三联供系统建模及热力学分析

某200 k W微燃机冷热电三联供系统按季节负荷特点分为热电联供和冷电联供2种模式,基于Ebsilon软件对该系统构建模型并进行仿真模拟及性能分析,分别计算出不同工况下冷热电三联供系统的一次能源利用率和效率。结果表明:冷电联供时,环境温度从24℃变化到38℃,系统一次能源利用率为65.2%~68%;热电联供时,环境温度从-10℃变化到24℃,系统一次能源利用率为66.4%~74.2%。系统冷电联供(取环境温度为32℃)运行时,效率为31.1%,损失之和为451.92 kW,当微燃机负荷率在30%~100%变化,系统一次能源利用率为60.3%~66.9%;系统热电联供(取环境温度为0℃)运行时,效率为38.5%,损失之和为408.4 kW,当微燃机负荷率在30%~100%变化,系统一次能源利用率为54.4%~68.5%。通过搭建的微燃机三联供系统模型对实际运行数据进行分析,结果认为:实际运行工况主要存在冷负荷较小的问题,通过蓄冷罐蓄存多余冷量,系统的一次能源利用率可提高13.8%。     

调速系统超速保护控制对电力系统稳定的影响

为了提高电力系统动态仿真的准确度和有效性,确保电力系统的安全稳定运行,提出了在仿真软件中加入超速保护控制器模型。详细研究了发电厂数字电液调速系统中超速保护控制的原理。超速保护控制器主要由两部分组成一部分是负荷下跌预测功能,另一部分是103%发电机组超速保护控制。应用仿真软件EUROSTAG的模块自定义功能建立了带有超速保护的调速系统模型,通过仿真研究了超速保护控制对电力系统安全稳定的影响。针对2004年某大区电网短路试验过程中,超速保护动作和电力系统频率下降等一系列问题展开研究。通过在仿真软件中建立带有超速保护控制的调速系统模型,使电力系统动态仿真的准确度和可信度得到保证,从而对电力系统的安全稳定问题有更为准确的认识。     

用于电网稳定性计算的再热凝汽式汽轮机数学模型

通过对再热凝汽式汽轮机热力过程的原理分析，结合现场试验的验证，改进了传统的电力系统稳定计算的汽轮机模型，创新性地提出了高压缸功率自然过调系数的概念。改进后的模型，相对于目前动力控制领域一直在用的汽轮机功率模型，在0.1~1Hz的工作频段，其功率响应幅值提高60%左右，和实际对象非常接近。