华电电力系统自动化第12讲_有功调节.ppt

第12讲 频率及有功自动调节（3）,肖仕武 Office:J5B309 Tel:80794899,North China Electric Power University,2/29,2019/8/8,主要内容,一、调频方法 主导发电机法 同步时间法 联合自动调频方法 负荷分配/信息传递方式 二、联合电力系统调频 恒定频率控制FFC（Flat Frequency Control） 恒定交换功率控制FTC（Flat Tie-line Control） 频率联络线功率偏差控制TBC（Tie-line load frequency Bias Control） 电力系统的经济调度和自动调频,North China Electric Power University,3/29,2019/8/8,第四节 电力系统自动调频,现代电力系统调频的主要任务维持系统频率在给定水平，考虑机组负荷的经济分配和保持电钟的准确性,带基本负荷发电厂经济性较好的高参数火电厂、热电厂、核电厂,调峰厂经济性较差的机组,调频厂承担计划负荷与实际负荷的差值部分,在电网容量较大时，由多个电厂共同完成调频任务,North China Electric Power University,4/29,2019/8/8,一、调频方法,控制调频器的信号有比例、积分、微分三种形式,1、比例调节：按频率偏移的大小，控制调频器按比例地增、减机组功率。这种方法只能减小但不能消除系统频率偏移。,2、积分调节：按频率偏移对时间的积分控制调频器，这种方法可以实现无差调节，但是在负荷变动的最初阶段因控制信号不大而延缓了调节过程。,3、微分调节：按频率偏移对时间的微分控制调频器，在负荷变动的最初阶段增减调节较快，但是随着频率偏差趋于稳定时，调节量也就趋于零，在稳态时它不起作用。,综合比例、积分、微分信号作为调频器的控制信号,改变功率设定值,North China Electric Power University,5/29,2019/8/8,1、主导发电机法,1、在调频电厂中有一台主导机组上装设无差调节器，调节准则是：,2、在其他机组上装设有功功率调整器，使这些机组的功率随主导机组的功率按比例变化，协助主导发电机调频工作， 调节准则是：,协助调频机组的调节功率,主导发电机的调节功率,比例系数,North China Electric Power University,6/29,2019/8/8,1、主导发电机法,负荷变动,系统频率改变,主导发电机组调节系统动作,协助调频机组调整功率,系统频率随之改变,调节结束,否,是,存在的问题调节缓慢，适应于中小电力系统,North China Electric Power University,7/29,2019/8/8,2、同步时间法思想(无静差调节),同步时间法（积差调差）就是按频率偏差的积分值来进行调节，因为频率偏差的积分反映了在一定时间段内同步时间对标准时间的偏差。调节方程为：,North China Electric Power University,8/29,2019/8/8,2、同步时间法物理解释,North China Electric Power University,9/29,2019/8/8,2、同步时间法系统描述,拉普拉斯变换,North China Electric Power University,10/29,2019/8/8,2、同步时间法特性一,对其进行分析，考察其极点,考察第一种情况,频率偏移动态过程具有阻尼振荡的形式,North China Electric Power University,11/29,2019/8/8,2、同步时间法特性一,考察第二种情况,频率偏移动态过程具有阻尼的临界振荡形式,考察第三种情况,频率偏移动态过程具有非振荡的衰减形式,North China Electric Power University,12/29,2019/8/8,2、同步时间法动态响应,以上三种情况表明，系统控制调节总是稳定的。一般地不希望出现振荡形式，总是调节系统使整个调节过程处于非振荡衰减的情况。,拉普拉斯反变换,在频率偏差变化过程的初始阶段积分控制来不及起作用。,在频率偏差变化过程经过一段时间后实现了无差调节,结论：积分方法调节缓慢，不能保证频率的瞬时偏差在规定的范围内。,North China Electric Power University,13/29,2019/8/8,2、同步时间法改进,积分方法调节缓慢，不能保证频率的瞬时偏差在规定的范围内。,改进方法:将频率f 的瞬时偏差 和频率偏差积分 相结合,构成频率积差调节方法.,调节结束时为零,比例系数,机组承担的功率调节量,机组调节功率分配系数,功率频率换算系数,North China Electric Power University,14/29,2019/8/8,2、同步时间法实现问题,调节结束,调节过程,调节结束后，计划外负荷按比例在调频机组间分配。计划外负荷越大，则频率累积误差也越大,对于以上调整过程，频率偏差的测量就至关重要。,对于一台机组，频率偏差的测量误差可以通过负反馈来校正,对于多台机组参与调频时，采用分散自主方式，就要求对频率偏差的测量尽可能一致，否则就会出现调节不一致的现象。,North China Electric Power University,15/29,2019/8/8,2、同步时间法实现方案,对于多台机组参与调频时的频率偏差问题的解决办法,1、在每个调频机组上都装设一套高稳定性的晶体振荡的标准频率发生器，或者是GPS,2、采用集中调频的方法采用一套高精度频率发生器集中产生积差信号，确定各调频机组的调节量，用远动通道送给各调频机组。,North China Electric Power University,16/29,2019/8/8,3、联合自动调频方法,电力系统自动调频的任务,1、维持系统频率为额定值,2、经济功率分配,3、系统潮流分布符合经济安全原则,主导发电机组法,同步时间法,联合自动调频法,在电网调度的SCADA系统的基础上，在调度中心的监控计算机中配置AGC（自动发电控制）功能软件,实现方法,North China Electric Power University,17/29,2019/8/8,3、联合自动调频方法,AGC所完成的任务,1、维持系统频率为额定值,2、控制地区电网间联络线的交换功率与计划值相等，使有功功率就地平衡。,3、在安全运行的前提下，在所管辖的范围内，机组间负荷实现经济分配。,使发电机负荷符合设定功率,根据遥测信息计算并发送出发电机负荷设定值,North China Electric Power University,18/29,2019/8/8,联合自动调频方法负荷分配,负荷分配是根据测得的发电机功率与频率偏差信号，按一定的关系将负荷分配给发电机组。,调节结束时频率偏差为零。,分配给各机组的负荷由分配系数决定。,North China Electric Power University,19/29,2019/8/8,联合自动调频方法信息传递方式,信息传递方式,1、由远动通道直接发给调频机组,2、利用电力系统计算机专用的广域网（光纤网），调度中心计算机与调频厂监控计算机之间通过计算机网络交换信息。,North China Electric Power University,20/29,2019/8/8,二、联合电力系统调频,联合电力系统的调频方法有三种,1、恒定频率控制FFC（Flat Frequency Control）按照频率偏差进行调节，在频率偏差为零时调节结束。 对联络线不加以控制 适用于电厂间联系紧密的小型系统,2、恒定交换功率控制FTC（Flat Tie-line Control）按照控制调频机组保持交换功率恒定进行调节。 对系统频率不加以控制 只适用于两个系统间按照协议交换功率的情况。,North China Electric Power University,21/29,2019/8/8,频率联络线功率偏差控制（TBC）,3、频率联络线功率偏差控制TBC（Tie-line load frequency Bias Control） 既按照频率偏差又按照联络线交换功率进行调节，维持各地区电力系统负荷波动的就地平衡。 适用于大型电力系统或联合电力系统（常用方法）,定义本区域调节作用信号为区域控制误差ACE,控制功率,调整结果在稳态情况下满足,North China Electric Power University,22/29,2019/8/8,TBC A big picture,TBC: 依赖于本地的少量信息(频率和联络线)，获得本地的负荷缺额。进而进行频率调节.,有无其他方式获得本地负荷缺额?,调频核心: 供应负荷缺额,如何获得本地负荷缺额?,North China Electric Power University,23/29,2019/8/8,频率联络线功率偏差控制(TBC有差),考察A系统采用TBC，B系统采用有差调节的情况,考虑稳态情况,A系统采用TBC， B系统采用有差调节,North China Electric Power University,24/29,2019/8/8,频率联络线功率偏差控制(TBC有差),A系统采用TBC,整个系统频率和线路功率变化只与B系统负荷增量有关。,A系统实现了有功功率的就地平衡。,A、B系统中B系统无TBC，整个联合系统对B系统负荷波动仍然如只有一次有差调频似的。,North China Electric Power University,25/29,2019/8/8,第五节 电力系统的经济调度和自动调频,在保证频率质量和系统安全运行的前提下，如何使电力系统运行具有良好的经济性，这就是电力系统经济调度控制EDC（Economic Dispatch Control）的任务。EDC被称为三次调频。,设有n台机组，每台机组承担的负荷为 ，对应的燃料消耗为 。,现在要使发电机组总的输出在满足负荷的条件下，总的燃料消耗为最小，采用的调节方法为：,North China Electric Power University,26/29,2019/8/8,发电厂间负荷经济分配,设有n台机组，每台机组承担的负荷为 ，对应的燃料消耗为 。,发电厂间线路功率损耗,现在要使发电机组总的输出在满足负荷的条件下，总的燃料消耗为最小，采用的调节方法为：,线损修正系数,线损微增率,B-matrix loss-formula,North China Electric Power University,27/29,2019/8/8,发电厂内机组功率控制,厂站内远动装置RTU与机组功率控制器相互配合，完成AGC监控功能所需要的遥测、遥信、遥调等实时信息的采集、发送和接收任务。,调度所计算机执行AGC功能发送给调频厂指令有两种方式,1、直接下达给各调频机组,North China Electric Power Univ