一种火电机组高速升负荷调峰系统技术方案

一种火电机组高速升负荷调峰系统，采用高精度电网侧频率表测量主变高压侧的电网频率输入越下限触发模块，当电网频率低于越下限触发模块设置的频率动作下限时，则输出高速升负荷需求信号，送入升负荷调峰动作与门，当高速升负荷需求信号与来自火电机组的高速升负荷允许指令同时为ture或1时，输出最终的高速升负荷动作指令，进入高速升负荷调峰控制作用选择开关组，根据可复选的动作组的开关配置，切换对应的旁路阀，实现火电机组的高速升负荷调峰；本实用新型专利技术无需电网调度的远程触发，响应速度和可靠性较好，用于电网调度在紧急情况下使用，尤其对于我国特高压大功率长距离输电落地的中东部受端区域电网具有重要的现实意义。地的中东部受端区域电网具有重要的现实意义。地的中东部受端区域电网具有重要的现实意义。

【技术实现步骤摘要】
一种火电机组高速升负荷调峰系统


[0001]本技术涉及火电站自动控制
，具体涉及一种火电机组极限升负荷调峰系统。

技术介绍

[0002]我国三北地区具有丰富的风、光资源，近年来风电、光伏装机容量持续飞速增长，逐渐形成了大量清洁能源外送电源点或能源基地，并采用大容量、远距离输电方式向中、东部用电负荷中心供电，这些接收大功率输电的本地电网被称为受端电网。
[0003]受端电网有一个重要的特点，即本地机组发电功率远小于本地的用电负荷，虽然由外来发电功率补充，但这带来一个电网运行的巨大风险，即大功率远距离送电线路的故障跳闸、输电端大规模风场低电压穿越故障切除等，将导致受端电网发电功率大幅低于用电负荷，从而产生巨大的电功率不平衡，这种不平衡会导致受端电网的频率出现快速降低，如无法瞬时补充足够的发电功率，将导致电网被迫切除部分用电负荷等极端手段以组织电网频率的进一步下降。由于切负荷过程属紧急动作，不仅造成被切除负荷的巨大经济损失，而且很容易在动态过程中因负荷切除过多过快，引起电网功率振荡甚至解列等重大事故。
[0004]因此，大功率长距离受端电网非常重视电网功率稳定的控制。目前应对联络线失功率的问题，火电机组常规快速降升负荷调节包括一次调频、二次调频、三次调频功能。
[0005](1)一次调频
[0006]一次调频是机组主动根据电网频率的变化进行负荷调节，当联络线失去功率并引起受端电网网频快速下降时，机组会自动快速升高功率运行，是机组的短时快速调频功能。其调节能力要求一般是15s达到调节目标的70％，30s达到调节目标的90％，调节幅度对300MW以上大功率火电机组一般是5
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8％Pe(额定功率)。这样按调频上限6％Pe折算下来，15s内一次调频速率约16.8％Pe/min，30s平均一次调频速率为10.8％Pe/min，但如此高速的调频过程注定了其调节持续时间和幅度都较小，累计幅度上限约6％。此外，一般对机组额定负荷运行时，一次调频要求升负荷，此时一般要求调频上限为5％Pe，但实际机组在满负荷时基本都不具备足够的升负荷调频能力，不仅升负荷速率慢，而且升负荷幅度很小，尤其对于空冷机组在夏季用电高峰时，本身受冷端换热能力的下降达到额定功率发电都已十分困难，更不具备额定负荷时的进一步升负荷能力。
[0007](2)AGC(自动发电控制)
[0008]电网二次调频一般指AGC，是电网调度根据网频与联络线功率交易情况通过控制系统自动下发负荷调节指令至机组侧，由机组控制系统响应AGC指令，从而实现负荷调节的目标。由于AGC调节范围要求较大，一般是45％
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100％Pe，且下一个指令周期的调节方向随机，因此调节速率较低，电网要求一般高于1.5％Pe/min，实际机组大部分在1％Pe/min
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1.5％Pe/min之间。与一次调频不同，机组在额定负荷运行时，AGC不会继续发升负荷指令，因此，机组额定负荷运行时，AGC没有进一步升负荷能力。
[0009](3)三次调频
[0010]电网三次调频一般是指电网调度员根据电网调峰和潮流需要，通过电话告知机组运行人员，执行所需的大幅升降负荷需求，相当于是AGC调节的补充，除启/停机要求外，因为不涉及性能考核，因此响应速率和幅度不高于AGC指标要求。
[0011]现有技术潜在的可用于高速升负荷调峰的技术对比如下表所示。
[0012]方式降负荷速率Pe％/min负荷降幅额定负荷的升负荷能力一次调频10.8％Pe/min
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16.8％Pe/min5
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8％Pe部分有，但弱AGC1％Pe/min
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2％Pe/min55％Pe无三次调频≤1.5Pe/min55％Pe或100％Pe无
[0013]综合以上分析可以发现，高速的一次调频能力不能持久，而大幅且持久的AGC与三次调频作用又无法实现高速调峰，且夏季用电高峰等高负载工况，大量机组额定负荷运行，此时升负荷调峰能力非常弱，这也是目前受端电网负荷调度面临的最大难题，即缺乏一种应对大幅负荷扰动的高速大幅升负荷调峰手段。

技术实现思路

[0014]为了解决上述问题，本技术目的在于提出一种火电机组高速升负荷调峰系统，触发条件由机组根据所接入电网的终端频率测量结果主动执行，无需电网调度的远程触发，响应速度和可靠性较好，用于电网调度在紧急情况下使用，尤其对于我国特高压大功率长距离输电落地的中东部受端区域电网具有重要的现实意义。
[0015]为了达到上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0016]一种火电机组高速升负荷调峰系统，包括用于测量主变高压侧电网频率的高精度电网侧频率表12，高精度电网侧频率表12连接越下限触发模块13的输入端，越下限触发模块13的输出端连接升负荷调峰动作与门14的输入端，同时来自火电机组的高速升负荷允许指令15也接入升负荷调峰动作与门14的输入端，升负荷调峰动作与门14的输出端连接高速升负荷调峰控制作用选择开关组11的输入端，高速升负荷调峰控制作用选择开关组11的输出端连接并控制火电机组回热系统中低加旁路阀3和高加旁路阀7的切换。
[0017]所述的一种火电机组高速升负荷调峰系统的火电机组高速升负荷调峰方法，采用高精度电网侧频率表12测量主变高压侧的电网频率，电网频率输入越下限触发模块13，当电网频率低于越下限触发模块13设置的频率动作下限f
L
时，则越下限触发模块13输出高速升负荷需求信号，送入升负荷调峰动作与门14，当高速升负荷需求信号与来自火电机组的高速升负荷允许指令15同时为ture或1时，则升负荷调峰动作与门14输出最终的高速升负荷动作指令，进入高速升负荷调峰控制作用选择开关组11，高速升负荷调峰控制作用选择开关组11根据可复选的动作组的开关配置，切换对应的旁路阀，实现火电机组的高速升负荷调峰。
[0018]本技术一种火电机组高速升负荷调峰系统具有以下特点：
[0019](1)高速升负荷调峰系统的触发条件由机组根据所接入电网的终端频率测量结果主动执行，无需电网调度的远程触发，响应速度和可靠性较好。
[0020](2)高速升负荷调峰系统的调节速率与机组当前负荷水平有关，但均远高于AGC功能，调节幅度也与机组当前负荷水平有关，均远高于一次调频功能，为电网提供了一种新的升负荷调峰手段，尤其适用于我国长距离大功率输电受端电网，一旦发生大功率输电线路
闭锁跳闸事故，高比例的发电功率缺口是常规一次调频无法应对的，AGC控制则远远无法满足事故处置的要求。高速升负荷调峰系统的应用将大幅改善送端电网的事故响应能力，对应对我国能源与用电负荷中心的长距离差异，改善特高压大功率长距离输电体系的安全性都具有重要的战略意义。
[0021](3)高速升负荷调峰系统基于目前机组现有硬件工艺系统，无需做高成本的升级改造，可快速、低成本的有效提升电网应对大幅低频扰动的能力。
附图说明
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种火电机组高速升负荷调峰系统，其特征在于：包括用于测量主变高压侧电网频率的高精度电网侧频率表(12)，高精度电网侧频率表(12)连接越下限触发模块(13)的输入端，越下限触发模块(13)的输出端连接升负荷调峰动作与门(14)的输入端，同时来自火电机组的高速升负荷允许指令(15)也接入升负荷调峰动作与门(14)的输入端，升负荷调峰动作与门(14)的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：高林，金国强，王林，王明坤，马乐，常东锋，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：