[发明专利]一种基于调频旁路的电网调频系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于调频旁路的电网调频系统，包括：调频旁路(1)，其输入端与机组(100)的高压旁路(107)上的高压旁路调节阀(P1)的输入端连通，和/或其输入端与机组(100)的低压旁路(108)上的低压旁路调节阀(P2)的输入端连通；调频旁路控制装置(2)，机组用于根据当前电网(200)对机组(100)的调频需求电负荷Q1调节机组(100)的实际发电负荷Q2，通过控制调频旁路(1)中的蒸汽流量，从而改变进入汽轮机(102)的蒸汽进气量。本发明使得机组在不改变汽轮机的调门开度的情况下，快速响应电网对机组的一次调频或二次调频的负荷要求，避免汽轮机调节汽门的频繁调频动作，保证了汽轮机的稳定性和安全性，同时提高了机组的寿命。

技术领域

本发明涉及电网调频技术领域，尤其涉及一种基于调频旁路的电网调频系统及方法。

背景技术

频率是电力系统最重要的运行参数之一,频率变化对系统的安全稳定运行具有重要的影响。系统互联增强了其承受有功冲击的能力,但也同时增大了系统可能遭遇的有功不平衡,维持电网及其频率稳定的问题更加突出。扰动作用下,把电网频率控制在要求的范围内是电力系统安全稳定运行的主要目标之一,一般通过一次调频和二次调频来实现。一次调频主要是在动态的过程中起频率调节的作用,而二次调频主要是通过调频机组或机组的负荷调整,将偏离正常值的频率调整到要求的稳定值。

目前火力发电机组的自动发电控制(AGC)、调频性能是统调机组涉网性能中的2个重要指标，电网调度对机组的AGC、调频性能有严格的要求，这2个指标也是电网“二个细则”考核的重要内容，尤其是AGC品质直接体现机组的性能。目前机组主要通过锅炉、汽轮机的协调控制，依靠增、减燃料量，开大或关小汽轮机调门来响应电网的需求，由于锅炉存在迟延，机组负荷响应始终存在局限性；汽轮机为确保有调节裕量，调门也无法保持全开状态，限制了调节的深度。

另外，目前大多数发机组采用DEH(数字式电液)控制系统,为了负荷的稳定和考核的需要,避免机组随频率变动而频繁进行调节,影响负荷的稳定,将汽轮机转速调节系统的一次调频死区设置的比较大,一次调频作用几乎被切除,使得电网的频率主要靠二次调频来维持。研究表明,在突发性事故和大的负荷(功率)扰动时,很多机组尽管具有调节负荷的能力,但对频率偏差的调频响应几乎为零,此时就会出现频率大幅度波动甚至发生系统崩溃的恶性事故。

目前存在的多种调频手段，例如利用大型蓄电池进行调频响应和辅助服务，存在着调频响应慢、投资大、成本高、电池寿命短和快速充放电容易故障导致着火等问题。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是提供一种基于调频旁路的电网调频系统，采用调频旁路使得机组在不改变汽轮机的调门开度的情况下，快速响应电网对机组的一次调频或二次调频的负荷要求，避免了汽轮机调节汽门的频繁调频动作，解决了现有技术的调频手段存在着调频响应慢、投资大、成本高、电池寿命短和快速充放电容易发生故障导致着火等问题。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明的第一个方面提供了一种基于调频旁路的电网调频系统，包括：调频旁路，其输入端与机组的高压旁路的输入端连通，和/或其输入端与所述机组的低压旁路的输入端连通；调频旁路控制装置，用于根据当前电网对所述机组的调频需求电负荷Q1调节所述机组的实际发电负荷Q2，通过控制所述调频旁路中的蒸汽流量，从而改变进入所述机组的汽轮机的蒸汽进气量，使得所述机组在不改变所述汽轮机的调门开度的情况下，快速响应所述电网对所述机组的一次调频或二次调频的负荷要求。

进一步，所述调频旁路包括：第一调频旁路，其上设置有第一调频旁路调节阀，所述第一调频旁路调节阀的输入端与所述机组的高压旁路上的高压旁路调节阀的输入端连通，所述第一调频旁路调节阀的输出端连通到所述机组的再热器的再热热段或者经过喷水减温减压器连通到高压热网加热器；和/或