[实用新型]火电机组一次调频控制系统

说明书

火电机组一次调频控制系统，该系统包括汽轮机高压蒸汽调门，与汽轮机高压蒸汽调门连接的汽轮机，通过转轴与汽轮机连接的同步发电机，与同步发电机连接的发电机端电流电压表，同步发电机一路出口通过高压变压器连接电网，另一路出口通过厂用电变压器连接厂内自有电气设备；高压变压器的高压侧安装有高压侧电流电压表引出三相电流电压信号后连接高精度频率表，高精度频率表连接一次调频指令转换模块；发电机端电流电压表输出三相电流电压信号连接高精度功率表；高精度功率表和一次调频指令转换模块依次连接偏差计算模块、一次调频控制器和汽轮机高压蒸汽调门，本实用新型避免动态过程的不同步偏差，进一步提高机组的一次调频性能指标。

技术领域

本实用新型涉及火力发电厂的自动控制领域，具体涉及一种火电机组一次调频控制系统。

背景技术

电网的核心作用就是保障用电负荷与发电功率的实时动态平衡，大规模廉价储能技术问世前，用电负荷的不断变化都需要电网内各类发电电源参与电网的调频。一次调频是指发电机组根据电网频率的变化自动自主地进行功率的调节以维护电网频率的稳定。

目前，我国火电机组普遍采用的一次调频控制回路普遍沿用传统液调机组的模式，以汽轮机转速作为直接信号源，由于大功率火电机组的汽轮机与同步发电机同轴，因此汽轮机转速与发电频率具有较好的相关性，因此成为我国大功率火电机组一次调频回路的主要配置。

然而，随着我国产业结构转型和能源结构调整的深入，火电机组需“从带基本负荷向调节型电源转变”并“提升运行灵活性”，这对火电机组的调频能力提出了更高的要求。随着各地区电网对机组一次调频能力考核标准的提高，大量机组出现一次调频考核指标难以达标的现象，经过长期的跟踪与研究发现，采用转速替代电网频率进行一次调频控制是产生上述现象的根本原因。

首先根据电网相关规定，机组的一次调频需采用频率信号作为直接信号源，尤其电网对各机组的一次调频性能进行考核时，选用的基准也是电网频率，而并非机组汽轮机转速。汽轮机转速虽与电网频率具有较好的相关性，但一方面动态过程中由于发电机攻角的变化、变压器感抗的影响等，会形成机组转速与电网频率间一层的动态偏差，而此时也正是一次调频回路需要动作并进行考核的时刻，这对机组的一次调频响应的性能带来一定的不利影响；另一方面，机组转速的量程较大(一般为0-5000rpm)，精度也不高(一般为±1rpm)，而电网要求的调频死区为±2rpm，也即转速在额定3000rpm附近超出±2rpm即需要动作，因此一次调频回路需要在转速超过3002rpm或低于2998rpm即需要立即动作且需满足一定的指标，这实际上对所选用的一次调频使用的信号精度要求极高否则很容易因信号精度不足造成误动和拒动。近年来也有部分机组改用机端的高精度频率表来产生一次调频指令，但机端的低压侧电信号与高压侧频率在动态过程仍有偏差，此外，一次调频动作在幅度和速度上的指标需要机组功率的配合，是否动作到位还需要精确的功率信号作为反馈，而机组控制系统常用的功率表也往往不能满足高精度指标计量的需要，往往与电网侧取到的功率信号存在一定的静偏差，这给机组一次调频性能指标的实现带来了不利的影响。

综合以上现有技术的分析可知，现有大功率火电机组的一次调频控制存在明显的不足，难以提高机组的一次调频性能指标。

发明内容

鉴于以上现有技术存在的问题，本实用新型提出一种火电机组一次调频控制系统及方法，更接近电网考核使用的电网频率，避免动态过程的不同步偏差，进一步提高机组的一次调频性能指标。

本实用新型采用以下技术方案：