[发明专利]基于PMU的电网周波变化率的一次调频校正方法及系统

说明书

本申请公开了基于电网同步相量测量装置(PMU)的电网周波变化率的一次调频校正方法及系统，电网同步频率相量处理单元将收到的基于电网同步相量测量装置(PMU)的Hzi转换成同步频率相量的变化率，然后进行电网同步频率相量的变化率是否超过电网周波大扰动门槛判定，再进行电网同步频率相量是否超过电网周波大扰动门槛判定，从而提前确定了电网频率是否发生了大扰动。如果确认电网频率发生了大扰动，一次调频校正系统对大扰动采用了“缩短机组出力动态稳定时间，增大补偿电量”的控制方式,满足电网一次调频考核及评价系统对大扰动计算的要求。该系统和方法可以确保机组一次调频动作的合格率达到100％，机组一次调频非法响应次数实现零，从而提高了电网和机组的安全运行。

技术领域

本申请涉及一次调频技术领域，特别是涉及基于电网同步相量测量装置(PMU)的电网周波变化率的一次调频校正方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提到了与本申请相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

在实现本申请的过程中，发明人发现现有技术中存在以下技术问题：

近年来,火电机组和新能源发电的飞速发展,对发电调度的运行管理,特别是一次调频提出了更高的要求。例如,山东省电网调度管理条例细则实施办法中规定,每月机组只要有1次一次调频动作不合格,就将被考核200万KWh的电量，这就意味着几十万元的经济损失。因此电厂现在要求机组一次调频动作的合格率必须是100％。

电网对于机组一次调频动作考核和评价的依据:普遍基于同步相量测量装置(PMU)高速采集的动态测量数据，在广域测量系统(WAMS)中通过在线实时监测电网频率(周波)识别扰动的发生，并利用多判据区分大扰动和小扰动，然后采用不同的方法计算出机组一次调频的特性参数。因此，为了保证机组一次调频动作的合格率必须是100％，机组的一次调频校正系统对电网频率的大扰动和小扰动也应该有分别的校正策略。

目前火电机组一次调频校正系统对于电网频率(周波)扰动的发生无法预先识别是大扰动还是小扰动，因而无法采用分别的校正策略，而是只用一种策略应对。国家电网公司《Q/GDW669-2011火力发电机组一次调频试验导则》5.3.1规定“机组参与一次调频响应的滞后时间应该小于3秒”。5.3.3规定“机组一次调频的负荷响应速度应满足：燃煤机组达到75％目标负荷的时间不大于15秒，达到90％目标负荷的时间不大于30秒”。这样机组如果将一次调频动作门槛按照《Q/GDW669-2011》5.2规定“机组参与一次调频死区应该在±0.033Hz或±2r/min范围内”设置，则在电网频率(周波)电网频率(周波)大扰动时，机组的一次调频响应有时就无法满足上述规定5.3.1和规定5.3.3，一次调频动作的合格率就无法达到100％。如果将一次调频动作门槛设置低于《Q/GDW669-2011》规定5.2，例如：设置在±1.6r/min(即0.0267Hz)，让机组的一次调频系统提前响应电网频率(周波)的扰动，减少因机组迟缓率等产生的一次调频延迟时间,满足《Q/GDW669-2011》5.3.1，这种方法虽然提高了机组一次调频动作的合格率，但由于电网频率(周波)小扰动经常发生，机组每月因此增加的一次调频非法响应次数为正常响应次数的1～3倍，严重影响了机组的安全运行和使用寿命，并对电网造成大量的扰动，影响电网的安全运行。

中国发明专利(申请号：201310306502.2，专利名称：火力发电机组一次调频在线监测及性能考核方法)，该专利虽然提到了“判断机组一次调频有效扰动是否为频率大扰动”的方法，但是，该专利为判断一次调频效果的考核方法,与本申请为一次调频直接响应的控制方法,二者有着本质的不同。该专利判断一次调频是否为大扰动,使用的是”机组母线频率在3秒突变时间内频率突变值超过0.05Hz,且持续时间超过1秒”的频率(位置变量)超过门槛的判断值仅发生一次就判断的方法。这种方法无法应用在对一次调频直接响应的控制方法中，因为它需要使用4秒钟时间才能判断一次调频是否为大扰动，已经超过了《Q/GDW669-2011》5.3.1规定“机组参与一次调频响应的滞后时间应该小于3秒”。