水电机组一次调频
新疆电网水电机组一次调频试验影响因素的分析
网频 率 的稳 定 ；若死 区设置 过大 ，会使机 组一 次调频 的调 节
深度大 大减弱 ，甚至使 机组基本 丧失一 次调频功 能。 目前 ，对 于承 担 系 统调 频 任 务 的新 疆 网 内水 电机 组 ， 其 一 次 调频 死 区 的 设置 均 按 《 理 规 定》 要求 严 格 控制 在 管
次 调 频死 区设 定 的 目的 是 固定 机 组 的 负荷 ， 当系 统
理规 定 》 （ 称 《 简 管理 规 定 》 ）的 规 定 ，所 有 并 网运 行 的 发 电机 组必 须按 照规 定 的 一 次调 频 参 数进 行 设置 ，并 投 入
一
频 率 的变 化 在 频 率死 区 内时 。机 组 不参 与 频率 调 节 ， 出力 不 变 ：当系 统频率 的变 化超 出死区 时，机 组将根据 频率偏 差 的大 小和 方 向对 出力进行 调整 。通过一 次调频 因频 率变化 引 起功 率调 节量变 化 的公式计 算 ，一 次调频 死 区的设 置直接 限
圆 察 鸟 ２ 京 瑞Ｓ Ｒ ０ 型 Ｋ ｌ Ｋ７ Ｋ Ｉ 电 汗 苏 ；南 南 Ａ 一 ０ 三 Ｆ ２０ ｈｓ ． ： －， ．
１ ３ ｗ ３ 十二位双微机双通道 ３Ｍ 号 ０ｘ 【 号 ｘ １ Ｌ＝ 、ｘ。 ’２ － ８ 】
，
１ 号
ｔ １ ．Ｋ ９ １ ， ４ 、ｘ－ － － ｌ
次 调 频要 求 的水 轮 机 调速 器 的 参数 。 目前 新 疆 电 网 大部
分 水 电机组 （ 见表 １ 已进 行 了一次 调频 试验 ，且试 验 结果 ） 均 能满足 《 管理 规定 》要 求 。 通 过对 新 疆 电网十 余 台 水 电机 组 一 次调 频 试 验 实践 ， 发 现水 电机 组一 次 调频 初 始 响应 速 度 较慢 ，但 一 旦开 始 响 应 则具 有 响应 幅 度 大 、持 续 性好 的特 性 ，这 有利 于系 统 频 率 的快 速稳 定 ，为 更好 地 发挥 一 次 调频 功 能 ， 有 必要 总 结 和分 析 影 响水 电机 组一 次 调频 试 验 的 因素 ，并提 出如 何 设
一次调频管理制度
一次调频管理制度一、综述为适应电网发展需求，进一步规范和加强波波娜电厂一次调频管理工作，保障电力系统安全、稳定、优质、经济运行,提高电网频率控制水平及电能质量,根据国家有关法律、法规和相关管理条例、技术标准，结合西北电网具体情况,制定本管理制度。
二、参考标准1.通用管理类规定：（1）《电力系统安全稳定导则》（DL755-2022）；（2）《电网运行准则》（GB/T31461-2022）；（3）《电力安全生产监管办法》(国家电监会［2O04］第2号令)；（4）《关于印发发电厂并网调度管理意见的通知》(电监市场2003］23号)；（5）《发电厂并网运行管理规定》（电监市场［2006］42号）；（6）《西北区域发电厂并网运行管理实施细则》（西北监能市场2022］28号)；（7）《西北区域并网发电厂辅助服务管理实施细则》（西北监能市场［2022］28号)；（8）《国家电网公司网源协调管理规定》国网（调/4)457-2022；（9）《西北电网网源协调管理规定》(西北电网〔2022〕81号)。
2.通用技术类规定（1）《水轮机电液调节系统及装置调整试验导则》(DL/T496-2001)；（2）《水轮机电液调节系统及装置技术规程》（DL/T563-2004）；（3）《水轮机控制系统技术条件》（GB/T9652.1-2007）；（4）《水轮机控制系统试验》（GB/T9652.2-2007）；（5）《水轮机调节系统并网运行技术导则》DL/T1245-2022；三、一次调频指标1、水电机组死区控制在±0.05Hz内。
2、水电机组转速不等率（永态转差率）不大于3%。
3、水电机组一次调频的功率调整幅度原则上不应加以限制，但宜考虑对机组的最大和最小负荷限制和避开不稳定工况运行区域；4、一次调频响应特性（1）一次调频响应时间并网运行机组从电网频率越过机组一次调频死区开始到机组负荷可靠的向调频方向开始变化所需的时间，即为一次调频响应时间。
水电机组一次调频限幅与自动发电控制协调规范探讨
第２４卷第４期 ２０１１年４月 广东电力
ＧＵＡＮＧＤ０ＮＧ ＥＬＥＣＴＲｌＣ Ｐ０ＷＥＲ Ｖｏ１．２４ ＮＯ．４ Ａｐｒ．２０１１
水电机组一次调频限幅与自动发电控制协调规范探讨 徐广文，黄青松，姚泽，陈磊，蒋芊 （广东电网公司电力科学研究院，广东广州５１００８０）
摘要：以广东电网一次调频运行管理规定为例，探讨了水电机组一次调频限幅及与自动发电控制（ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ，ＡＧＣ）协调规范。针对在一次调频过程中可能发生抬机的原因，指出无需限制轴流式机组的 一次调频限幅，建议设定水电机组一次调频的调节范围，以避免抬机、水力振动和超出力对机组稳定运行的不 利影响；列攀了２种电厂常用的ＡＧＣ与调速器的配合方式，指出一次调频与ＡＧｃ配合的矛盾及其原因，并介 绍了一次调频与ＡＧＣ相互协调的实例。 关键词：水电机组；一次调频；限幅；自动发电控制 中图分类号：ＴＶ７３４．４；ＴＭ３１２ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００７—２９０Ｘ（２０１１）０４．００４６—０３
Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｌｉｍｉｔｉｎｇ ｏｆ Ｐｒｉｍａｒｙ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｎ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｔｓ ａｎｄ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｎｏｒｍ ｆｏｒ ＡＧＣ ＸＵ Ｇｕａｎｇ－ｗｅｎ，ＨＵＡＮＧ Ｑｉｎｇ－ｓｏｎｇ，ＹＡＯ Ｚｅ，ＣＨＥＮ Ｌｅｉ，ＪＩＡＮＧ Ｑｉａｎ （Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｇｒｉｄ Ｃｏｒｐ．，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５ １ ００８０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｔａｋｅｓ ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｖｅ ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｓ ｆｏｒ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｉｍａｒｙ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｎ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｇｒｉｄ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｌｉｍｉｔｉｎｇ ｏｆ ｐｒｉｍａｒｙ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｎ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｕｎｉｔｓ ａｎｄ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｎｏｒｍ ｆｏｒ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ（ＡＧＣ）．Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｒｅａｓｏｎｓ ｆｏｒ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｔｕｒｂｉｎｅ ｌｉｆｔｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｐｒｉｍａｒｙ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ ｉｓ ｎｏ ｎｅｅｄ ｔｏ ｒｅｓｔｒｉｃｔ ｌｉｍｉｔｉｎｇ ｏｆ ｐｒｉｍａｒｙ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ ａｘｉａｌ ｆｌｏｗ ｔｙｐｅ ｕｎｉｔｓ，ｉｔ ｓｕｇｇｅｓｔｓ ｔｏ ｓｅｔ ａ ｒａｎｇｅ ｏｆ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｆｏｒ ｐｒｉｍａｒｙ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｎ ａｖｏｉｄａｎｃｅ ｏｆ ｕｎｆａｖｏｒａｂｌｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｔｕｒｂｉｎｅ ｌｉｆｔｉｎｇ，ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｃｅｓｓ ｏｕｔｐｕｔ ｏｎ ｓｔａｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｕｎｉｔｓ．Ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｌｉｓｔｓ ｔｗｏ ｃｏｎｊｕｎｃｔｉｖｅ ｍｏｄｅｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ＡＧＣ ａｎｄ ｓｐｅｅｄ ｒｅｇｕｌａｔｏｒｓ ｉｎ ｃｏｍｍｏｎ ｕｓｅ ａｎｄ ｉｔ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒａｄｉｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅａｓｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｎｊｕｎｃｔｉｏｎ；ｂｅｓｉｄｅｓ，ｉｔ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｅｘａｍｐｌｅｓ ｏｆ ｍｕｔｕａｌ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｐｒｉｍａｒｙ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｎｄ ＡＧＣ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｕｎｉｔｓ；ｐｒｉｍａｒｙ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；ｌｉｍｉｔｉｎｇ；ＡＧＣ
一次调频、二次调频
一次调频：对并网运行的机组，当外在负荷变化引起电网频率变化时，各机组的调节系统自动参与调节，增、减机组负荷，以与外在负荷平衡，从而限制电网频率变化。
一次调频响应速度快。
但一次调频是有差调节，不能维持电网频率不变，只能缓和电网频率的改变程度，所以还需要利用同步器增减某些机组的负荷，以恢复电网频率，只有通过二次调频电网频率才能维持恒定。
二次调频有两种调节方式1、调度下达负荷指令，由各电厂自行调整。
——手动2、通过AGC自动调整各电厂负荷。
——自动总的来说，一次调频就是机组调节系统根据电网频率变化，自发调整，以维持电网频率。
二次调频则是人为根据电网频率来调整机组负荷。
我厂机组在协调控制或者AGC方式下时，机组负荷由协调控制系统中的功率调节器进行控制。
由于功率调节器不带有负荷前馈功能，为了满足一次调频快速响应负荷的要求，必须在机组协调控制方式下投入DEH侧的一次调频功能（DEH”ST CONTROLLER”画面中”FREQU INFL”按钮）。
我厂DEH系统将以往做在CCS中的汽机主控（包括负荷控制回路和压力控制回路）完全在DEH中实现，相对应的功能分别由“转速/负荷控制器”和“主汽压力控制器”实现。
机组并网前，“转速/负荷控制器”工作，接受转速偏差信号以控制汽机转速。
机组并网后，DEH有两种运行方式：“初压控制方式”：此时DEH接受DCS主汽压力设定信号，由“主汽压力控制器”调节GV开度维持主汽压力，“转速/负荷控制器”在此方式下处于跟踪状态，仅在机组负荷越高限时工作，防止机组超负荷运行。
初压控制方式下，一次调频功能不能投入。
“限压控制方式”：此时DEH由“转速/负荷控制器”调节GV开度以控制负荷，“主汽压力控制器”在此方式下处于跟踪状态，仅在主汽压力超限时工作，以保证机组稳定。
限压控制方式下，可以投入一次调频功能。
一次调频技术管理内容
一次调频技术管理内容1、发电企业并网运行的机组都必须具备并投入一次调频功能，当电网频率波动时，机组在所有运行方式下都应自动参与一次调频。
现场应随时记录并保存机组一次调频的投入及运行情况，以便有关部门进行技术分析与监督。
2、机组投入一次调频，首先应在发电企业内部通过试验，确认已达到有关的技术要求，然后及时上报有关材料，征得机组所在电力调度机构和电力技术监督部门的认可后，方可投入。
3、参与一次调频的机组性能满足电网要求，其技术指标如下：根据电网对频率调节的基本要求，机组参与一次调频按下列项目和参数进行设置：1、频率偏差死区按照电网频率控制要求，调频控制死区采用转速表示。
取：Δn死区＝±1.5转/分—±2转/分与此相对应频率偏差死区定为：Δf死区＝±0.025Hz —±0.033Hz电液型汽轮机调节控制系统的火电机组和燃机死区不大于±2r/min(±0.033Hz)。
水电机组一次调频死区不大于±3r/min(±0.05Hz)。
2、调速系统转速不等率和迟缓率调速系统的转速不等率：火电机组为5%，水电机组为3%。
调速系统迟缓率：电液调节型系统机组容量≤100MW迟缓率要求小于0.15%，机组容量100MW－200MW迟缓率要求小于0.1%，机组容量＞200MW迟缓率要求小于0.06%。
3、一次调频投入的机组负荷范围机组投入一次调频的负荷范围为机组正常运行的可调范围，即机组在核定的最低和最高负荷范围内均应投入一次调频。
4、一次调频机组负荷调节限制考虑到全网参与一次调频机组的容量和机组调节特性，设置机组负荷调节范围为：ΔMW=±3%ECR —±6%ECR机组一次调频负荷调节范围目前暂设置为±3%ECR。
5、机组一次调频的响应时间要求一次调频是机组对电网频率变化的快速响应。
要求对机组的一次调频回路进行调试和定值扰动试验。
水电机组调速器提高一次调频响应合格率策略
水电机组调速器提高一次调频响应合格率策略摘要：随着电网调度对电站一次调频调节性能考核日趋严苛，发电机组调频控制性能的好坏直接影响机组的安全性和经济性。
水电机组一次调频可在电网突发大负荷变化时快速地提供功率支援，提高电力系统的可靠性和稳定性。
目前，电网中大部分机组已具备一次调频投入条件，但能正常投入一次调频功能并获得良好性能的机组并不多。
其原因主要是调速器一次调频功能部分相关参数设置不合理或控制模式欠佳。
因此，本文结合某水电站实际运行，探讨其一次调频性能优化。
关键词：水电机组；调速器；一次调频；优化引言电网频率是非常重要的电网特征参数，监视和控制电网频率在规定的范围内变化，是电网调度的主要任务之一。
随着水电的加速开发，未来我国电网将通过柔直与主网异步联网运行，大型水电占比过高以及异步联网模式后同步电源的结构变化将造成联网系统陆续出现低于0.1Hz的超低频震荡现象，进而导致水电机组的一次调频动作次数会相应增加。
由于水电机组一次调频响应速度快，可以将电网频率快速拉回至额定范围以内，因此对维持电网频率的稳定性起着极其重要的作用，可以明显提高系统抗功率突变的能力。
对于调峰调频电站，调速器一次调频状态必须始终在投入状态1一次调频的原理与性能1.1一次调频原理一次调频是指当电力系统频率偏离额定频率50Hz时，所有并网运行的发电机组通过调速系统的自动响应，调整机组的有功出力来减少电网频率和额定频率的偏差所提供的服务。
即当电网负荷增加引起电网频率降低时，所有并网运行的发电机组根据各自调速器的参数自动响应，增加一定比例的有功出力以平衡掉部分因负荷增加而引起的频率下降，从而使得电网负荷的增加引起的电网频率下降比没有一次调频时造成的电网频率下降要小得多，同理，当电网负荷减少引起频率升高时，并网运行的各发电机组做相反的动作。
这样通过各台机组一次调频的正确动作使得电网很快就自动运行在一个电网负荷和发电机有功出力基本平衡的新的平衡状态，实现电网发/用电功率的平衡，从而减少二次调频的负担，提高电网在额定频率50Hz附近运行的能力，提高电网的电能质量中频率这一重要参数的质量水平。
并网发电机组一次调频问题分析
并网发电机组一次调频问题分析摘要：发电机的一次调频功能是大功率故障扰动下维护电网频率稳定、正常负荷波动下防止电网频率大幅波动的重要手段。
本文探讨了并网发电机组的一次调频问题。
关键词：发电机组；电力系统频率；一次调频发电机组一次调频功能是汽轮发电机组固有的功能，主要是通过调节DEH系统的进汽调节门，利用锅炉蓄热，在电网出现异常的情况下，快速响应电网的要求，稳定电网频率，以弥补电网负荷差距，维持电网的安全。
一、一次调频概述一次调频是指电网的频率一旦偏离额定值时，电网中机组的控制系统就自动地控制机组有功功率的增减，限制电网频率变化，使电网频率维持稳定的自动控制过程。
当电网频率升高时，一次调频功能要求机组利用其蓄热快速减负荷，反之，机组快速增负荷。
此外，电网的频率是由发电功率与用电负荷大小决定的，当发电功率与用电负荷大小相等时，电网频率稳定；发电功率大于用电负荷时，电网频率升高；发电功率小于用电负荷时，电网频率降低。
二、发电机组一次调频的工作机理电网负荷变化将引起电网频率改变，并网发电机组将根据各自的调节特性增减出力，负荷的变化由各机组共同承担，最终使发电与负荷达到新的功率平衡，将电网频率变化控制在一定范围内。
调速系统调节过程中，各元件的运动规律和相互关系通常称为调节系统的动态特性；而在稳态条件下，各元件参数的相互关系，称为调节系统的静态特性。
发电机调速系统通过改变机组的蒸汽流量（或进水量）调节发电机转速。
根据自动控制原理，引入机组转速负反馈以实现闭环控制。
传感器将测量的机组转速信号送至调速系统，实际转速与给定值进行比较，根据两者间的偏差进行调节。
通过合理设置调节系统参数，可获得理想的调节特性，避免闭环控制系统不稳定。
其中，调速系统的死区和调差系数是机组一次调频性能涉及的两个重要参数。
机组调速系统设有死区，主要有两个作用：一是过滤转速小扰动信号，避免机组频繁调节，提高机组出力的稳定性；二是通过设置死区大小来控制机组是否参与一次调频，例如可将某些机组的死区设置较大而使其运行时只带基荷。
一次调频试验
1．模拟系统频率变化，调速器一次调频试验：（1）试验机组停机。
（2）试验机组调速器参数设定（3）解除试验机组调速器系统频率信号线，使用绝缘胶布包好，并做好现场记录（4）试验仪器接线。
（5）将频率信号发生器输出信号调至50HZ接入调速器网频。
（6）试验机组开机带一定负荷稳定运行；（7）试验机组退出AGC调节。
（8）试验机组调速器投入“远方－自动”模式运行。
（9）调整系统频率为50.05HZ以上，监视一次调频情况，机组负荷减少；系统频率恢复正常时，观察机组负荷变化值。
（10）调整系统频率为49.95HZ以下，监视一次调频情况，机组负荷增加；系统频率恢复正常时，观察机组负荷变化值。
（11）投入试验机组的AGC调节功能，重复上述（9）和（10），注意观察AGC调节功能投入，是否对调速器一次调频有影响。
（12）模拟系统频率变化一次调频试验结束后，试验机组停机，恢复接线。
2．系统调整系统频率变化，调速器一次调频试验：（1）所有机组参数调整完后进行以下试验。
（2）系统调整系统频率为50.05HZ以上，监视一次调频情况，机组负荷减少；系统频率恢复正常时，观察机组负荷变化值。
（3）系统调整系统频率为49.95HZ以下，监视一次调频情况，机组负荷增加；系统频率恢复正常时，观察机组负荷变化值。
根据上述试验的结果，将其数据进行处理，并绘制记录曲线。
根据记录曲线，选择4个以上较典型的转速和功率变化过程，分别计算转速不等率、迟缓率、一次调频响应滞后时间、一次调频稳定时间，求其平均值。
定义及计算公式：（1）转速不等率：在一个变化周期内，转速变化（减去一次调频死区内数值）与额定转速之比除以功率变化与额定功率之比为转速不等率。
（2）迟缓率：在一个变化周期内，同一功率对应转速之差除以额定转速为迟缓率。
（3）响应滞后时间：当电网频率变化达到一次调频动作值到机组负荷开始变化所需的时间为一次调频负荷响应滞后时间。
（4）调频稳定时间：机组参与一次调频过程中，在电网频率稳定后，机组负荷达到稳定所需的时间为一次调频稳定时间。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三、水电机组一次调频相关测试与试验1
具体要求1（西北电网） 机组一次调频性能测试报告 调速系统的传递函数、各环节参数及有关试验报告 机组负荷随实际电网频率变化曲线 具体要求2（西北电监局机组安评标准，并网运行管理规定实施细则 ） 机组一次调频试验、甩负荷试验、水轮机控制系统验收试验满
足规范要求。 完成水轮机及其调速系统建模和参数实测，为电网提供系统计
Δy≈(Δf-ef)/bp Δp≈(Δf-ef)/ep
转速死区ix：≤0.02% （0.01Hz） 非线性度：近似为直线 （≤5%）
调速系统（/机组）静态特性3
考虑人工开度死区的静态特性
一次调频限幅
一次调频最大负荷限幅为机组额定功率的6% Δp≈(Δf-ef)/ep ≤6%
实现方式： ①限频差； 若Ef=0.05Hz，ep=3% 则：Δf ≤0.28%，即ΔF ≤0.14Hz， ②限控制输出；
技术讨论 6%
调多少？（小结）
影响一次调频调节量目标值的因素： 频差 永态转差系数bp/机组调差率ep 水头的影响 人工频率死区 转速死区 人工开度死区 限幅值：Δp≈(Δf-ef)/ep ≤6%
调多快？1
具体要求： 当电网频率变化超过机组一次调频死区时，机组应
在15秒内根据机组响应目标完全响应； 在电网频率变化超过机组一次调频死区时开始的45
算所需基本数据。
三、水电机组一次调频相关测试与试验2
试验内容 一次调频性能试验 水轮机及其调速系统建模与参数实测 调速系统性能验收试验
一次调频性能试验
测频单元的校验 调速系统静特性试验 （bp值的校验） 人工死区校验 一次调频静态试验（调节参数优化） 一次调频与监控系统闭环控制的协调性测试 一次调频动态试验
主要内容
一、一次调频的概念 二、水电机组一次调频的技术要求 三、水电机组一次调频相关测试与试验 四、影响水电机组一次调频性能的因素
安康水电厂机组状态智能诊断系统功能研究
五、相关问题探讨
一、一次调频概念
什么是一次调频？ 调频？ 机组，电网？ 一次？（固有特性）
几种定义
发电机组根据其调速系统的固有频率特性，随频率变化而进行功率调整的调频过程。 通过水轮发电机组和火力发电机组调速系统的负荷频率特性对电网的功率和频率的控制，通常
叫电网一次调频。他主要是由发电机组调速系统的静态特性F=f（P）及其PID动态调节特性来 实现的。 电网的一次调频是针对偏离了系统额定频率（50Hz）的频率偏差，按功率永态差值系数ep（ 调差系数）对机组进行功率控制的。它是将电网（机组）频率（转速）信号送入机组调速系统 的频率（转速）输入端口，频率（转速）给定值与其比较形成频率（转速）偏差，调速系统根 据这个偏差信号进行调节。 机组并网运行时，受到外界负荷变动影响，电网频率发生变化，这时，各机组的调节系统参与 调节作用，改变各机组所带的负荷，使之与外界负荷相平衡，同时尽力减少电网频率的变化， 这一过程即为一次调频。它是一种有差调节。 一次调频是指当电网频率偏离额定值时，发电机组调节控制系统自动控制机组有功功率的增加 （频率下降时）或减少（频率升高时），以限制电网频率变化的特性。 一次调频是指电网频率发生变化时通过水轮发电机组调速系统自身的负荷-频率静态特性和动 态特性对电网进行控制。 水轮发电机组调速系统的一次调频功能就是指，在并网发电的状态下，如果频率超过50Hz时 ，调速系统在没有接受上级设备下发新的定值的情况下，按照负荷-频率曲线进行负荷调节， 自动下调一定的负荷；当频率低于50Hz时，调速系统在没有接受上级设备下发新的定值的情 况下，按照负荷-频率曲线进行负荷调节，自动上调一定的负荷。 电网一次调频 ：针对电网上变化幅度较小，变化周期较短的负荷分量所引起的电网频率小波 动所进行的频率调节。
二、水电机组一次调频的技术要求
何时开始调？ 调多少？ 调多快？ 与其他调节过程如何协调？
何时开始调？
死区 0.05Hz 人工死区？50±0.05Hz 转速死区？≤0.02% 0.04% 响应滞后时间
电网频率变化达到一次调频动作值到机组负荷开始 变化所需的时间为一次调频负荷响应滞后时间，应 小于3秒
调多少？（一次调频目标出力）
频率偏差 由调速系统（/机组）的静态特性确定
永态转差系数bp≤3% bp= Δf/Δy 死区≤0.05Hz 最大调整负荷限幅 机组额定功率的6%
调速系统（/机组）静态特性1
理想的简化的静态特性
频率f
Δy=Δf/bp Δp=Δf/ep
bp ep的区别与联系？ 水头的影响？
秒内，机组实际出力与机组响应目标偏差的平均值 应在机组额定有功出力的±3%内。
调多快？2
一次调频调节速度相关因素： 比例增益P-积分增益I-微分增益D 调速系统随动系统动态特性
接力器不动时间，接力器反应时间常数，水轮机导 水机构机械特性等等。 水流惯性时间常数及其它机组相关特性 功率反调现象；机组功率摆动现象；等等
KP
比例
+
Cf +
KDs
+
-
Ef
T1V s 1
++
微分
f
+
KI
yPID
1
vmax
y 1 ymax
-
Ty
vmin
s ymin
+
s
积分
bp
Ey
+ Cy -y
1.5Tws
1 0.5Tws
y
+ pm
y(%)
70 接力器行程
65
f(Hz)
60
620
625
630
635
640
645
650
50.3
t(s)
50.2
50.1
频率
50
49.9
620
625
630
635
640
645
650
340t(s)3来自0功率300280
620
625
630
635
640
645
650
t(s)
P(MW)
与其他调节过程如何协调？
具体要求： 水电机组监控系统设计时，应保证监控系统闭环控
制方式下，机组调速系统一次调频功能能够正常发 挥作用。 实现方式： 监控系统改闭环控制为开环、半开环控制； 引出一次调频动作接点，作用于监控系统。 与AGC的协调控制
永态转差系数bp (/调差率ep /机组永
态转差率)
Δy(/Δp) 接力器行程y （/机组功率 p)
调速系统（/机组）静态特性2
考虑人工频率死区的静态特性
Δy=(Δf-ef)/bp Δp=(Δf-ef)/ep
人工频率死区：0.05Hz？0.04Hz？
调速系统（/机组）静态特性3
考虑转速死区和非线性度的静态特性