600MW-火电厂电气系统一次调频讲义.docx

西北电网并网机组一次调频培训

1概述

电网的调频包含三个概念：自然调频、一次调频和二次调频。自然调频和一次调频构成了电网的调频特性，它决定着电网频率的稳定性。

1.1自然调频

自然调频是电网的动态调频特性，其特点是利用电网中旋转惯量的蓄能，首先承担电网负荷的变化。在这一过程中，电网频率偏差将随时间逐渐增大。自然调频的过程是自然完成的，不需要任何调整手段，其响应时间约为零点几秒。

虽然庞大的旋转惯量有稳频作用，但它却不能取代一次调频，由一次调频决定的电网静态调频特性才是电网频率稳定的基础。

1.2一次调频

一次调频是电网的静态调频特性，其特点是通过电网中各机组调速系统的静态特性，利用机组的蓄能承担电网负荷变化，最终使电网频率形成一个稳态频率偏差，一次调频依靠原动机调速系统自动完成，无需电网调度部门进行干预，其响应时间约为几秒。

当电网中所有机组的调速系统都参与一次调频时，电网将负荷扰动按各机组的不等率分配到各台机组上，不等率小的机组将承担较多的负荷分配。电网中各机组通常按容量相对值承担一次调频量。各机组的不等率具有大致相同的数值，一般为4%—5%。

1.3二次调频

电网频率的准确性主要靠电网的二次调频来保证。过去，二次调频通常由指定的部分机组完成，这些机组称为调频机组。二次调频是电网调度通过手动或自动方式对电网频率的干预过程，将电网的负荷变化转移到由预先指定的调频机组来承担，消除一次调频过程留下的频率偏差，使电网频率回到额定值。同时非调频机组根据一次调频承担的负荷变化量，将按其静态特性自动恢复、负荷又回到扰动前的数值。随着机组自动化程度的提高，越来越多的机组具备AGC功能，可以不同程度参与电网的二次调频。二次调频的响应时间约为几十秒至一分钟。

电网中不参加一次调频的机组越多，电网的自平衡能力越差。自平衡能力差

的电网，二次调频任务加重，对二次调频的响应速度要求更高。

综上所述，一次调频过程是有差的比例调节，二次调频由于有积分作用，调整结果没有静差。电网频率是通过一次调频和二次调频来共同保证的，而机组参与电网一次调频的程度，又必须与电网的发展和运行水平相一致。如果电网中的并网机组不投入一次调频或一次调频的指标不能满足电网的要求，这些机组将会给电网安全运行带来极大的危害，同样对机组本身的运行带来极大的危害，可能导致电网供电质量不合格、电网震荡、汽轮机超速等事故。

2一次调频参数设置

2.1转速不等率δ

转速不等率也叫速度变动率，指汽轮机单独运行时，汽轮机空负荷时所对应的最大转速和额定负荷时所对应的最小转速之差，与汽轮机额定转速之比。

转速不等率即为汽轮机转速与负荷静态控制特性曲线的斜率。转速不等率越小，机组参与电网一次调频所承担的负荷变动量越大。

上式表示汽轮机从额定负荷到空负荷变化时的转速升高值与汽轮机额定转速（3000r/min）之比为速度变动率。若此时汽轮机转速由3000r/min升高到3150r/min，速度变动率δ即为5%。

2.2一次调频量

一次调频量和频差信号、调频系数有关，计算公式如下：

调频系数K与速度变动率δ之间的转换关系用下式表示：

在我国，额定转速N0=3000r/min,因此，上式简化为：

当δ=5%时，K=0.667%/r/min。

2.3迟缓率ε

汽轮机调速系统的迟缓率是指在调速系统中由于各部件的摩擦、卡涩、不灵活以及连杆、绞链等结合处的间隙、错油门的重叠度等因素造成的动作迟缓程度。

2.4转速（频率）死区

为了在电网频率变化较小的情况下提高机组运行的稳定性，一般在电调系统设置有转速（频率）死区。机组一次调频死区指系统在额定转速附近对转速的不灵敏区。设置转速不灵敏区的目的是消除因转速不稳定引起的机组负荷波动或调节系统摆动。转速不稳定指转速测量系统的精度不够引起的测量误差。

一次调频函数的设置见下图：

330MW机组的一次调频函数：f(x)=(2865,20)、（2988,20）、（2998，0）、

（3002,0）、（3012,-20）、（3135，-20）。

600MW机组的一次调频函数：f(x)=(2865,36)、（2988,36）、（2998，0）、

（3002,0）、（3012,-36）、（3135，-36）。

2.5电网对并网机组一次调频参数设置的技术要求

并网机组一次调频基本参数设置要求见下表：

一次调频设置参数

转速不等率δ

转速（频率）死区一次调频量限幅迟缓率ε

要求值

4%—5%

±2r/min(±0.033Hz）

6%额定负荷

＜0.06%

稳定时间响应时间（滞后时间）响应时间（完全响应时间

稳定时间

响应时间（滞后时间）响应时间（完全响应时间）

＜45秒

＜3秒

＜15秒

3协调控制系统（CCS）的一次调频校