优化调频功率曲线:修改机组调频功率曲线,在频差超过死区的较小范围内,适当增大调频功率增量,使调频功率曲线初期较陡,提高频差小幅度波动时一次调频的动作幅度,避免被AGC(自动发电控制)调节所“淹没”,从而提高一次调频正确动作率。引入煤质系数:为了便于协调控制系统能够对煤质变化作出及时调整,通过一定算法计算当前燃煤的煤质系数,经煤质系数修正后的实际负荷指令作为锅炉主调节器的前馈信号。引入煤质系数,使锅炉燃烧调节系统能够根据煤质情况,快速对负荷要求进行响应,维持锅炉燃烧与汽轮机蒸汽消耗的协调变化。一旦由于某种原因主汽压力出现较大偏差时,协调控制系统能够快速、平稳动作,保证主汽压力平稳达到给定值,燃料指令不出现频繁、反复波动情况。新能源大规模接入对一次调频系统提出挑战,需提高新能源场站的调频能力。本地一次调频系统展示
发电机组的一次调频指标主要包括转速不等率、调频死区、快速性、补偿幅度和稳定时间等。转速不等率:火电机组转速不等率一般为4%~5%,该指标不计算调频死区影响部分,通常作为逻辑组态参考应用,机组实际不等率需根据一次调频实际动作进行动态计算。调频死区:机组参与一次调频死区应不大于±0.033Hz或±2r/min,设置转速死区的目的是为了消除因转速不稳定(由于测量系统的精度不够引起的测量误差)引起的机组负荷波动及调节系统晃动。快速性:机组参与一次调频的响应时间应小于3s,燃煤机组达到75%目标负荷的时间应不大于15s,达到90%目标负荷的时间应不大于30s,对于高压油电液调节机组响应时间一般在1 - 2s。补偿幅度:机组参与一次调频的调频负荷变化幅度不应设置下限;一次调频的调频负荷变化幅度上限可以加以限制,但限制幅度不应过小。例如,额定负荷运行的机组,应参与一次调频,增负荷方向比较大调频负荷增量幅度不小于5%Po(机组额定功率)。本地一次调频系统展示一次调频与二次调频共同作用于电网频率调节,是一个有机的整体。
四、优势与效益快速响应频率波动一次调频可在10秒内完成功率调节,***抑制频率突变,避免低频减载或高频切机。提升电网稳定性通过分散化调频资源(火电、水电、储能),降低单一机组调节压力,增强电网抗扰动能力。降低二次调频压力一次调频承担80%以上的小负荷波动,减少AGC(自动发电控制)动作次数,延长设备寿命。经济性优化合理配置一次调频参数(如不等率、死区),可在保证调频效果的同时,降低机组煤耗或水耗。支持新能源消纳一次调频能力提升后,电网可接纳更高比例的风电、光伏,促进能源转型。
电动汽车(EV)参与调频的潜力单车调频容量:5~10kW,集群规模可达GW级。挑战:充电行为随机性强,需通过激励机制引导有序调频。方案:V2G(车辆到电网)技术,实现双向功率流动。工业园区调频的实践某钢铁园区:整合电弧炉、轧机等大功率负荷,通过柔性控制参与调频。调频收益用于补贴园区用电成本,降低电价10%。四、优势与效益(15段)一次调频对电网频率稳定性的提升频率偏差标准差从0.03Hz降至0.01Hz。低频减载动作次数减少80%。高频切机风险降低90%。调频对新能源消纳的促进作用调频能力提升后,风电弃风率从15%降至8%。光伏弃光率从10%降至5%。电网可接纳新能源比例提高至50%。调频对机组寿命的影响合理调频可延长汽轮机寿命10%~15%。过度调频导致阀门磨损加剧,维修成本增加20%。通过电力电子装置模拟同步发电机的惯量和调频特性,增强新能源场站的频率支撑能力。
当电网频率发生变化时,并网运行的汽轮发电机组或水轮发电机组通过自身的调速系统自动调整原动机的输出功率。以汽轮发电机组为例,当电网频率下降时,汽轮机的转速降低,调速系统中的转速感受机构(如离心调速器)检测到转速变化,将其转换为位移或油压信号,通过传动放大机构作用于调节汽阀,使调节汽阀开度增大,增加汽轮机的进汽量。根据汽轮机的功率方程,进汽量的增加会使汽轮机的输出功率增大,从而向电网提供更多的有功功率,有助于提升电网频率。反之,当电网频率升高时,调速系统动作使调节汽阀开度减小,减少进汽量,降低机组输出功率,抑制电网频率的上升。二次调频通过调整发电机组的有功功率输出,使系统频率恢复到额定值。智能化一次调频系统系统
一次调频系统的硬件组成包括调速器、测频装置和执行机构。本地一次调频系统展示
三、应用场景与案例分析火电厂应用某660MW超临界机组采用Ovation控制系统,实现DEH+CCS调频模式,不等率4.5%,滤波区±2r/min,调频响应时间<3秒。风电场参与调频通过虚拟惯量控制与下垂控制,风电场可模拟同步发电机调频特性,参与电网一次调频。储能系统协同电池储能系统(BESS)响应时间<200ms,可快速补偿一次调频的功率缺口,提升调频精度。水电厂调频优势水轮机调节系统响应速度快(毫秒级),适合承担高频次、小幅值的一次调频任务。核电机组限制核电机组因安全约束,调频能力有限,通常*参与小幅值、长周期的调频。本地一次调频系统展示