大型抽水蓄能機組一次調(diào)頻性能優(yōu)化

吳 閩,徐 偉

（華東宜興抽水蓄能有限公司,214205）

大型抽水蓄能機組一次調(diào)頻性能優(yōu)化

吳 閩,徐 偉

（華東宜興抽水蓄能有限公司,214205）

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，電力行業(yè)的進步，大型抽水蓄能機組在水電發(fā)展過程中，起到了較為重要的作用。為了更好地實現(xiàn)大型抽水蓄能機組在水電系統(tǒng)中的作用，對大型抽水蓄能機組進行一次調(diào)頻性能優(yōu)化，顯得尤為重要。本文對這一問題的研究，注重立足于實際情況，以華南電網(wǎng)大型抽水蓄能機組一次調(diào)頻性能優(yōu)化實驗為研究案例，探討了大型抽水蓄能機組在工作過程中的特點，并就實驗過程中的一次調(diào)頻參數(shù)優(yōu)化問題進行相關(guān)探究。在研究過程中，對大型抽水蓄能機組一次調(diào)頻性能進行了對比分析，可以讓我們更加清晰地了解大型抽水蓄能機組一次調(diào)頻性能優(yōu)化問題。

大型抽水蓄能機組；一次調(diào)頻；性能優(yōu)化

1 一次調(diào)頻問題概述

大型抽水蓄能機組在進行一次調(diào)頻過程中，關(guān)鍵點在于對調(diào)頻技術(shù)問題的研究，只有明確調(diào)頻技術(shù)的相關(guān)參數(shù)，并建立有效模型，才能夠確保一次調(diào)頻性能優(yōu)化工作順利完成。在對這一問題研究過程中，筆者認(rèn)為一次調(diào)頻的特點及技術(shù)參數(shù)兩方面，顯得極為重要。

1.1 大型抽水蓄能機組調(diào)頻特征分析

大型抽水蓄能機組在水電發(fā)電過程中，具有十分重要的地位，在整個電網(wǎng)運行中，承擔(dān)了調(diào)峰、調(diào)頻等功能。大型抽水蓄能機組的調(diào)頻特征主要表現(xiàn)在以下幾點：第一，一次調(diào)頻與二次調(diào)頻存在著一種互補關(guān)系，通過相應(yīng)的調(diào)度控制，可以對機組性能更好地優(yōu)化；第二，一次調(diào)頻具有一定的差調(diào)節(jié)特征，轉(zhuǎn)速不等率未必會對用電負(fù)荷產(chǎn)生影響，需要進行二次調(diào)頻進行補償；第三，在響應(yīng)幅度以及持久性方面，一次調(diào)頻表現(xiàn)的較為突出，并且一次調(diào)頻能夠更好地保證電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。

1.2 一次調(diào)頻的技術(shù)指標(biāo)分析

關(guān)于一次調(diào)頻的技術(shù)指標(biāo)，我們可以從電網(wǎng)運行相關(guān)規(guī)定中進行研究，對于這一問題，《廣東電網(wǎng)發(fā)電機組一次調(diào)頻運行管理規(guī)定》以及《華南區(qū)域電廠并網(wǎng)運行管理辦法》都對這一問題進行了相關(guān)闡述。一次調(diào)頻的技術(shù)指標(biāo)包括以下幾點內(nèi)容：第一，利用AGC控制機組對調(diào)頻動作進行有效監(jiān)控，并且調(diào)頻的時間需要在45秒以上；第二，電網(wǎng)頻率變化若是超過機組一次調(diào)頻死區(qū)時，機組響應(yīng)時間應(yīng)該在3秒以下；第三，若是電網(wǎng)頻率超過機組一次調(diào)頻死區(qū)時，機組實際調(diào)節(jié)量應(yīng)該在理論調(diào)節(jié)量的60%以上；第四，電網(wǎng)頻率若是超過一次調(diào)頻死區(qū)開始的60秒內(nèi)，平均偏差值應(yīng)該在調(diào)整幅度的正負(fù)8%之間。

2 一次調(diào)頻試驗問題分析

2.1 一次調(diào)頻參數(shù)設(shè)定問題

本文對大型抽水蓄能機組一次調(diào)頻問題的研究，注重立足于實際情況，從華南大型抽水蓄能機組的調(diào)頻試驗出發(fā)，分析了一次調(diào)頻過程中應(yīng)該注意的問題。在進行試驗時，必須要注重建立有效的一次調(diào)頻模型。關(guān)于一次調(diào)頻模型，具體內(nèi)容我們可以參照圖1進行研究和分析：

綜合圖1大型抽水蓄能機組一次調(diào)頻仿真模型來看，在實際試驗過程中，還需要明確相應(yīng)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在實際調(diào)頻過程中，主要涉及到了開機以及空載運行過程中，不同的參數(shù)變化情況。永態(tài)轉(zhuǎn)差率為bp=0%時，人工死區(qū)的數(shù)值為0Hz，PID算法的調(diào)節(jié)參數(shù)則與空載參數(shù)保持一致性。同時，在進行實際調(diào)節(jié)時，還要考慮到Kp、Ki、Kd三者之間的關(guān)系。三者之間的關(guān)系，我們可以從下面公式中進行分析：

根據(jù)公式所示，可得：

上述公式是進行一次調(diào)頻參數(shù)計算的有效公式，在進行實際調(diào)頻操作過程中，必須要注重對相關(guān)參數(shù)的選取，確保參數(shù)設(shè)計的可靠性。

圖1 大型抽水儲能機組一次調(diào)頻仿真模型

2.2 一次調(diào)頻試驗分析

在進行一次調(diào)頻試驗過程中，我們需要對不同水頭的功率變化進行有效對比，在進行低水頭開發(fā)以及低水頭功率轉(zhuǎn)化過程中，會存在一定的差值，這一差值將會對整體調(diào)頻效果產(chǎn)生一定的影響。在對這一問題進行試驗時，需要考慮到不同導(dǎo)葉開度的功率變化。

在對不同導(dǎo)葉開度相同功率變化的對比分析，我們可以對符合調(diào)節(jié)品質(zhì)進行有效分析，這就避免了因為符合影響下，一次調(diào)頻可能出現(xiàn)的差異化問題。在進行實際調(diào)節(jié)過程中，還需要考慮到PID的控制問題，利用線性控制器，對電網(wǎng)總功率以及頻率特性進行分析。在實際實驗過程中，還要考慮到一次調(diào)頻性能的指標(biāo)比對問題，具體情況，我們可以從表1中進行研究和分析：

表1 一次調(diào)頻性能指標(biāo)對比統(tǒng)計表

綜合表1一次調(diào)頻性能指標(biāo)對比統(tǒng)計表來看，PID參數(shù)控制下，機組一次性能差距較大，不同類別的機組，對一次調(diào)頻數(shù)據(jù)具有較大的影響。在實際工作過程中，我們要對Kp、Ki、Kd數(shù)值進行把握，當(dāng)這三個數(shù)值過大時，系統(tǒng)的響應(yīng)時間越短，其過程表現(xiàn)得更加迅速；當(dāng)數(shù)值較小時，過程表現(xiàn)的則較為緩慢。

3 結(jié)束語

綜上所述，本文在對一次調(diào)頻性能優(yōu)化問題的研究，主要以華南供電網(wǎng)大型抽水蓄能機組為例，在研究過程中，筆者注重對一次調(diào)頻性能指標(biāo)對比進行分析，選取的參數(shù)注重與實際需要進行符合，獲取的數(shù)據(jù)結(jié)果，具有更高的可靠性和穩(wěn)定性。在進行實際調(diào)頻過程中，要注重對PID控制的優(yōu)化，并且對隨機性數(shù)據(jù)進行有效處理，切實提升調(diào)頻優(yōu)化的可靠性。

[1]黃青松,徐廣文,李俊益,陳啟卷.大型抽水蓄能機組一次調(diào)頻性能優(yōu)化[J].水電能源科學(xué),2013,01:161-163+110.

[2]王海濤.抽水蓄能電站在智能電網(wǎng)中的作用[J].水電自動化與大壩監(jiān)測,2013,04:80-84.

Primary frequency modulation performance optimization of large pumped storage unit

Wu Min,Xu Wei
(East China Yixing pumped storage Co., Ltd,214205)

With the development of society and economy,the development of electric power industry, large pumped storage units in the development of hydropower,has played a more important role.In order to realize the function of large pumped storage unit in hydropower system,it is very important to optimize the performance of a large pumped storage unit.In this paper,the research on this problem,based on the actual situation,the Southern China power grid large pumped storage unit,a frequency modulation performance optimization experiments for the study of the characteristics of large pumped storage units in the work process, and the experimental process of a frequency modulation parameters optimization problems. In the course of the study,a comparative analysis of primary frequency modulation performance of large pumped storage unit can make us more clearly understand the optimization of primary frequency modulation performance of large pumped storage unit.

Large Pumped storage unit;primary frequency modulation;performance optimization