【干货】大型火电机组动态频率响应特性-北极星火力发电网

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电网频率本质上反映了发电和负荷的平衡度，是电力系统运行质量和安全情况的重要指标，频率的动态特性直接影响着电力系统的各种控制、保护装置的启停，如果系统保护和机组保护配合出现问题，则容易引起连锁故障。在电网发生解列故障的最初几秒内，各发电机组一次调频首先动作，通过快速改变汽门开度和改变发电机输出功率，抑制频率的快速变化，但仍有某些机组一次调频效果并没有达到期望要求，目前大部分的研究只能在仿真的基础上定性地说明相关参数与系统频率的关系，不能从定量的角度比较各个参数对频率动态响应特性的影响。考虑到系统保护与机组保护都与最大频率偏差有关，所以在频率动态响应的过程中，应该尤其关注频率最大频率偏移量及其出现时刻，本文详细研究机组调速特性，建立频率调节动态模型，进而确定发电机频率动态响应的时域表达式，结合一台600 MW 火电机组的实测参数定量研究各个参数对电网频率动态过程的影响，对解列后电网频率安全稳定措施的制定提供参考。

目的当电网发生解列故障时大型火电机组的动态频率响应特性对于维持系统频率安全和稳定具有至关重要的作用。本文建立了解列后大型火电机组频率调节动态模型，从定量的角度分析各个参数对频率动态响应特性的影响，对解列后电网频率安全稳定措施的制定具有重要的意义。方法首先以频率最大偏移量及其出现时刻为研究关注点，建立了解列后大型火电机组频率调节动态模型，提出一种通过求解四阶线性定常非齐次状态方程组确定频率最大偏移量及其出现时刻的方法。以此为基础，采用一台600 MW火电机组的实测参数，深入分析了机组一次调频限幅、调差系数、前馈系数3个重要参数对解列后电网频率动态过程的影响，最后分析了不同工况下频率动态响应特性。结果根据实参可以通过求解所建立的四阶线性定常非齐次状态方程组确定频率最大偏移量及其出现时刻，通过研究对比，得到如下结果：一次调频限幅越大，频率动态响应越快，最大频率偏差越小，在确保机组安全的前提下应尽量放开一次调频限幅;前馈系数越大，频率动态响应越快，最大频率偏差越小，但前馈系数过大时，频率出现衰减振荡，反而影响机组调速;调差系数越小，机组调频能力越强，最大频率偏差越小，稳态频率偏差越小，但机组出力受频率变化的影响也越大。对于确定的机组和调速器参数，其频率动态响应速率相同，达到最大频率偏差的时刻相同，不因负荷变化量的多少而改变。结论大型火电机组的动态频率响应特性对于维持系统频率安全和稳定具有至关重要的作用，一旦发生解列故障，可以通过调节一次调频限幅，前馈系数，调差系数等参数以影响机组的动态频率响应特性，对电网频率安全稳定措施的制定提供参考。