电力系统的调频

一次调频释义

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。

一次调频原理

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。

a点：电网负荷稳定，频率为50Hz

b点：随着用电负荷增多，电网频率降低到b点

c点：由于一次调频的作用，频率下降有缓解，电网频率回到c点

d点：在AGC的作用下，使电网频率恢复到d点，稳定在50Hz

从图中可以看出，电网频率下降时需要加负荷，电网频率上升时需要减负荷。

一次调频控制回路

一次调频回路一般可分为

CCS一次调频和DEH一次调频，由这两部分的调频回路共同作用，其中DEH一次调频快速动作（开环控制），CCS一次调频最终稳定负荷（闭环控制）。DEH侧一次调频的动作值直接控制汽轮机调门，用于改变机组的负荷，使机组快速响应一次调频的需要；CCS一次调频最终稳定负荷， CCS中的一次调频由运行人员手动投入，一次调频动作后相当于去调节负荷设定值MWD，并确保和DEH的作用方向相同，防止DEH的调节作用被拉回，最终稳定负荷到所需要的值。

一次调频参数设置

（1）转速不等率：5%，汽机从额定负荷100%到0%变化时，所对应的转速升高值为150r/min。δ=150/3000*100%=5%。也叫速度变动率。一次调频量的计算：ΔPf=K*Δf（K为调频系数,单位为%/r/min，Δf为频差信号），而K=1/(δ*n0)* 100%，所以对应660MW机组变化1r/min的转速差的一次调频量ΔPf=1/(3000*5%)*100%*660MW=4.4MW/r/min。

（2）转速死区：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。一般转速死区为：±2r/min（0.033Hz）

（3）限幅：6%额定负荷，即在±2r/min的基础上变化±9r/min的调频量幅度。设置限幅的主要目的是因为快速大幅度的变负荷会危及到机组的安全运行。对于燃煤发电机组，机组通过调速器（DEH）快速一次调频变负荷最大幅度应通过试验确定，主要以汽机调门快速变化时主汽压力、温度等与机组安全运行参数的变化幅度和速率在允许范围内为依据，另外加负荷以汽机调门开足为限，减负荷以主汽压力上升幅度和速度到允许值（低于高旁动作值）为限，一般为6%额定负荷左右。

（4）投运范围：对于燃煤发电机组，调速器（DEH）一次调频投运的负荷范围应为机组正常运行的负荷范围，应不低于不投油助燃的最低负荷，最高为机组满负荷。机组在最低负荷或满负荷时，仅使用DEH侧的一次调频功能，CCS侧仅闭锁与一次调频相反的调节作用。机组最低不投油助燃负荷时，不因一次调频而减少燃煤，防止锅炉熄火，机组最高负荷时，不因一次调频而增加燃煤，防止机组超压。CCS侧一次调频投运的负荷范围应为CCS投入的负荷范围，一般最低不高于50%额定负荷，最高为机组满负荷。

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