火电机组深度调峰场景下的一次调频试验方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种火电机组深度调峰场景下的一次调频试验方法及系统，该方法包括：进行机组深度调峰负荷下限核定；选择一次调频试验工况；进行一次调频试验，包括一次调频静态试验、一次调频动态试验和一次调频限幅试验。该系统包括：下限核定模块，用于核定机组深度调峰负荷下限；工况选择模块，用于基于深度调峰负荷下限工况，选择一次调频试验工况；以及调频试验模块，用于根据选择的一次调频试验工况，进行一次调频试验。该方法及系统不仅适用性强，且可以保障试验过程中机组安全稳定运行。行。行。

【技术实现步骤摘要】
火电机组深度调峰场景下的一次调频试验方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力调峰
，具体涉及一种火电机组深度调峰场景下的一次调频试验方法及系统。

技术介绍

[0002]电力系统正在大力发展以风力发电、光伏发电为代表的新能源发电技术。然而，与火力发电等常规发电方式相比，新能源发电方式具有较大的波动性和不确定性，这是由于新能源发电是以天然资源(如风、光等)作为能量源，这些能源受天气、季节、地理位置等多种因素的影响，其发电量存在着明显的波动性和不确定性。与此同时，新能源发电方式的功率输出具有瞬时性、时变性和不可控性等特点，无法像传统火电一样根据负荷的需要进行稳定调节和控制。因此新能源装机容量不断提升将带来两大问题，一是新能源发电的波动性特点决定了其对电网频率的影响，系统频率会出现更大的波动，从而增加了系统一次调频的难度；二是新能源发电具有反调峰性，将导致电力系统出现较大的调峰压力。
[0003]为了解决新能源大量接入导致的反调峰问题，需要强大的调峰电源来保证电网稳定运行。火力发电是一种良好的调峰电源，火电机组可以在风光发电不足时增加发电量或在风光发电过剩时减少发电量，这种灵活性使火力发电成为解决新能源发电不确定性带来的电网调峰难题的理想选择。随着新能源装机容量的不断增加，以及电网负荷峰谷差逐步扩大，电网调峰压力逐步加大，火电机组原有的调峰能力已不能满足电网需求，因此火电机组从普通调峰运行模式逐步转换为深度调峰运行模式已成为一种必然趋势。
[0004]火电机组一次调频与深度调峰之间存在较大矛盾，由于锅炉和汽轮机本身的特性限制，火电机组在深度调峰时运行工况接近稳定运行的边界。随着机组运行负荷的下降，炉膛温度将下降、锅炉燃烧将减弱，深度调峰工况下机组已偏离了设计的最佳运行区域，各主要和辅助设备也偏离了额定工况点，机组性能发生显著变化。因此，在深度调峰场景下，机组的一次调频性能将发生显著的变化，其一次调频能力很可能会下降，从而影响整个电力系统的稳定性。现有的一次调频试验方法已无法适应火电深度调峰场景，常规的一次调频试验方法难以测试出机组在深度调峰场景下一次调频的真实性能，且可能在试验时导致机组运行不稳定甚至跳机。
[0005]综上所述，目前亟需一种火电机组深度调峰场景下的一次调频试验方法，来保障新能源大量接入后电力系统安全稳定、清洁低碳运行。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种火电机组深度调峰场景下的一次调频试验方法及系统，该方法及系统不仅适用性强，且可以保障试验过程中机组安全稳定运行。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种火电机组深度调峰场景下的一次调频试验方法，包括：
[0008]进行机组深度调峰负荷下限核定；
[0009]基于深度调峰负荷下限工况，进行一次调频试验工况选择；
[0010]在选择的一次调频试验工况下，进行一次调频试验，其中所述一次调频试验包括一次调频静态试验、一次调频动态试验和一次调频限幅试验。
[0011]进一步地，所述进行机组深度调峰负荷下限核定的具体方法为：
[0012](1)让机组在50％额定负荷连续稳定运行第一设定时长；
[0013](2)在机组稳定运行后，让机组以1％额定负荷/分钟的速率进行降负荷，在降负荷过程中不断监测机组运行状态，并判断机组是否满足所有安全稳定运行判据；如果机组不满足任意一条安全稳定运行判据，则机组停止降负荷并维持当前负荷连续运行第二设定时长；
[0014](3)判断机组连续运行第二设定时长后是否满足所有安全稳定运行判据，是则返回步骤(2)继续让机组以1％额定负荷/分钟的速率进行降负荷，否则转下一步；
[0015](4)让机组增加1％额定负荷并连续运行第二设定时长，然后转下一步；
[0016](5)判断机组是否满足所有安全稳定运行判据，是则保持当前负荷连续运行第三设定时长，然后转下一步，否则返回步骤(2)让机组继续增加1％额定负荷；
[0017](6)判断机组是否满足所有安全稳定运行判据，是则判断当前负荷为深度调峰负荷下限，调增机组负荷至50％额定负荷以上，否则返回步骤(2)让机组继续增加1％额定负荷。
[0018]进一步地，所述安全稳定运行判据包括：
[0019]机组炉膛负压不超限；
[0020]投用的燃烧器不灭火；
[0021]锅炉水动力特性稳定；
[0022]引风机工作正常；
[0023]汽机侧重点参数正常；
[0024]污染物排放合格；以及
[0025]不采用严重耗能方式实现深度调峰。
[0026]进一步地，所述进行一次调频试验工况选择，包括选择汽轮机配汽方式和选择试验负荷工况点；
[0027]选择汽轮机配汽方式的具体方法为：对于存在单阀配汽、顺序阀配汽互相切换的机组，将其深度调峰场景下的一次调频试验选择在机组常态化阀序运行方式下开展；对于无单阀、顺序阀运行工况的机组，进行的一次调频试验应能表征该机组运行工况下的实际性能；
[0028]选择的试验负荷工况点至少包括50％额定负荷工况、深度调峰负荷下限工况及一其他深度调峰工况。
[0029]进一步地，所述一次调频静态试验包括控制回路检查、参数设置检查以及强制转速测试。
[0030]进一步地，所述控制回路检查的具体方法为：机组的DEH侧控制系统和CCS侧控制系统均正常投入，当转速差信号超出死区时，由DEH和CCS共同实现一次调频功能；在DEH侧，转速差信号经转速不等率函数计算后直接叠加到汽机总阀位指令处；而在CCS侧，功率指令根据转速差进行调频功率定值补偿。
[0031]进一步地，所述参数设置检查的项目包括：机组转速不等率设置、机组一次调频死区设置、机组一次调频限幅设置和机组一次调频与AGC优先级设置；
[0032]其中，机组转速不等率设置在4％～5％之间；机组一次调频死区不大于
±
0.033Hz或
±
2r/min；机组在深度调峰场景下增负荷方向一次调频限幅应满足：
[0033]如果额定负荷＜350MW，一次调频限幅≥10％额定负荷；
[0034]如果350MW≤额定负荷＜500MW，一次调频限幅≥8％额定负荷；
[0035]如果额定负荷≥500MW，一次调频限幅≥6％额定负荷；
[0036]机组在深度调峰场景下减负荷方向一次调频限幅应满足：
[0037]如果额定负荷＜350MW：当机组负荷在(40％～50％)额定负荷时，一次调频限幅≥10％额定负荷；当机组负荷在(30％～40％)额定负荷时，一次调频限幅≥6％额定负荷；当机组负荷在30％额定负荷以下时，一次调频限幅≥5％额定负荷；
[0038]如果350MW≤额定负荷＜500MW：当机组负荷在(40％～50％)额定负荷时，一次调频限幅≥8％额定负荷；当机组负荷在(30％～40％)额定负荷时，一次调频限幅≥5％额定负荷；当机组负荷在30％额定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种火电机组深度调峰场景下的一次调频试验方法，其特征在于，包括：进行机组深度调峰负荷下限核定；基于深度调峰负荷下限工况，进行一次调频试验工况选择；在选择的一次调频试验工况下，进行一次调频试验，其中所述一次调频试验包括一次调频静态试验、一次调频动态试验和一次调频限幅试验。2.根据权利要求1所述的火电机组深度调峰场景下的一次调频试验方法，其特征在于，所述进行机组深度调峰负荷下限核定的具体方法为：(1)让机组在50％额定负荷连续稳定运行第一设定时长；(2)在机组稳定运行后，让机组以1％额定负荷/分钟的速率进行降负荷，在降负荷过程中不断监测机组运行状态，并判断机组是否满足所有安全稳定运行判据；如果机组不满足任意一条安全稳定运行判据，则机组停止降负荷并维持当前负荷连续运行第二设定时长；(3)判断机组连续运行第二设定时长后是否满足所有安全稳定运行判据，是则返回步骤(2)继续让机组以1％额定负荷/分钟的速率进行降负荷，否则转下一步；(4)让机组增加1％额定负荷并连续运行第二设定时长，然后转下一步；(5)判断机组是否满足所有安全稳定运行判据，是则保持当前负荷连续运行第三设定时长，然后转下一步，否则返回步骤(2)让机组继续增加1％额定负荷；(6)判断机组是否满足所有安全稳定运行判据，是则判断当前负荷为深度调峰负荷下限，调增机组负荷至50％额定负荷以上，否则返回步骤(2)让机组继续增加1％额定负荷。3.根据权利要求2所述的火电机组深度调峰场景下的一次调频试验方法，其特征在于，所述安全稳定运行判据包括：机组炉膛负压不超限；投用的燃烧器不灭火；锅炉水动力特性稳定；引风机工作正常；汽机侧重点参数正常；污染物排放合格；以及不采用严重耗能方式实现深度调峰。4.根据权利要求1所述的火电机组深度调峰场景下的一次调频试验方法，其特征在于，所述进行一次调频试验工况选择，包括选择汽轮机配汽方式和选择试验负荷工况点；选择汽轮机配汽方式的具体方法为：对于存在单阀配汽、顺序阀配汽互相切换的机组，将其深度调峰场景下的一次调频试验选择在机组常态化阀序运行方式下开展；对于无单阀、顺序阀运行工况的机组，进行的一次调频试验应能表征该机组运行工况下的实际性能；选择的试验负荷工况点至少包括50％额定负荷工况、深度调峰负荷下限工况及一其他深度调峰工况。5.根据权利要求1所述的火电机组深度调峰场景下的一次调频试验方法，其特征在于，所述一次调频静态试验包括控制回路检查、参数设置检查以及强制转速测试。6.根据权利要求5所述的火电机组深度调峰场景下的一次调频试验方法，其特征在于，所述控制回路检查的具体方法为：机组的DEH侧控制系统和CCS侧控制系统均正常投入，当转速差信号超出死区时，由DEH和CCS共同实现一次调频功能；在DEH侧，转速差信号经转速
不等率函数计算后直接叠加到汽机总阀位指令处；而在CCS侧，功率指令根据转速差进行调频功率定值补偿。7.根据权利要求5所述的火电机组深度调峰场景下的一次调频试验方法，其特征在于，所述参数设置检查的项目包括：机组转速不等率设置、机组一次调频死区设置、机组一次调频限幅设置和机组一次调频与AGC优先级设置；其中，机组转速不等率设置在4％～5％之间；机组一次调频死区不大于
±
0.033Hz或
±
2r/min；机组在深度调峰场景下增负荷方向一次调频限幅应满足：如果额定负荷＜350MW，一次调频限幅≥10％额定负荷；如果350MW≤额定负荷＜500MW，一次调频限幅≥8％额定负荷；如果额定负荷≥500MW，一次调频...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚晔，徐振华，苏毅，刘锦廉，胡宇航，林德源，陈献春，杨为民，王文勇，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：