一种大电源向大负荷直供电系统中电网低频控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力系统运行和控制技术领域，涉及大电源向大负荷直供电系统中网频调整方法，特别涉及一种大电源向大负荷直供电系统中电网低频控制方法。
【背景技术】
[0002]大电源向大负荷直供电系统电网运行初期由于电解铝阳极效应和网内其他负荷的增加，网内持续出现低频，而机组的调频参数按照常规电网设置，最终由于机组调频能力有限，导致网内配置的安全稳定控制系统低频控制功能动作。具体如下:1、网内负荷增加情况为:首先网内其他负荷增加6MW负荷，280毫秒后，频率跌落至49.994Hz ；1.512秒后第一系列电解铝出现阳极效应，逆变侧直流电压由675V升至693V，直流电流由499.6kA升至501.9kA，负荷增长率约为3.14%，约11.3(MW ;9.152秒后第二系列电解铝出现阳极效应，逆变侧直流电压由697V升至706V，直流电流由496.1kA升至502.lkA，负荷在近Is时间内增加2.52%，约9.12MW。综合上述负荷共同作用，通过仿真分析软件仿真在不考虑网内一次调频作用情况下频率下滑曲线如图1所示；2、考虑网内机组一次调频能力(机组一次调频参数按照常规电网设置，并且机组备用容量按照当前负荷的百分比设定)后再次通过仿真分析软件仿真频率变化曲线如图2所示:依据上述情况分析大电源向大负荷直供电系统存在以下问题:1.机组一次调频死区下限值设置偏小，未能躲开正常的电解铝阳极效应，机组一次调频动作频繁。2.网内只有机组的一次调频，没有其他调频方式。3.网内机组一次调频限幅参数设置偏小，没有释放机组应有的调频能力。
【发明内容】
[0003]为了解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种大电源向大负荷直供电系统中电网低频控制方法。
[0004]为实现上述目的，本发明采取如下技术方案:
一种大电源向大负荷直供电系统中电网低频控制方法，依据电解铝负荷特性制定机组一次调频死区下限参数、电解铝调频参数，优化安全稳定控制系统、设置低频切除控制参数。具体包括以下步骤，
a、根据直供电系统中实际电解铝负荷特性，寻找网内系统频率波动范围，逐步调整机组一次调频死区参数整定值，依据频率悬浮值49.6Hz设置机组一次调频死区下限参数-24rpm;并适当放大网内机组的一次调频死区参数，第一调频机组小于第二调频机组，第二调频机组小于第三调频机组；
b、在网内同等负荷扰动下，在CCS、功控、阀控不同控制模式下选择机组一次调频能力最佳的控制模式；
c、确定机组调频幅度按照机组额定负荷的10%进行设置，确保电网中可调出的总旋备容量满足运行要求；
d.在直供电电网出现机组一次调频能力完全释放后仍然不能维持电网频率的情况下，在负荷侧增加调频功能。当电解铝控制系统监测系统频率达到49.3?49.0Hz,电解铝控制系统调频控制逻辑立即启动，调整稳流控制目标值，分3档调节分别为2%、1%、1%单向减负荷方式调整电解铝负荷为电解铝总负荷的4%。
[0005]进一步的，上述机组一次调频及负荷调频功能全部释放完成后，直供电电网持续出现频率跌落的情况下，按照直供电电网的低频切除网内负荷功能开始启动，具体低频第一轮动作值为49.0Hz, 0.2S。
[0006]本发明的有益效果是:本发明解决大电源向大负荷直供电系统正常运行和网内出现低频情况下，通过机组一次调频、负荷调频及安全稳定控制系统的低频切除部分负荷功能三者之间的紧密CCS配合，确保电网稳定运行。保证正常情况下电网的安全稳定运行和事故情况下安全稳定控制系统低频功能的可靠动作，保证设备、人身的安全。解决了直供电系统中由于电解铝阳极效应、换极等引起的系统低频问题，达到了直供电系统的安全稳定运行，提高了电解铝生产的经济效益，完全释放机组一次调频能力，并且机组一次调频动作频次明显减少，保证了电网的正常运行。适用于大电源向大负荷直供电系统电网中的低频控制效果好。本发明电解铝侧调频速度较快，在电网发生频率缓慢下滑时，能够利用快速的调节，恢复系统稳定，避免网内低频切负荷的问题。
[0007]说明书附图
图1.是本发明现有技术频率下滑曲线图；
图2.是本发明现有技术频率变化曲线图；
图3.是本发明不同控制模式下机组一次调频能力试验曲线图。
【具体实施方式】
[0008]一种大电源向大负荷直供电系统中电网低频控制方法，具体包括以下步骤:
1、根据直供电系统中实际电解铝负荷特性，寻找网内系统频率波动范围，逐步调整机组一次调频死区参数整定值，发现系统频率悬浮值为49.6Hz，则依据频率悬浮值调整机组一次调频死区至-24rpm ;适当放大机组的一次调频死区(常规电网下限值为-12rpm)，并且网内机组的一次调频死区实行差异化设置(第一调频机组为-24rpm，第二调频机组为_28rpm，第三调频机组为_30rpm)。
[0009]2、在网内同等负荷扰动下，在不同控制模式(CCS、功控、阀控)下寻找机组一次调频能力，具体试验曲线如图3所示，机组初始出力210MW，扰动+28MW。最终确定机组一次调频优选CCS模式，确定优先选择CCS模式下进行一次调频，在CCS模式无法投入的情况下，选择阀控方式。
[0010]3、直供电电网与大电网存在如下差异:大电网网内机组台数多，总调节容量充裕，且能够满足系统热备用5°/『10%的要求；电网容量高，惯量大，发生全网频率跌落的可能性小；负荷基数大，负荷类型多样，负荷的频率调节特性不容忽视。而直供电电网，大电网的调频限幅方案虽可参考，却不可照搬；另外，利用直供电电网内安控系统切机切负荷措施时手段有限、对象单一，且难以恰如其分地解决可能发生的功率不平衡扰动。因此，对此类直供电电网而言，应充分发挥关键机组的一次调频能力，最终确定机组调频幅度按照机组额定负荷的10%进行设置，确保电网中可调出的总旋备容量满足运行要求。
[0011]4、在直供电电网出现机组一次调频能力完全释放后仍然不能维持电网频率的情况下，在负荷侧增加调频功能。当电解铝控制系统监测系统频率达到49.3?49.0Hz,电解铝控制系统调频控制逻辑立即启动，调整稳流控制目标值，分3档(2%-1%-1%)单向减负荷方式调整电解铝负荷为电解铝总负荷的4%。
[0012]5、上述机组一次调频及负荷调频功能全部释放完成后，直供电电网持续出现频率跌落的情况下，按照直供电电网的低频切除网内负荷功能开始启动，具体低频第一轮动作值为 49.0Hz, 0.2S。
【主权项】
1.一种大电源向大负荷直供电系统中电网低频控制方法，其特征在于:依据电解铝负荷特性制定机组一次调频死区下限参数、电解铝调频参数，优化安全稳定控制系统、设置低频切除控制参数；具体包括以下步骤: a、根据直供电系统中实际电解铝负荷特性，寻找网内系统频率波动范围，逐步调整机组一次调频死区参数整定值，依据频率悬浮值49.6Hz设置机组一次调频死区下限参数-24rpm;并适当放大网内机组的一次调频死区参数，第一调频机组小于第二调频机组，第二调频机组小于第三调频机组； b、在网内同等负荷扰动下，在CCS、功控、阀控不同控制模式下选择机组一次调频能力最佳的控制模式； c、确定机组调频幅度按照机组额定负荷的10%进行设置，确保电网中可调出的总旋备容量满足运行要求； d.在直供电电网出现机组一次调频能力完全释放后仍然不能维持电网频率的情况下，在负荷侧增加调频功能。
2.当电解铝控制系统监测系统频率达到49.3?49.0Hz,电解铝控制系统调频控制逻辑立即启动，调整稳流控制目标值，分3档单向减负荷方式调整电解铝负荷为电解铝总负荷的4%。
3.根据权利要求1所述的一种大电源向大负荷直供电系统中电网低频控制方法，其特征在于:上述机组一次调频及负荷调频功能全部释放完成后，直供电电网持续出现频率跌落的情况下，按照直供电电网的低频切除网内负荷功能开始启动，具体低频第一轮动作值为 49.0Hz, 0.2S。
【专利摘要】本发明公开了一种大电源向大负荷直供电系统中电网低频控制方法，本发明依据网内负荷特性制定机组一次调频死区下限参数、电解铝调频参数，优化安全稳定控制系统、设置低频切除控制参数。通过优化网内机组一次调频参数设置及调频能力、安全稳定控制系统的低频控制功能以及电解铝侧的一次调频参数设置三者之间的配合关系，保证正常情况下电网的安全稳定运行和事故情况下安全稳定控制系统低频功能的可靠动作，保证设备、人身的安全。本发明解决了直供电系统中由于电解铝阳极效应、换极等引起的系统低频问题，达到了直供电系统的安全稳定运行，提高了电解铝生产的经济效益。
【IPC分类】H02J3-06, H02J3-24
【公开号】CN104779619
【申请号】CN201510211008
【发明人】唐长忠, 赵洪山, 胡文学, 景亮, 高海涛
【申请人】酒泉钢铁(集团)有限责任公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月29日