大电源向大负荷直供电系统中电网高频控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于直供电电网频率控制方法技术领域，具体涉及大电源向大负荷直供电系统中电网高频控制方法。
【背景技术】
[0002]大电源向大负荷直供电系统运行初期由于电解铝负荷的阳极效应，系统频率出现持续下滑，由正常频率49.994Hz下降至48.922Hz，下降了 1.072Hz,并且频率变化率达到0.08787Hz/so系统内配置的安稳装置可靠启动，而电解铝控制系统在执行安稳装置发来的控制命令后，将有功功率的控制比例简单地执行为电解铝整流系统逆变侧直流电流的控制比例。而电解铝控制系统本质是用于稳定电流，在执行压负荷过程中因电流下降导致导通角增大，直流电压下降，从而加剧了直流有功功率下降。本次电解铝控制系统执行压负荷指令时，理论切除负荷50MW，实际切除负荷98.84MW。并且电解铝控制系统切除负荷时间长达400msο以及上述实际电解铝控制系统实际切除负荷，通过仿真分析得出切除负荷后系统内频率最高值达到51.4Hz，并且频率变化率达到0.86Hz/s以上。最终导致网内机组OPC转速变化率开放且满足动作条件，引起网内大机组跳闸，而网内高周切机并未发挥作用。
[0003]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OPC保护定值设置不合理；2、机组一次调频死区上限值设置偏小，未能躲开正常的电解铝阳极效应；3、网内安稳高周切机方案设置不合理，在网内出现高频情况下，未发挥应有的作用；4、机组一次调频动作频繁。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是要提供一种通过依据电解铝正常运行过程中的负荷波动情况，制定直供电系统中高频控制的方法。
[0005]本发明是通过以下技术方案来实现的:
大电源向大负荷直供电系统中电网高频控制方法，该方法依据电解铝负荷特性制定机组一次调频死区上限参数、机组OPC保护定值、安全稳定控制系统高频切机方案，该方法按照下述步骤进行:
(1)记录网内系统频率波动上限值，逐步调整机组一次调频死区参数整定值，若系统频率上限悬浮值为50.4Hz，则依据频率悬浮值调整机组一次调频死区至+24rpm ;
(2)若网内机组一次调频完全发挥后，网内频率持续上升，确保网内电气设备不受损坏的情况下，制定网内尚周切机功能参数；
(3 )确定网内机组OPC参数，避免网内机组OPC先于网内高周切机动作。
[0006]与现有技术相比较，本发明的有益效果在于:
I)改进后网内正常运行机组一次调频动作频次明显减少，避免了由于机组一次调频动作频繁导致设备损坏，从而引起机组跳闸，甚至直供电系统跨网的风险。
[0007]2)虽然系统频率波动范围有所增加，但直供电系统较稳定，并且能够躲过电解铝的正常负荷波动和网内出现低频后安稳系统切除部分电解铝负荷引起的直供电系统高周冋题。
[0008]3)避免了系统高频引起的机组OPC动作、网内高周切机动作，给电解铝的正常生产带来的不良影响，影响经济效益。
【附图说明】
[0009]图1为本发明高频控制逻辑框图。
【具体实施方式】
[0010]下面依据附图对本发明做进一步描述:
如附图1所示，大电源向大负荷直供电系统中电网高频控制方法，该方法依据电解铝负荷特性制定机组一次调频死区上限参数、机组OPC保护定值、安全稳定控制系统高频切机方案，该方法按照下述步骤进行:
(1)记录网内系统频率波动上限值，逐步调整机组一次调频死区参数整定值，若系统频率上限悬浮值为50.4Hz，则依据频率悬浮值调整机组一次调频死区至+24rpm ;
(2)若网内机组一次调频完全发挥后，网内频率持续上升，确保网内电气设备不受损坏的情况下，制定网内高周切机功能参数，机组一次调频的响应特性主要包括一次调频的负荷响应滞后时间、一次调频的最大负荷调整幅度。对于火电机组一次调频的负荷响应滞后时间应小于3s，一次调频的最大负荷调整幅度应在15s内达到一次调频的最大负荷调整幅度的90%。考虑机组一次调频死区最大者为+30rpm，对应的频率为50.5Hz，所以在机组一次调频功能完全释放的基础上，适当放大直供电电网内系统高周切机动作定值，并且设定一定的延时，具体高周切机动作定值设置为51.8Hz，0.4s ；
(3 )确定网内机组OPC参数，避免网内机组OPC先于网内高周切机动作。
[0011]3.1具体为:0PC动作，汽轮发电机组是在全部切断汽源后又突然大量进汽，这样将造成汽轮机各级动、静叶级间前后压差增大，各级叶片受到的冲击应力较大，有可能造成叶片损坏；0PC动作，汽轮机进汽全部切断后，会造成承压部件超压，安全阀动作，锅炉燃烧不稳定，锅炉过热器会出现蒸汽瞬间滞流，过热器会发生超温的危险工况；另外，由于OPC动作引起的转速大幅度变化，有可能引起叶片的自激振动增大，汽轮机组支持.的油膜不稳定。
[0012]3.2机组OPC动作应该滞后于网内安全稳定控制系统的高周切机功能。
[0013]鉴于上述两方面，大电源向大负荷直供电电网中采取打破常规电网机组OPC定值整定原则，由常规电网的3090r/min (51.5Hz)设置的放宽至3150r/min (52.5Hz)，并且取消了“转速增长率”保护。
【主权项】
1.大电源向大负荷直供电系统中电网高频控制方法，其特征在于:该方法依据电解铝负荷特性制定机组一次调频死区上限参数、机组OPC保护定值、安全稳定控制系统高频切机方案。
2.如权利要求1所述的大电源向大负荷直供电系统中电网高频控制方法，其特征在于:该方法按照下述步骤进行: (1)记录网内系统频率波动上限值，逐步调整机组一次调频死区参数整定值，若系统频率上限悬浮值为50.4Hz，则依据频率悬浮值调整机组一次调频死区至+24rpm ; (2)若网内机组一次调频完全发挥后，网内频率持续上升，确保网内电气设备不受损坏的情况下，制定网内尚周切机功能参数； 确定网内机组OPC参数，避免网内机组OPC先于网内高周切机动作。
【专利摘要】本发明公开了一种直供电系统中系统高频控制。解决了大电源向大负荷直供电系统电网中，由于容量小，网内各台发电机组与用电设备所占的功率比例较大，发电机组输出功率变化量与负荷的变动量相对值也较大，特别是针对电解铝负荷，系统中出现高频几率较高问题的解决方法。该发明适用于大电源向大负荷直供电系统电网中的高频控制，直供电系统中系统高频控制方法依据网内负荷特性，通过优化机组一次调频参数和优化网内安全稳定控制系统高周切机功能参数，保证电网频率在可控范围内，确保电网的安全稳定运行。
【IPC分类】H02J3-06, H02J3-24
【公开号】CN104779616
【申请号】CN201510210772
【发明人】章燎, 伍光慰, 孙丹鹏, 高杰, 邹晓东
【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