水力发电机组一次调频积分电量考核指标研究

发布时间：2020-09-28 09:25

　　随着水电机组广泛参与电网一次调频,各发电区域制定了相应的一次调频细则。为使积分电量合格率达标,许多水电机组不得不增大调速器PID参数以提高其响应速度,造成水电富集区域凸显出弱阻尼功率振荡问题。本文试图从稳定性的角度,依据水电机组的特点,提出适合水电机组的积分电量考核算法。本文以一次调频积分电量为研究对象,通过搜集、整理、对比现行标准中有关积分电量的考核要求,研究了扰动大小、频率死区、控制参数、积分间隔、T_w和T_a对积分电量合格率的影响。指出频率扰动较小且接近人工死区时,积分电量合格率明显降低;频率扰动较大且远大于人工死区,积分电量合格率增加缓慢。减小人工死区可以增加小扰动时的积分电量合格率,并且可提高电网供电质量。增加调速器控制参数可以增加积分电量合格率,但是会降低机组阻尼,影响电网稳定性。积分间隔的设置应该满足精度要求,积分间隔越大,积分电量合格率明显偏离真实值。水电机组一次调频性能受T_w和T_a影响,T_w越大,功率反调越严重,积分电量合格率减小;T_a越大,机组速动性降低,积分电量合格率减小。现行积分电量考核方法不能合理反映水电机组一次调频能力和机组系统阻尼。本文提出基于水电机组动态响应品质的积分电量综合评价方法。采用模糊、加权、分段、分时积分电量计算方法求取实际积分电量,采用数学模拟机组理论出力的方法求取理论积分电量,最后给出积分电量综合评价函数。通过仿真验证所提一次调频积分电量考核方法可以合理反映水电机组一次调频性能以及稳定性与积分电量合格率之间的关系,避免通过降低系统阻尼来提高积分电量合格率的现象,保障了电网稳定性。
【学位单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM312
【文章目录】：
摘要
abstract
1 前言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 一次调频发展现状
        1.2.2 控制策略研究现状
        1.2.3 考核方法研究现状
    1.3 本文研究内容
2 一次调频及评价方法
    2.1 一次调频原理
        2.1.1 发电机组的功-频静特性
        2.1.2 调速系统开环静态性
        2.1.3 调速系统闭环静特性
        2.1.4 电力系统频率静特性
        2.1.5 水电机组一次调频原理
    2.2 一次调频考核及算法
        2.2.1 积分电量考核算法
        2.2.2 静态及动态考核细则
    2.3 考核方法的不足
        2.3.1 一次调频限幅
        2.3.2 一次调频死区
        2.3.3 一次调频积分电量
        2.3.4 评价方法
3 水轮机调速系统数学模型
    3.1 调节器数学模型
    3.2 电液随动系统数学模型
    3.3 引水系统模型
    3.4 水轮机模型
    3.5 发电机和负荷模型
4 各因素影响机理分析
    4.1 一次调频仿真模型
    4.2 方案设计及研究目标
    4.3 调频性能影响因素分析
        4.3.1 扰动大小对合格率的影响
        4.3.2 频率死区对合格率的影响
        4.3.3 控制参数对合格率的影响
        4.3.4 T_w和T_a对合格率的影响
        4.3.5 积分间隔对合格率的影响
5 积分电量综合评价方法
    5.1 评价方法的理论依据
    5.2 评价方法的设计原则
    5.3 影响因素的模糊评价
        5.3.1 模糊评价方法简介
        5.3.2 调频死区隶属度函数
        5.3.3 频差隶属度函数
    5.4 加权积分电量计算
        5.4.1 功率反调电量计算
        5.4.2 功率超调电量计算
        5.4.3 时间域积分电量计算
    5.5 权值综合评价
        5.5.1 权值评价方法
        5.5.2 各因素的权值计算
    5.6 综合评价函数
    5.7 理论积分电量算法
    5.8 模型验证
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献

【参考文献】