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基于高、低加切除的火电机组电网低频事故调频技术研究和实施

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成果主要完成人

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项目概况

火电机组作为向电网输送电能的主力类型机组,在电网故障出现频率异常时,其一次调频作用是防止电网频率事故恶化,帮助电网频率恢复和稳定的重要措施。目前火电机组多为直流型机组,蓄热能力有限,对于电网中小频差扰动,其一次调频动作负荷能够满足电网要求。但在电网事故情况尤其是电网低频事故时,其一次调频能力有所不足,特别对于汽机调门全开经济运行机组,难以在短时间内达到电网一次调频负荷响应需求。为保证机组在经济运行的同时依然能够满足电网低频事故时一次调频性能的要求,本项目拟研究电网事故下的燃煤机组调频控制技术,通过挖掘机组储能利用和极限变负荷性能,提高火电机组在电网低频事故下的一次调频能力。 在未增加设备投资前提下,通过基于高、低加切除的火电机组电网低频事故调频控制策略,充分利用机组回热系统中的潜在蓄热,在原有调频手段的基础上依据电网频率的波动情况,有序切除机组加热器,使机组能在较短的时间内达到快速增加负荷的需求,大幅提高燃煤机组低频事故调频响应能力。同时锅炉侧的给水和燃料快速动作,及时补充蓄热,确保高、低压加热器切除快速增加机组负荷期间及恢复投运高、低加期间,机组汽温、汽压等参数在安全范围内波动,保证机组的安全稳定运行。 关键技术及创新点:660MW火电采用调阀全开的经济运行机组,电网一次调频采用以凝结水调频为基础,电网发生大频差情况下以切除低压加热器运行方式为补充,电网发生超大频差情况下以切除高压加热器运行方式为备用的控制策略。保证机组能够快速响应电网频差需求,避免电网两个细则考核,并争取更多的电网经济补偿。 根据《华东区域发电厂并网运行管理实施细则(2018版,征求意见稿)》一次调频考核标准,当发生一次调频性能指标不合格,新细则考核标准是原细则考核标准的3倍以上。对于汽机调阀全开的运行机组,电网大频差情况下,机组满足不了电网一次调频负荷响应需求,2台660MW火电机组每年将面对百万元的考核。项目实施后,田集电厂未发生因一次调频不满足要求造成较大考核事件。根据华东电网统计,2018年电网共发生11次直流闭锁故障或百万机组跳机事件。2018年田集电厂二期2台660MW机组补偿费用为42.2万元。 本创新成果在田集电厂3、4号机组推广应用,计划向皖电东送平山、凤台电厂实施。