水電機組一次調頻性能分析及試驗研究

【摘要】： 頻率是電力系統(tǒng)運行的重要參數,其穩(wěn)定度反映著電能質量的優(yōu)劣,它不僅關系到電網的安全、經濟運行,而且直接影響著用電設備能否正常工作、產品質量的高低。電力系統(tǒng)一次調頻在電網突發(fā)大負荷變化時能夠起到快速地提供有功功率支援,減少二次調頻的動作、穩(wěn)定電網頻率的作用。我國具有豐富的水力資源,水電機組占電力系統(tǒng)容量的四分之一,對電力系統(tǒng)有很重要的作用。而目前許多水電機組的一次調頻性能較差,甚至是沒有一次調頻功能,所以有必要通過現場試驗來校核機組一次調頻參數,優(yōu)化機組一次調頻性能指標。 目前水電機組一次調頻試驗還不成熟,關于一次調頻方面的資料與規(guī)定幾乎都是對火電機組而言的,很少涉及水電機組一次調頻的內容,相關的試驗導則正在醞釀當中,至今還沒有統(tǒng)一的試驗方法,并且缺少完善的試驗設備。本文通過分析水電機組一次調頻功能的實現方式,得出其性能與調速器調節(jié)參數之間的關系;結合仿真試驗得出水流慣性時間和主接力器動作速度對水電機組一次調頻性能的影響;在詳盡分析水電機組一次調頻的作用要求、以及現行水電機組一次調頻試驗方法、考核指標的基礎上,利用Matlab自行開發(fā)的水電機組一次調頻測試系統(tǒng)完成了G水電廠機組的一次調頻現場試驗。 通過對試驗數據的分析,得出在技術要求指標中應加入對調速器測頻部分的要求,并且以頻率階躍試驗考核水電機組一次調頻動態(tài)響應指標時還應規(guī)定頻率階躍的大小和方向?？梢詾樗姍C組一次調頻試驗導則的制定和技術要求指標的完善提供一定的參考。 【關鍵詞】：水電機組 一次調頻 試驗 調速器 Matlab
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TV734
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-15
• 1.1 引言7-10
• 1.1.1 水力資源及水力發(fā)電7-8
• 1.1.2 水電站在電力系統(tǒng)中的作用8
• 1.1.3 電力系統(tǒng)頻率和有功功率的控制8-10
• 1.2 一次調頻的相關技術要求10-12
• 1.3 水電機組一次調頻及其試驗的現狀12-13
• 1.4 本文的主要目的和內容13-15
• 1.4.1 本文的主要目的13
• 1.4.2 本文的主要內容13-15
• 2 水電機組一次調頻15-23
• 2.1 發(fā)電機組一次調頻15-16
• 2.2 發(fā)電機組二次調頻16
• 2.3 發(fā)電機組一次調頻功能的實現16-19
• 2.3.1 火電機組一次調頻功能的實現16-18
• 2.3.2 水電機組一次調頻功能的實現18
• 2.3.3 水電機組一次調頻與監(jiān)控系統(tǒng)的協(xié)調18-19
• 2.4 水輪機調速系統(tǒng)對一次調頻的影響19-23
• 2.4.1 永態(tài)轉差系數b_p20
• 2.4.2 人工頻率死區(qū)E_f20-21
• 2.4.3 人工開度死區(qū)E_y21-22
• 2.4.4 PID調節(jié)參數22-23
• 3 水電機組一次調頻試驗23-33
• 3.1 試驗方法23-25
• 3.1.1 靜態(tài)參數校驗23-24
• 3.1.2 動態(tài)響應考核24-25
• 3.2 試驗設備25-26
• 3.2.1 數據采集25
• 3.2.2 頻率信號發(fā)生25-26
• 3.3 Matlab試驗測試程序26-33
• 3.3.1 基于xPC目標的試驗測試26-28
• 3.3.2 基于實時視窗目標的試驗測試28-29
• 3.3.3 基于GUI下ActiveX控件的試驗測試29-33
• 4 G水電廠一次調頻試驗33-43
• 4.1 G水電廠基本資料33-35
• 4.2 現場試驗35
• 4.3 試驗數據計算分析35-42
• 4.3.1 主接調整量與功率調整量37-38
• 4.3.2 調節(jié)時間38-40
• 4.3.3 人工開度死區(qū)對調整量的影響40-41
• 4.3.4 功率反調41-42
• 4.4 小結42-43
• 5 水電機組一次調頻仿真43-57
• 5.1 電力系統(tǒng)仿真簡介43-44
• 5.1.1 仿真簡介43
• 5.1.2 仿真軟件43-44
• 5.2 水輪機數學模型44-47
• 5.2.1 線性數學模型44-45
• 5.2.2 非線性數學模型45-47
• 5.3 調速系統(tǒng)數學模型47-49
• 5.4 一次調頻開環(huán)仿真49
• 5.5 一次調頻閉環(huán)仿真49-53
• 5.6 一次調頻性能仿真53-57
• 5.6.1 人工開度死區(qū)對一次調頻性能的影響53-54
• 5.6.2 功率反調的影響因素54-57
• 6 結論與展望57-59
• 6.1 論文主要成果57
• 6.2 下一步工作及展望57-59
• 致謝59-60
• 參考文獻60-63
• 附錄63
• 一 論文發(fā)表情況63

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