储能在电网调调频中的价值研究.ppt

储能产品在电力调频中的价值研究,电力系统频率及有功功率调节频率调节的必要性,并列运行的每一台发电机组的转速与系统频率的关系为： 式中 P发电机组转子极对数 n 发电机组的转数（r/min） f电力系统频率（Hz）,任一时刻，发供电需保持平衡，电力系统频率需保持一致，,电力系统频率偏差反映了发电与负荷间的不平衡，发电与负荷的变动，都将导致系统频率偏差,频率偏差对用户设备、发电厂设备、经济效益都将产生影响,为了满足用户设备、发电厂设备和电力系统正常运行的需要，必须根据各个电力系统的特点，进行系统频率调节，保证系统频率质量,电力系统频率及有功功率调节发电机组调速系统简介,当发电机组的原动机功率与输出功率不平衡时，必然引起发电机转速的变化。为了控制发电机的转速，发电机组均安装有调速系统。根据测量环节的工作原理，调速系统分为机械式和电气液压式两大类。 机械式调速系统 在早期的发电机组上安装（图左）。 在机械式调速系统中，转速测量元件由离心飞摆、弹簧和套筒组成，它与原动机转轴相联接，能直接反映原动机转速的变化。当原动机有某一恒定转速时，作用在飞摆上的离心力、重力和弹簧力在飞摆处于某一位置时达到平衡。当负荷增加时，发电机的有功功率输出也随之增加，原动机的转速降低，使飞摆的离心力减小。在重力和弹簧力的作用下，飞摆靠拢到新的位置才能使各力重新达到平衡。飞摆的运动，使套筒的位置下降，通过杠杆的作用，增大了调节汽门（或导水翼）的开度，增加进汽（水）量，使原动机的输入功率增加，转速开始回升。如此反复动作，直至在阻尼作用下，在一个新的位置达到平衡。 电气液压式调速系统： 电气液压式调速系统的结构见图左。 在电气液压式调速系统中，转速测量元件由齿轮和脉冲传感器（或电压互感器）、频率变送器等组成。当发电机转速下降时，频率变送器的输出也下降，经信号整形和放大后，启动阀控，增大调节汽门（或导水翼）的开度，增加进汽（水）量，以达到调整原动机的输入功率，调节发电机转速的目的。,电力系统频率及有功功率调节引起频率变化负荷的种类,电力系统频率及有功功率调节频率调节的分类,电力系统频率变化,发电机转速发生变化,是否超过转速死区,否,是,调速器不动作,调速器动作,改变原动机阀门位置，调整原动机功率,系统频率下降，阀门开度增大，增加原动机功率,系统频率上升，阀门开度减少，减少原动机功率,电力系统频率变化,发电机组频率调节器、协调控制系统,移动发电机组频率特性曲线,改变机组有功功率与负荷变化相平衡,频率恢复,调节系统频率,发电机组有功功率经济分配。 对实际负荷变化作出反应；根据预计的负荷变化，对发电机组有功功率作出安排。,电力系统频率及有功功率调节一、二次调频的区别,电力系统的频率特性 发电机组的功率频率特性与负荷的功率频率特性曲线的交点就是电力系统频率的稳定运行点。,a点：（fe，PL），系统初始的稳定运行点。 b点：负荷增加PL，负荷静态频率特性变为PL1，无调速器，频率稳定值下降到f3，取用功率仍然为原来的PL值 。 c点：调速器一次调节，增加机组的输入功率PT。频率稳定在f2。 d点：调频器二次调节，移动发电机组频率特性曲线，增加机组的输入功率PT，频率稳定在fe 。,一次调频性能指标、考核指标,一次调频火电机组对一次调频的迅速反应,整个波动过程仅持续28秒，分别从低限和高限两次超出一次调频动作死区，极大的考验了机组一次调频性能。 广东电网中红海湾、柘林厂、铜鼓厂等机组的动作曲线很好的跟踪了这样的频率变化过程，在极短时间能够内做到低频增加负荷，高频时减负荷。 典型动作曲线如红海湾厂#2机与柘林厂#2机的一次调频曲线。这两台机组在系统频率低于49.967Hz后，约5-6秒内，出力均增加约8MW；在系统频率回升达到50.06Hz这一过程，两台机组出力在7-8秒内回调约13-14MW 。,一次调频动作实例（广东电网）：,一次调频发电机组一次调频的管理,华中电网六省（市）电力调度机构,本省（市）直调机组的一次调频运行统计报表及分析报告。,每月十日报送,网调,全网所有参加考核机组一次调频运行考核报告,汇总报表,汇总报表，计算当月应预付金额、应返回金额和应奖罚金额,每月15日前,三公”调度信息披露网站上披露,每月19日前提交,国家电力监管委员会华中监管局（以下简称华中电监局）,每月25日前审批，审批后，考核效果生效,一次调频参与者、职责说明图。 参考： 华中电网发电机组一次调频运行考核管理办法（试行）,本办法自2006年7月1日起试行。,参与者主要有： 发电机组、省调、网调、电监会 发电机组包括华中电力调度（交易）中心（以下简称网调）以及湖北、河南、湖南、江西、四川和重庆电力调度机构（以下简称六省（市）调）直调机组。 管理规定的制定： 根据电力监管条例和关于印发发电厂并网运行管理意见的通知（电监市场200323号）等有关法规和规章，制定本办法。,AGC调节基本概念,定义： 电力系统频率和有功功率自动控制系统称为自动发电控制（AGC为Automation Generator Control 缩写) 。通常指的是电网调度中心直接通过机组DCS控制系统实现自动增、减机组目标负荷指令的功能。是目前机组的一种基本功能。是实现二次调频的手段。,目标： 维持电网频率在允许误差范围之内。 控制互联电网净交换功率按计划值运行。 控制互联电网交换电能量在计划限值之内 。 在满足电网安全约束条件、电网频率和对外净交换功率计划的前提下，协调参与遥调的发电厂（机组）的出力按最优经济分配原则运行，使电网获得最大的效益。,AGC调节区域划分： 死区（dead） 置区域总调节功率为零，即分配给所有AGC机组的调节功率为零。 正常调节区 （normal） 不考虑AGC机组目标出力的方向，直接下发机组的目标出力。 次紧急调节区（assistant emergency） 也称紧急辅助调节区，进行调节功率的允许测试。在给机组下发控制命令时，要对调节功率是否允许这一命令的下发进行测试。如果机组目标出力的方向与调节功率的方向不一致，暂不下发 。 紧急调节区（ emergency ） 执行紧急控制策略：所有AGC机组，不考虑机组经济性出力分配原则，只要能够承担调节功率，都以当前实际出力为基本功率，并按实际响应速度的比例承担区域总调节功率。,死区 正常调节区 次紧急调节区 紧急调节区,0 PD PA PE PR(MW),AGC调节AGC控制过程,AGC是一种高层控制技术手段，其建立基础： 以计算机为核心的数据采集与监控系统（SCADA） 发电机组协调控制系统（CCS） 高可靠信息传输系统基础 通过遥测输入环节、计算机处理环节和遥控输出环节构成电力生产过程的远程闭环控制系统。 涉及到调度中心计算机系统、通道、RTU、厂站计算机、调功装置和电力系统等。 自动发电控制（AGC）主站系统，又称能量管理系统（EMS），是一个功能复杂的计算机系统（其中包括SCADA）。,电厂,数据采集与监控SCADA,自动发电控制 AGC,其他量测量,机组量测量,控制命令,控制命令,实时量测量,实时网络分析,灵敏度,机组计划,实时量测量,AGC控制过程： 首先，AGC从SCADA获取电网实时量测数据，并进进行必要的处理。 然后，根据实时量测数据和当时的各种计划值,在考虑机组各项约束的同时计算出对机组的控制命令。 最后，通过SCADA将控制命令送到各电厂的控制器PLC (Plant Controller), 由PLC调节机组的有功出力。对于调度端来说，PLC是AGC的一个控制对象；对于电厂端来说，PLC是一个物理的控制装置。,AGC调节考核参数（南方电网）,