汽轮发电机组的次调频及其对电网稳定性的影响西安.ppt

西安交通大学 戴义平教授 YPDAI@MAIL.XJTU.EDU.CN2010年8月31日 ;主要内容;1、汽轮机调节系统的基本特性 固有调节特性 电网运行的要求： a、电压与电网一致 b、功率与外界负荷一致 c、频率与电网一致 ; 现代电力系统在正常运行情况下，频率对额定值的偏离程度一般不超过±0.05～0.15Hz，相对误差为0.1%～0.3%。电力系统内任何两点电压可以不完全相等，但对频率任何两点是完全相同的，如果不同，则会处于“失步”状态，系统就会出现振荡。这是正常运行所不允许的。 没有调节系统参与调节时，汽轮发电机组平衡运行时的特性称为固有调节特性。如图1所示。 ;; 负载的静态特性线变化为B’-B’线，原动机调节系统不工作，功率不变，A-A与B’-B’的交点就是新的平衡运行点。 当外界负载连续变化时，负载特性与原动机特性的交点构成的连线就是原动机的特性线。这就是调节系统不工作时，机组的平衡运行特性，也称为固有调节特性。 从固有调节特性可见： 1、在外界负荷变化时，机组能够从一个平衡工况过渡到另外一个平衡工况； 2、在外界负荷(负载)变化时，机组的转速(电网的频率)将发生很大的变化，其变化的大小与负载的性质有关（感性、阻性）。 3、没有调节系统参与工作时，不能满足发电的要求，不能维持电网频率的稳定。;固有特性的调整 原动机没有调节系统参与工作时的静态特性不能满足发电的要求，因此必须具有调节系统参与工作。 根据汽轮机的特性，机组的功率为：;常规的汽轮机中，有各种调节方法,包括： 喷嘴调节(顺序阀调节) 节流调节(单阀调节) 滑压调节(滑压运行)等 喷嘴调节时，主要改变机组的进汽流量，焓降也有变化；节流调节时主要改变机组的等熵焓降，流量也有变化；而滑压调节时，通过改变机组进汽压力，改变进汽流量来实现负荷控制。 喷嘴调节具有较高的部分负荷运行效率，但各级温度变化比较大，热应力和寿命损耗相对较大；而节流调节在额定负荷附近与喷嘴调节相当，而部分负荷效率较低；滑压运行负荷变化非常缓慢，效率较高，部分负荷时汽轮机各级温度变化很小，对寿命损耗低，给水泵耗功可以减少。; 调节系统工作时，负荷减小转速增加，减小调节阀的开度，特性线变为A’-A’，与负载特性线B’-B’的交点变化为O’。当负载连续变化，调节系统连续工作时，负载特性与原动机特性的交点连线为O-O’，即为改变了的固有特性。 转速变化为Δn’，明显减少，以满足运行的要求。;;机组的静态特性 横坐标为功率，纵坐标为转速，平衡运行工况下机组调节系统工作后的特性称为调节系统的静态特性。 调速不等率 机组空载转速与满载转速之差与平均转速之比称为调节系统的调速不等率，一般用额定转速代替平均转速。;静态特性的合理形状 并列运行机组，一般希望空载附近不等率比较大，同样转速变化，阀门开度变化小，更易控制机组的转速，方便并网。在满载附近，不等率设计的比较大，机组负荷稳定，效率较高，但是将使得机组满足负荷变化的适应能力降低。;系统的不灵敏度 调节系统中存在摩擦与间隙、滑阀重叠、死区，使得机组在转速变化时，调节系统没有发生响应，阀门开度不变，转速与功率之间的关系受到破坏，如图6所示。反映其破坏的指标，称为系统的不灵敏度。;不灵敏度的影响 单机运行，功率与负载一致，只在ε范围内破坏转速的对应关系； 并列运行，所有机组的转速一定，因此，对应于Δn的转速变化，有ΔN的机组功率变化。若机组的不等率为δ，则功率变化不确定范围为：;;并列运行对静态特性的要求 第一台机组的功率变化为ΔN1，第二台机组的功率变化为ΔN2，由于功率与外界负载一致，因此有： ΔN＝ ΔN 1 ＋ ΔN 2 由于δ1> δ2，同样转速变化条件下，第一台机组功率变化的百分数将小于第二台机组功率变化的百分数，即： ΔN 2 > ΔN 1 由于所有机组的调节系统都参与调节，改变机组的功率，阻止了电网的频率(机组转速) 的变化。;并列运行对静态特性的要求 结论： 1、所有并列运行机组在电网频率变化时，承担一定的负荷变化，各机组负荷变化量之和等于电网总的负荷变化量； 2 、调速不等率越大，电网负荷变化时承担的功率变化量越小；调速不等率越小，承担的功率变化量越大；有可能使得δ小的机组寿