网源协调下的燃气机组AGC可调范围动态管控研究.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2023 年 12 月 22 日 作者简介:卢宏建(1977),男,汉族,浙江永康人,本科,浙江浙能金华燃机发电有限责任公司,工程师,研究方向为能源工程。-66-网源协调下的燃气机组 AGC 可调范围动态管控研究 卢宏建 施 凯 骆涧平 浙江浙能金华燃机发电有限责任公司,浙江 金华 310025 摘要:摘要:燃气机组是中心城市首选的燃煤发电机组替代技术,但国内大型电站燃气轮机技术应用时间短、经验欠丰富,有一系列的控制问题迫切需要解决。网源协调下的燃气机组 AGC(Automatic Generation Control)是电力系统中的重要组成部分,可通过
2、调整其输出功率来维持系统频率和电压的稳定。本研究旨在研究燃气机组 AGC 的可调范围动态管控方法,以优化其响应速度和稳定性。关键词:关键词:网源协调;燃气机组 AGC;可调范围;动态管控 中图分类号:中图分类号:TP391 0 引言 燃气机组 AGC 可调范围动态管控研究的目标是提高电力系统的稳定性和可靠性,实现电力供需平衡和频率稳定。通过合理的可调范围管理和动态管控策略,可以使燃气机组更好地适应系统需求,并提供稳定的电力供应。这对于电力系统的运行和规划具有重要意义。1 概述 网源协调下的燃气机组 AGC 可调范围动态管控研究是指在电力系统中,通过对燃气机组的自动发电控制(Automatic
3、Generation Control,简称 AGC)进行研究,实现对燃气机组的可调范围进行动态管控的研究。AGC 是电力系统中的一种自动控制技术,用于维持电力系统的频率稳定。在电力系统中,供电需求和发电能力需要保持平衡,以维持电力系统的频率在合理范围内。燃气机组是电力系统中的一种常见的发电设备,具有灵活性和快速响应的特点,可以根据系统需求进行调整。网源协调是指电力系统中各种发电源的协调运行,以实现电力供需平衡和频率稳定,在燃气机组 AGC 可调范围动态管控研究中,需要考虑燃气机组与其他发电源的协调运行,以确保系统的稳定运行。燃气机组的可调范围是指其在运行中可以调整的发电功率范围,燃气机组的可调
4、范围管理研究旨在确定燃气机组在不同运行状态下的可调范围,并制定相应的控制策略,以保证系统的频率稳定和电力供需平衡。动态管控策略是指根据系统需求和运行状态,通过控制燃气机组的发电功率,实现对电力系统频率的调节,动态管控策略可以根据实时的系统频率和负荷需求,自动调整燃气机组的发电功率,以实现系统的频率稳定和电力供需平衡。2 网源协调下的燃气机组 AGC 可调范围动态管控分析 2.1 工程概况 浙江浙能常山天然气发电有限公司#1 机组,由一台 M701F4(G324A)型燃气轮机、一台 NG-M701F4-R 型余热锅炉、一台 TC2F-35.4 型蒸汽轮机和一台QFR-480-2-21.5 型发电
5、机组组成。机组控制系统由DCS 系统(Ovation)和随机岛主设备配供的透平控制系统 TCS、过程控制系统 PCS、透平保护系统 TPS、透平监视系统 TSI 组成。在机组设备正常条件下,AGC的性能几乎完全由各闭环控制系统性能决定。浙江常山燃机#1 机组采用 DCS/CCS 共同控制的控制策略,当AGC 功能投入时,AGC 负荷指令先送至电气 RTU/AGC控制屏,DCS 接收 AI 信号后,进行速率限制等功能,对负荷信号进行处理,再通过 AO 卡输出。2.2 可调范围管理 网源协调下的燃气机组 AGC 可调范围管理的内容主要包括确定燃气机组的可调范以及制定相应的控制策略。相关工作人员需要
6、分析燃气机组的技术特性,包括最小稳定输出功率、最大输出功率、最小启动功率、最大切除功率等,这些技术特性将决定燃气机组中国科技期刊数据库 工业 A-67-的可调范围。还需要考虑燃气机组的运行限制,包括机组的启停时间、负荷变化速率限制、燃料供给限制等,这些限制将影响燃气机组的可调范围。与此同时,相关工作人员需要根据电力系统的需求,确定燃气机组在不同运行状态下的可调范围,系统需求包括频率调节需求、负荷调节需求、备用容量需求等,并根据技术特性、运行限制和系统需求,将燃气机组的可调范围划分为不同的区域,通常可以划分为最小调节范围、经济调节范围和最大调节范围。相关工作人员还要针对不同的可调范围区域,制定相
7、应的控制策略。比如,在最小调节范围内,可以采用快速启停策略;在经济调节范围内,可以采用基于频率偏差的 PID 控制策略;在最大调节范围内,可以采用基于经济指标的优化控制策略,进行模拟和实际运行验证,对可调范围管理策略进行调整和优化。根据实际运行情况和系统需求的变化,及时更新控制策略。网源协调下的燃气机组 AGC 可调范围管理的目标是确保燃气机组在不同运行状态下能够灵活调节发电功率,满足电力系统的频率调节和负荷调节需求。同时,还要考虑燃气机组的运行限制和经济性,以提高系统的稳定性和经济性。2.3 动态管控策略 2.3.1 频率调节 根据电力系统的频率变化情况,燃气机组 AGC 系统可以实时监测频
8、率偏差,并根据预设的频率调节速度,调整燃气机组的输出功率。当频率偏差超出一定范围时,燃气机组将启动或停机,以实现频率的稳定调节。具体步骤如下:燃气机组 AGC 系统通过接收电力系统的频率信号,实时监测频率的变化情况。频率偏差是指实际频率与额定频率(通常为 50Hz 或 60Hz)之间的差值。根据电力系统的要求和燃气机组的动态特性,设置合理的频率调节速度。频率调节速度是指燃气机组每秒钟调整输出功率的变化量,通常以百分比或瓦特为单位。根据频率偏差的正负值,判断电力系统的负荷相对于供应的情况。当频率偏差为正值时,表示负荷大于供应,需要增加燃气机组的输出功率;当频率偏差为负值时,表示负荷小于供应,需要
9、减少燃气机组的输出功率。根据频率调节速度和频率偏差的方向,燃气机组 AGC 系统逐步调整燃气机组的输出功率。如果频率偏差为正值,燃气机组将逐步增加输出功率;如果频率偏差为负值,燃气机组将逐步减少输出功率。调整的速度和幅度可以根据实际情况进行调整。燃气机组 AGC 系统不断监测频率偏差并调整输出功率,直到频率偏差接近或等于零,实现频率的稳定调节。频率调节速度和燃气机组的响应速度将影响到频率的稳定性,需要进行合理的参数调整和系统优化。2.3.2 负荷调节策略 根据电力系统的负荷变化情况,燃气机组 AGC 系统可以实时监测负荷需求,并根据预设的负荷调节速度,调整燃气机组的输出功率。当负荷需求增加时,
10、燃气机组将逐步增加输出功率,反之则逐步减少输出功率,以实现负荷的平稳调节。相关工作人员根据电力系统的要求和燃气机组的动态特性,设置合理的负荷调节速度,负荷调节速度是指燃气机组每秒钟调整输出功率的变化量,通常以百分比或瓦特为单位。根据负荷变化的正负值,判断电力系统的负荷增长或减少的情况。当负荷变化为正值时,表示负荷增加,需要增加燃气机组的输出功率;当负荷变化为负值时,表示负荷减少,需要减少燃气机组的输出功率。根据负荷调节速度和负荷变化的方向,燃气机组 AGC 系统逐步调整燃气机组的输出功率。如果负荷变化为正值,燃气机组将逐步增加输出功率;如果负荷变化为负值,燃气机组将逐步减少输出功率。调整的速度
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