发电机组频率特性分析与机网协调策略研究

随着电网大容量机组的接入和电网规模的扩大,以及跨区域互联电网的形成,各区域电网与机组之间的相互作用关系越来越紧密,使电网变复杂,系统频率特性也变得更复杂,系统频率稳定性易受影响,不利于电网稳定运行。为了使系统在日益复杂的电网环境下能够有效地对频率进行稳定控制,系统的调频能力需要进一步提高。因此有必要对发电机组和系统频率特性进行深入研究,从而为改善系统调频性能提供依据。目前,发电机组频率特性的研究主要集中在机组调速系统参数的影响分析上,忽略了CCS、锅炉、汽轮机等动态环节对机组频率特性的影响,限制了机组频率特性,使机组没有充分发挥调频作用,不利于机组频率特性的改善,影响了电网频率的稳定。本文在经典机组模型的基础上,对发电机组设备进行了精确建模,考虑了CCS协调控制系统、锅炉、汽轮机以及OPC超速保护控制等装置的频率动态模型,并仿真分析了这些环节的参数和控制策略的改变对发电机组频率特性的影响,得到了调速系统参数、CCS调频控制方式、汽轮机和锅炉动态特性与发电机组频率特性的关系。本文突破以往分析机组调速系统的调频参数和控制策略对电力系统频率特性影响的研究内容,提出了机组侧的调速系统、OPC超速保护和电网侧的负荷扰动以及低频减载等方面对电力系统频率特性的影响,且对机组侧与电网侧之间的协调配合对于电网频率稳定的影响进行了分析,并给出了改善系统频率特性的机网协调控制策略。最后,本文以广东三水电网为实例,对不同故障下的电网频率稳定性进行了仿真分析,结合前文的分析和研究,提出了相应的机网协调控制策略,验证了控制策略的有效性。