Баланс мощности Необходимость регулирования частоты

Баланс мощности

Необходимость регулирования частоты Увеличение потерь Р = k*fª Снижение f мощности и напряжения. Снижение Лавина частоты производительности механизмов собственных нужд электростанций. Снижение напряжения в сети. напряжения Снижение мощности агрегатов. Лавина Увеличение дефицита Увеличение дефицита активной мощности. реактивной мощности ГОСТ 13109 -97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» . Отклонение частоты. Допустимое 0. 2 Гц. Предельно допустимое 0. 4 Гц.

• Первичное регулирование – процесс изменения активной мощности энергоблоков под воздействием систем первичного регулирования энергоблока, вызванного изменением частоты • Система первичного регулирования энергоблока – совокупность устройств автоматического управления мощностью турбины и производительности котла (для тепловых блоков), обеспечивающих требуемое изменение мощности энергоблока при изменении частоты электрического тока • Резерв первичного регулирования (первичный резерв) – максимальное значение первичной мощности, которое может выдать энергоблок при понижении (резерв на загрузку) либо повышении (резерв на разгрузку) частоты • Первичная мощность – значение изменения активной мощности энергоблока в процессе первичного регулирования

• Вторичное регулирование – процесс изменения активной мощности энергоблоков под воздействием централизованной системы автоматического регулирования частоты и мощности (ЦС АРЧМ) или оперативно по команде диспетчера для целей компенсации в энергосистеме возникающих небалансов мощности, ликвидации перегрузки связей и т. д. • Резерв вторичного регулирования (вторичный резерв) – значение максимально возможного изменения активной мощности энергоблока по команде от центрального регулятора на загрузку или разгрузку

Основная статическая характеристика первичного регулирования ΔРмакс ΔРп Δfр ±Δf 0 –ΔРп

где Δfр – расчетное отклонение частоты от номинальной, (Гц); fном – номинальная частота 50, 00 Гц; ΔРп – выдаваемая энергоблоком первичная мощность, (МВт); Рном – номинальная мощность энергоблока, (МВт).

Статическая характеристика первичного регулирования для разных величин мертвой полосы 2 1 ΔРп = ± 40% 5% S = 5% 1. ±Δf 0 = ± 20 м. Гц 2. ±Δf 0 = ± 40 м. Гц 20 40 145 165 -165 -145 -40 -20 Δf [м. Гц] Минимальная мертвая полоса первичного регулирования – 5%

Статическая характеристика первичного регулирования для разных величин статизма 2 1 ΔРп = ± 5% 5% 1. S = 4% 2. S = 6% ±Δf 0 = ± 20 м. Гц 20 170 -170 -120 -20 Δf [м. Гц] – 5%

Требования к динамике первичного регулирования энергоблока в пределах нормального резерва ΔРп 100% 50% 10 сек t 30 сек

Первичное регулирование частоты f регулирующий эффект нагрузки Первичное регулирование f 0 Δfуст Δfмакс 0 5 10 15 20 секунды По мере нарастания отклонения частоты начинает сказываться регулирующий эффект нагрузки (саморазгрузка). При отсутствии электростанций, участвующих в первичном нечувствительности, люфтов в дойти до С определенной задержкой, обусловленной наличием зоны регулировании частота может системе Скорость изменения частоты падает и процесс продолжается по экспоненциальному закону. (избытка) и начале скорость снижения частоты определяется величиной относительного дефицита Если не Врегулирования, инерционности сервопривода и паровых объемов уровня, определяемого статической характеристикой потребителейначинает сказываться действие вмешательство механической инерциистороны системы регулированияот регулирующего эффекта(постоянная постоянной в скоростиреакции сотурбоагрегатов. Электростанции подключаются к участию в При отсутствии регулирование электростанций, то постоянная времениэтого процесса первичное котла или реактора, электростанции регуляторов вращения энергообъединения и не зависит времени (кроме ГЭС и энергосистемы) составила бы: мощности компенсируется изменением запаса нерегулируемой ГТУ) начнут из-за израсходования инерционных запасов пара котлоагрегатов потребителей и электростанций. Изменение балансаустановившийся режим характеризуется ожиданием первичном регулировании. Снижение частоты замедляется, приостанавливается и частота начинает На четвертом этапе первичного регулирования Tj кинетической энергии вращающихся масс в электростанции выдадут требуемуюили смогут удержать даже уменьшать выдаваемую первичную мощность и в большинстве случаев не повышаться. Этот этап закончиться, когда процессе измененияпервопричины, первичную мощность. начала восстановления частоты вследствие самоустранения их скорости вращения. вследствие действия τ = df ------- [сек] исходную мощность, что еще более усугубит отклонение частоты Доли участия ном ∆P/Рг регулирования. Таким образом условиях пропорциональны их регулирующим вторичного потребителей и электростанций в этихзадача первичного регулирования вплоть до ---Po * Кп = --------частоты удерживать устойчивую выдачу первичной мощности, соответствующую нормализации f 0 [Гц/с] эффектам. Рг ном dt текущему 1 Tj ∆Р отклонению частоты. Установившееся отклонение частоты, к которому стремиться процесс до проявления реакции электростанций: ∆f уст. = - --- fо ---- [Гц] 1 ∆Р Кс Рг ном ∆f уст. нр. = ---- fo ------ [Гц] Кп Ро

Принципиальная схема центробежного регулятора частоты вращения с жесткой обратной связью 1 B∞ A 0 C 0 , C∞ B 0 , B' A∞ A' М C' N 0, N∞ 4 5 Д МИЧВ N' 2 3 ~ Т Давление Слив

Структурная схема унифицированной системы группового регулирования активной мощности ГЭС Pнn Pn ЗМС + + + Pг, 1 Σ ΣPг Σ } ΔPc Pг, n УД } ΔPг ΔPf ЧК f ДЧ f + + fуст s% Σ БЧК ΔPг, f БВ БН ЦР К ИНТ Pmax БВ БН Pmin + + Σ Pг, з АУ 1 (РЧВ)

Структурная схема иерархической системы АРЧМ

Режимы работы АРЧМ: • Астатическое регулирование частоты; • Автоматическое регулирование перетоков в сечении; • Автоматическое ограничение перетоков в сечении; • Ручная коррекция мощности регулирующих станций; • Режим возврата (третичное регулирование).

ЦКС ПТК АРЧМ «Станция» САУМ ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЯ (ТИ) : ТЕЛЕСИГНАЛЫ (ТС) : • мощность энергоблока • готовность на загрузку (разгрузку) • частотная коррекция • max • плановое задание • min • вторичное задание (ЗВН) • блокировка ЗВН • предварительный централизованный • диапазоны на загрузку и разгрузку • централизованный • время • исправность связи ПТК – САУМ • частота энергоблока • исправность основных (резервных) каналов связи ПТК – ЦКС АРЧМ

ЦКС ПТК АРЧМ «Станция» САУМ ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЯ (ТИ) : ТЕЛЕСИГНАЛЫ (ТС) : • вторичное (внеплановое задание) • команда включения централизованного управления (включение ЗВН) • время • команда отключения централизованного управления (отключение ЗВН)

ЦКС ПТК АРЧМ «Станция» САУМ ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЯ (ТИ) : • мощность энергоблока • плановое задание • вторичное задание (выход ЗВН) • частотная коррекция • диапазон на загрузку • диапазон на разгрузку • частота энергоблока

Типовая схема организации сбора данных мониторинга фактического участия энергоблоков в нормированном первичном и автоматическом вторичном регулировании частоты