水电机组一次调频性能分析及试验研究

【摘要】： 频率是电力系统运行的重要参数,其稳定度反映着电能质量的优劣,它不仅关系到电网的安全、经济运行,而且直接影响着用电设备能否正常工作、产品质量的高低。电力系统一次调频在电网突发大负荷变化时能够起到快速地提供有功功率支援,减少二次调频的动作、稳定电网频率的作用。我国具有丰富的水力资源,水电机组占电力系统容量的四分之一,对电力系统有很重要的作用。而目前许多水电机组的一次调频性能较差,甚至是没有一次调频功能,所以有必要通过现场试验来校核机组一次调频参数,优化机组一次调频性能指标。 目前水电机组一次调频试验还不成熟,关于一次调频方面的资料与规定几乎都是对火电机组而言的,很少涉及水电机组一次调频的内容,相关的试验导则正在酝酿当中,至今还没有统一的试验方法,并且缺少完善的试验设备。本文通过分析水电机组一次调频功能的实现方式,得出其性能与调速器调节参数之间的关系;结合仿真试验得出水流惯性时间和主接力器动作速度对水电机组一次调频性能的影响;在详尽分析水电机组一次调频的作用要求、以及现行水电机组一次调频试验方法、考核指标的基础上,利用Matlab自行开发的水电机组一次调频测试系统完成了G水电厂机组的一次调频现场试验。 通过对试验数据的分析,得出在技术要求指标中应加入对调速器测频部分的要求,并且以频率阶跃试验考核水电机组一次调频动态响应指标时还应规定频率阶跃的大小和方向。可以为水电机组一次调频试验导则的制定和技术要求指标的完善提供一定的参考。 【关键词】：水电机组 一次调频 试验 调速器 Matlab
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TV734
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-15
• 1.1 引言7-10
• 1.1.1 水力资源及水力发电7-8
• 1.1.2 水电站在电力系统中的作用8
• 1.1.3 电力系统频率和有功功率的控制8-10
• 1.2 一次调频的相关技术要求10-12
• 1.3 水电机组一次调频及其试验的现状12-13
• 1.4 本文的主要目的和内容13-15
• 1.4.1 本文的主要目的13
• 1.4.2 本文的主要内容13-15
• 2 水电机组一次调频15-23
• 2.1 发电机组一次调频15-16
• 2.2 发电机组二次调频16
• 2.3 发电机组一次调频功能的实现16-19
• 2.3.1 火电机组一次调频功能的实现16-18
• 2.3.2 水电机组一次调频功能的实现18
• 2.3.3 水电机组一次调频与监控系统的协调18-19
• 2.4 水轮机调速系统对一次调频的影响19-23
• 2.4.1 永态转差系数b_p20
• 2.4.2 人工频率死区E_f20-21
• 2.4.3 人工开度死区E_y21-22
• 2.4.4 PID调节参数22-23
• 3 水电机组一次调频试验23-33
• 3.1 试验方法23-25
• 3.1.1 静态参数校验23-24
• 3.1.2 动态响应考核24-25
• 3.2 试验设备25-26
• 3.2.1 数据采集25
• 3.2.2 频率信号发生25-26
• 3.3 Matlab试验测试程序26-33
• 3.3.1 基于xPC目标的试验测试26-28
• 3.3.2 基于实时视窗目标的试验测试28-29
• 3.3.3 基于GUI下ActiveX控件的试验测试29-33
• 4 G水电厂一次调频试验33-43
• 4.1 G水电厂基本资料33-35
• 4.2 现场试验35
• 4.3 试验数据计算分析35-42
• 4.3.1 主接调整量与功率调整量37-38
• 4.3.2 调节时间38-40
• 4.3.3 人工开度死区对调整量的影响40-41
• 4.3.4 功率反调41-42
• 4.4 小结42-43
• 5 水电机组一次调频仿真43-57
• 5.1 电力系统仿真简介43-44
• 5.1.1 仿真简介43
• 5.1.2 仿真软件43-44
• 5.2 水轮机数学模型44-47
• 5.2.1 线性数学模型44-45
• 5.2.2 非线性数学模型45-47
• 5.3 调速系统数学模型47-49
• 5.4 一次调频开环仿真49
• 5.5 一次调频闭环仿真49-53
• 5.6 一次调频性能仿真53-57
• 5.6.1 人工开度死区对一次调频性能的影响53-54
• 5.6.2 功率反调的影响因素54-57
• 6 结论与展望57-59
• 6.1 论文主要成果57
• 6.2 下一步工作及展望57-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-63
• 附录63
• 一 论文发表情况63

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