火电机组一次调频能力在线预测及提升关键技术与应用

科技成果来源：河南科技成果库;
地区：河南
成果名称：火电机组一次调频能力在线预测及提升关键技术与应用
成果类型：应用技术
技术领域：工程和技术研究与试验发展
成果完成单位：国网河南省电力公司电力科学研究院1;润电能源科学技术有限公司2;国网河南省电力公司安阳供电公司3;河南恩湃高科集团有限公司4;华北水利水电大学5;
成果完成人：梁正玉1;唐耀华1;朱峰4;李文启;张洋5;张广涛2;李炳楠2;贺勇1;段松涛2;郝涛2;
成果简介： 项目属于常规电源网源协调技术领域。 采用特高压输电实现西电东送、南北互供，并充分挖掘本地风电、光伏等清洁能源潜力，是破解中国能源供给与环境保护困局的必然选择。然而，特高压“强直弱交”的运行环境以及清洁能源间歇性、波动性强的特征，致使电网运行特性恶化，对网频稳定控制带来严峻挑战，增加了发生类似华东电网“9.19”频率扰动事故的风险。火电机组在中国电力生产中居于主导地位，充分发挥其调节性强、可控性高的优点，增强一次调频能力，提升对电网有功支撑水平，是保障电网运行安全的关键途径。 项目以提高火电机组对电网安全运行的支撑能力为目标，围绕汽机调速系统模型、一次调频能力预测技术、调频能力提升策略三部分内容开展了研究及应用工作。 1.火电机组调速系统模型是开展一次调频能力预测和优化提升的关键技术。项目从机理分析的角度首次提出基于Taylor级数一阶拟合的综合阀位指令、主汽压-调门流量改进模型，在此基础上融合关键参数动态特性，建立精细化调速系统模型，实现宽广运行范围内调速系统动态特性的模拟，与经典模型相比仿真精度提高约7%，为调频能力预测、提升奠定了模型基础。 2.实时掌握火电机组一次调频能力，对于优化电网运行方式，保障电网运行安全具有积极作用。项目提出了融合精细化调速系统模型、锅炉蓄热模型、协调控制模型的火电机组一次调频综合模型，研发了一次调频能力在线预测平台，首次实现了针对网频大扰动的调频能力在线预测，有效提升电网优化运行水平，显著增强系统抵御事故风险能力。 3.火电机组一次调频功能是维护系统功率平衡和电网频率稳定的基础。针对火电机组一次调频能力相对不足问题，项目提出了基于网频数据和小波分析的频率大扰动判别方法，能够快速识别故障后发生的频率大扰动事件；创新性提出了融合常规一次调频控制与凝结水节流调频的新型优化控制技术，研发了机组一次调频优化控制平台，实现数十家电厂应用，显著增强机组一次调频能力，大幅提升电网有效调频功率，有力保障电网运行安全。 主要技术经济指标：(1)首次提出基于Taylor级数一阶拟合的火电机组阀位指令、主汽压-调门流量加和模型；(2)首次实现对典型电网频率大扰动下火电机组在数十秒过程中调频能力的准确动态预测；(3)有效提升机组一次调频能力，一次调频合格率由30%提高到80%。 项目成果广泛应用于河南、湖北等省的华能沁北、湖北汉川等35家电厂，以及河南电力调控中心等电网企业，应用评价高，经济环保效益显著，为促进一次调频能力提升、保障电网安全稳定运行提供关键技术支撑。 获得发明专利授权6项，软件著作权1项，发表论文7篇(SCI2篇，EI1篇)。在取得7250.6万元直接经济效益的同时也获得显显著的环境和社会效益，有力提升中国网源协调技术水平，助力“美丽中国”建设。
成果登记/公布年份：2018年
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