频率及ACE标准介绍ppt课件.ppt

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1、频率及ACE调整,.,第2页,目 录,为什么要控制电网频率华北电网互联概况及频率和联络线的调整方式京津唐电网装机和负荷特点 华北电网频率调整要求调频与调ACE简要区别 ACE及A1、A2标准介绍CPS1、CPS2标准 电网频率异常的处理,.,第3页,III-1,谐波分量,电能质量,频率,电压,电能质量,本次培训内容,.,第4页,为什么严格控制电网频率频率对用户的影响,频率不稳定，后果很严重呦,.,第5页,为什么严格控制电网频率频率对电力系统的影响,频率低，降低发电机组效率，严重时可能引发系统频率崩溃或电压崩溃。汽轮机在低频下运行时容易产生叶片共振，疲劳损伤、断裂。处于低频电力系统中的异步电动机

2、和变压器其主磁通会增加，励磁电流随之加大，系统所需无功功率大为增加，导致系统电压下降。无功补偿用的电容器的补偿容量与频率成正比。频率偏差大使感应式电能表的计量误差加大。,频率不稳定，后果很严重呦,.,第6页,为什么要控制电网频率华北电网互联概况及频率和联络线的调整方式京津唐电网装机和负荷特点 华北电网频率调整要求调频与调ACE简要区别 ACE及A1、A2标准介绍CPS1、CPS2标准 电网频率异常的处理,.,第7页,华北电网互联概况,2001年华北电网与东北电网实现互联，2004年华北电网与华中电网实现互联，2005年山东电网与华北电网实现互联，目前华北电网的各个网、省间联络线均采用TBC控制

3、方式，按照A1、A2控制标准进行调整。华北电网由京津唐电网、山西电网、河北南部电网（简称河北南网）、内蒙古西部电网（简称蒙西电网）、山东电网组成，总装机容量已达1亿千瓦，2006年最大负荷达到10061万千瓦。华北电网内各个电网互联情况：蒙西电网、山西电网、河北南网与京津唐电网互联，山西电网、山东电网与河北电网互联。,.,第8页,京津唐电网,蒙西电网,山西电网,山东电网,河北南网,东北电网,华中电网,华北电网,华北电网联网示意图,锦界电厂,.,第9页,地理接线示意图,.,第10页,华北电网频率和联络线的调整方式,FFC（Flat Frequency Control）：定频率调整方式FTC（Fl

4、at Tie-Line Control）：定联络线潮流调整方式TBC （Tie-Line Load Frequency Bias Control）：区域网间联络线功率及频率偏差调整方式,华北电网的网间联络线和网内的省网间联络线均是按照TBC方式A1、A2标准进行调整，由于华北网调兼任京津唐中调，华北电网的网间联络线调整实际是由京津唐电网负责，华北电网的其它各省网负责其本省网的联络线调整。,频率和联络线调整方式,华北电网频率和联络线的调整方式,.,第11页,为什么要控制电网频率华北电网互联概况及频率和联络线的调整方式京津唐电网装机和负荷特点 华北电网频率调整要求调频与调ACE简要区别 ACE及A

5、1、A2标准介绍CPS1、CPS2标准 电网频率异常的处理,.,第12页,京津唐电网装机和负荷特点,截至2006年底，京津唐电网直调装机容量30976MW，其中火电29756MW，水电1220MW。水火电比例，水电3.94，火电96.06。京津唐电网主要以火电为主进行调频调峰，以水电为辅。,装机,.,第13页,京津唐电网装机和负荷特点,以接于500KV电网的600MW机组为调频、调峰的主力。原因： 600MW速度快，调峰达到50 部分机组供热期间基本不能调整，速度慢 电网结构造成部分220KV电网受电大，机组不足，调整受限,京津唐电网调频调峰的主力,.,第14页,京津唐电网的负荷特性,华北电网

6、以京津唐电网为网架核心，华北电网的负荷中心在京津唐电网。华北电网最大负荷基本呈现夏季、冬季两个峰。京津唐地区负荷中心在北京。,日负荷曲线一般是驼峰形状受节假日影响大 受季节天气影响大峰谷差大,京津唐负荷特点,.,第15页,负荷曲线：驼峰形状,一天之中有两个高峰，早峰一般在11:30左右，晚峰一般在17:0021:00,夏季时间晚，冬季时间早，低谷在凌晨3:004:00。,.,第16页,节日负荷曲线：除夕,京津唐负荷日曲线:2007-02-17;,.,第17页,节日负荷曲线：初一,京津唐负荷日曲线:2007-02-18;,.,第18页,周末与工作日负荷对比,京津唐负荷日曲线:2007-04-14

7、; 2007-04-15; 2007-04-16;,.,第19页,京津唐电网的负荷特性,受季节天气影响大,.,第20页,京津唐电网的负荷特性,峰谷差大：电网调峰压力较大。,19992006年最大负荷及最大峰谷差,.,第21页,峰谷差大的原因,经济的增长与电力负荷的增长有着一定的正比例关系，尤其是根据国外有关资料统计，峰谷差与经济的发达程度存在一定的正相关性。改革开放以来我国经济形势逐年好转，经济发达程度逐步与发达国家靠近，因此国民经济发展造成了峰谷差绝对数额的增大，而且随着经济的不断发展，峰谷差正在逐年加大。,经济增长是峰谷差加大主要原因,.,第22页,京津唐,内蒙,负荷曲线对比,.,第23页

8、,北京,唐山,负荷曲线对比,.,第24页,近几年，华北地区夏季持续出现高温闷热天气，居民空调拥有量猛增，给电网带来的压力是夏季晚高峰时段空调集中开启，负荷增长迅速，消耗了电网大部分旋转备用容量，造成电网开机容量吃紧；低谷时段，尤其是早晚温差大时，空调集中停运，使得后夜低谷时段电网开机相对富裕，大多数机组出力降至最低仍不能满足需要，给调整ACE（或调频）任务带来较大压力。,峰谷差大的原因,空调负荷增长迅猛,.,第25页,峰谷差大的原因,在夏季，华北地区持续高温闷热天气，北京地区达40摄氏度高温，90的湿度。这样的气候条件下负荷增幅较大，电网需要增开机组以满足负荷增长需要；如果遇到突然的雷雨天气，

9、使得一些室外作业停工，空调停运，负荷突降，有时电网不得不停运部分机组满足调峰需要；当雨过天晴，地面温度上升，由于空气湿度加大，造成更加闷热，负荷又继续攀升。,天气异常变化造成负荷大起大落,.,第26页,电网调频、调峰压力大,一是高峰时段负荷变化速度快，要兼顾各个省网联络线的波动，如果调整不及时，及容易造成ACE（或者频率）不合格；二是低谷时段旋转备用容量较多，使得机组出力降至最低仍不能满足低谷调峰要求，甚至不得不停将部分机组启停调峰。当大多数机组深度调峰时，机组因为保证稳定燃烧运行不能大幅度调整出力，特别是当调频厂出力降至最低，几乎没有调整裕度时，会造成电网调整容量不足，给电网调整ACE（或频

10、率）增加了难度。,.,第27页,为什么要控制电网频率华北电网互联概况及频率和联络线的调整方式京津唐电网装机和负荷特点 华北电网频率调整要求调频与调ACE简要区别 ACE及A1、A2标准介绍CPS1、CPS2标准 电网频率异常的处理,.,第28页,华北电网频率调整要求,华北电网频率的标准是500.2Hz，正常情况下电网频率按500.1Hz进行控制。 当电网频率超出500.1Hz范围时，责任网应主动调整出力直至频率恢复到正常范围以内。 当某一电网与华北主网解列时，由网调指定该网中调负责解列电网的调频工作，当其运行容量不超过3000兆瓦时，该电网的频率范围不得超过500.5Hz。 当华北电网与与其它

11、区域电网互联时，按照区域网间联络线功率及频率偏差（TBC方式）调整电网频率，由网调负责区域控制偏差（ACE）的调整，各省网按网调确定的调整方式调整本网的ACE值，并接受网调监督 。,.,第29页,为什么要控制电网频率华北电网互联概况及频率和联络线的调整方式京津唐电网装机和负荷特点 华北电网频率调整要求调频与调ACE简要区别 ACE及A1、A2标准介绍CPS1、CPS2标准 电网频率异常的处理,.,第30页,为什么提出ACE？调频与调ACE简要区别,ACE(Area Control Error)及其控制方式是为了在大电网互联情况下，进行频率及网间联络线潮流控制。,为什么提出ACE？,调频与调AC

12、E的简要区别？,.,第31页,为什么要控制电网频率华北电网互联概况及频率和联络线的调整方式京津唐电网装机和负荷特点 华北电网频率调整要求调频与调ACE简要区别 ACE及A1、A2标准介绍CPS1、CPS2标准 电网频率异常的处理,.,第32页,ACE及A1、A2标准介绍,区域控制偏差ACE(Area Control Error)ACE的计算公式为 式中 电网联络线功率交换偏差 电网频率偏差 电网频率偏差系数目前，华北电网、京津唐电网、山西电网、河北电网、内蒙古西部电网、山东电网的频率偏差系数分别为840MW/0.1Hz、280MW/0.1Hz、130MW/0.1Hz、130MW/0.1Hz、8

13、0MW/0.1Hz、260MW/0.1Hz。ACE综合考虑了电网的联络线功率交换偏差和频率偏差，准确的反映出了电网的发电出力与负荷的关系。华北电网ACE等于各个省网ACE之和。,.,第33页,华北电网联络线的调整方式,华北电网的网间联络线和网内的省网间联络线均是按照A1、A2标准进行调整，由于华北网调兼任京津唐中调，华北电网的网间联络线调整实际是由京津唐电网负责，华北电网的其它各省网负责其本省网的联络线调整,什么是A1、A2标准呢？,.,第34页,A1、A2标准,华北电网采用的是每一刻钟做为ACE的一个考核时段，要求：A1：ACE在每个考核时段内必须至少过零一次，即在考核时段之内ACE有正的时

14、段也有负的时段；A2：ACE在考核时段内的算数平均值不超过给定值Ld。Ld是根据电网的容量选择的。目前，华北电网、山西电网、河北南部电网、内蒙古西部电网、山东电网的Ld分别为180MW、90MW、80MW、60MW、100MW。,.,第35页,A1、A2标准的优点,如果电网的频率偏差系数选择合适，ACE只反映本电网内的发电出力与负荷之间的平衡关系，ACE为正值表明发电出力大于负荷，ACE为负值表明发电出力小于负荷，ACE为0表明发电出力等于负荷。当一个电网的发电出力与其负荷不平衡时，只是反映在本电网的ACE上，与其互联的其它电网ACE不会发生变化。,由于A1、A2控制标准要求15分钟之内必须至

15、少过零一次及15分钟内的算数平均值不超过给定值，使实际的联络线交换功率与计划的联络线交换功率尽可能接近，减少偏差的交换电量。,互联的各个电网功率波动互不干扰,减少了联络线交换电量的偏差,.,第36页,忽视整个互联电网的频率控制,A1、A2标准的缺点,在A1、A2标准中，没有体现对电网频率质量的要求，在互联电网中的各个电网只负责本网的ACE符合A1、A2要求。,.,第37页,A1、A2标准的缺点,不利于事故情况下各个电网的相互支援,由于ACE只反映本电网的发电出力与负荷的关系，当互联电网中的一个电网发生大机组掉闸等事故，产生较大的功率缺额时，其它互联电网的ACE均正常，并不反映这种功率缺额，只能

16、由发生事故的电网的机组根据其ACE调整发电出力，机组容量有限的情况下，恢复频率很慢，其它电网若超过联络线计划支援事故电网，则它的ACE就会偏离0，将造成ACE不符合A1、A2标准的要求，这样就不能发挥出互联电网的相互支援能力，只有修改联络线交换计划，才能进行有效的支援。,.,第38页,A1、A2标准的缺点,网内机组调整频繁和过度调整,当电网发电出力略大于或小于负荷时，基本不用调整发电出力，但由于要求ACE在15分钟之内必须至少过零一次，就要减少或增加发电出力，使ACE过零，增加了机组的调整次数。当ACE在15分钟的前部分时段一直在一个方向上偏差较大，造成前部分时段ACE算数平均值较大的超过了L

17、d，后部分时段就必须加大机组调整力度，使ACE在剩余时间在相反方向产生较大偏差，最终使15分钟ACE算数平均值不超过Ld，造成机组的过度调整。,.,第39页,A1、A2标准的缺点,京津唐电网机组调整频繁和过度调整,华北电网的网间联络线调整是由京津唐电网负责，当山西电网、河北南网、蒙西电网、山东电网中任一个ACE有偏差，就会导致华北电网ACE有偏差，这样即使京津唐电网ACE无偏差，也必须进行调整发电出力，达到减小华北电网ACE偏差的目的。这样就造成京津唐电网机组频繁调整。 当山西电网、河北南网、蒙西电网、山东电网ACE同时有正值或负值偏差，但是偏差都不大的情况下，华北电网ACE就可能会有很大的偏

18、差，京津唐电网机组要加大调整力度，来抵消其它省网产生的ACE偏差。这样就造成京津唐电网机组过度调整。,.,第40页,为什么要控制电网频率华北电网互联概况及频率和联络线的调整方式京津唐电网装机和负荷特点 华北电网频率调整要求调频与调ACE简要区别 ACE及A1、A2标准介绍CPS1、CPS2标准 电网频率异常的处理,.,第41页,CPS1、CPS2标准,CPS1、CPS2标准的控制策略,CPS1： CPS2：,其中:EACE1为1分钟ACE的算数平均值; EACE10为10分钟ACE的算数平均值; F为1分钟频率偏差的算数平均值; 为电网的频率偏差系数; N为整个互联电网的频率偏差系数; 1为电

19、网1分钟平均频率偏差的均方根的控制目标值; 10为电网10分钟平均频率偏差的均方根的控制目标值.,.,第42页,物理意义,时，表示电网在这1分钟内是高频且联络线少送（多受），或者是低频且联络线多送（少受），这可使互联电网频率趋于50Hz，对于互联电网都是有益的。 时，表示电网在这1分钟内是高频且联络线多送（少受），或者是低频且联络线少送（多受），这使互联电网频率偏离50Hz，对互联电网不利，但是ACE对互联电网的影响在允许的范围之内。 时，ACE对互联电网的影响已经超出了允许的范围。,.,第43页,CPS1、CPS2标准的优点,有利于电网的频率控制,CPS1、CPS2标准中，对于控制电网的频率

20、有明确的要求，将CPS1式两侧除以 ，可得,电网在频率控制方面有了明确的要求，把不利于互联电网的频率偏差控制在低于的范围之内。标准中，对于各个电网在整个互联电网频率质量的控制方面的评价十分明确 ， ，对互联电网频率质量有利， ，对互联电网频率质量不利。,.,第44页,CPS1、CPS2标准的优点,有利于事故情况下各个电网的相互支援,当互联电网中的一个电网发生大机组掉闸等事故，出现较大的功率缺额时，整个互联电网的频率必然降低，其它电网与发生故障电网互联的联络线多送或少受，对故障电网进行支援时，它们的 ，符合CPS1的要求。,减少机组频繁调整,CPS1、CPS2标准不要求ACE在规定的时间内过零，

21、这样就可以减少一些为了ACE过零而进行的机组调整，改善机组运行条件。,.,第45页,因为CPS1、CPS2标准中，对于ACE不要求在规定时间内过零，ACE的偏差在对互联电网频率有利的情况下是允许的，所以，放宽了对联络线交换电量偏差的控制，可能造成联络线交换电量偏差较大，但可以通过修改联络线交换计划的方法予以纠正。,CPS1、CPS2标准的缺点,CPS1、CPS2标准较A1、A2标准更为优越，更有利于提高电网的电能质量及电网运行的安全性，减少了机组的频繁调整，改善了机组的运行条件，提高了运行的经济性，应尽早采用。,.,第46页,为什么要控制电网频率华北电网互联概况及频率和联络线的调整方式京津唐电

22、网装机和负荷特点 华北电网频率调整要求调频与调ACE简要区别 ACE及A1、A2标准介绍CPS1、CPS2标准 电网频率异常的处理,.,第47页,电网频率异常的处理,当华北电网与其他电网互联时：,当电网频率超出500.1Hz，网调、中调及负责ACE调整的电厂，应首先判断造成频率异常的责任，分别做如下处理：,由于华北电网的责任造成频率超出500.1Hz，网调值班调度员及负责ACE调整的电厂应迅速采取有效措施，将电网频率控制在500.1Hz以内。负责ACE调整的电厂如调整容量不足时，应及时向网调值班调度员报告。网调值班调度员应立即命令其它电厂参加调整，尽快将电网频率控制在500.1Hz以内。当电网

23、调整容量不足时，网调值班调度员应迅速向国调汇报，必要时可请求事故支援，或实施事故拉路。,当电网频率超出500.1Hz是其他区域电网的责任时，网调值班调度员应立即向国调汇报，并听从国调的指挥，迅速采取有效措施，调整联络线潮流在规定范围内；负责ACE调整电厂的值长应迅速向网调报告，并听从网调值班调度员的指挥。,.,第48页,电网频率异常的处理,当华北电网独立运行时：,电网发生事故频率超出500.1Hz，事故电网的中调值班调度员应立即向网调报告，同时迅速采取有效措施，调整联络线潮流在规定范围内。网调值班调度员应采取措施，将频率恢复到500.1Hz内。若事故电网在发生事故后10分钟内不能维持联络线潮流，则网调值班调度员应向事故中调下达联络线潮流控制警告或事故拉路命令，限其在10分钟内将联络线控制在计划曲线以内。当频率低于49.80Hz时，网调值班调度员可对比计划曲线多受或少送的中调下达事故拉路令。受令中调应在10分钟内执行完毕。必要时，网调应采取紧急事故拉路措施，将频率控制在合格范围内。,.,第49页,谢 谢！,