火電機組一次調頻優化控制與性能提升技術

新能源與節能環保

隨著我國雙碳戰略的實施，電網電源側能源結構發生了較大變化，電網一次調頻能力逐漸下降，火電機組深調工況常態化，導致火電機組一次調頻能力較差，很難滿足電網一次調頻需求。本項目考慮汽輪機調速系統非線性影響因素，建立機組深度調峰工況一次調頻精確模型，基于一次調頻裕量分析機組深度調峰工況下的調頻安全特性，并提出以調門節流動作為主、凝結水節流為輔的一次調頻分層優化控制策略。實現目標：

（1）建立起更為準確的燃煤機組多工況下一次調頻模型；

（2）提出以調門動作為主、凝結水節流為輔的一次調頻分層優化控制策略，有效提升機組一次調頻能力；

（3）在保證機組穩定運行的前提下，提高電網對機組一次調頻考核通過率，使之具備更強的網源協調支撐能力。

創新點

1、建立起更為準確的火電機組多工況下一次調頻模型；

2、實現火電機組調頻調峰工況下一次調頻安全特性分析；

3、實現以調門節流動作為主、凝結水節流為輔的一次調頻分層優化控制策略，提升機組一次調頻能力。

該項成果主要應用于火力發電領域，如火電機組一次調頻場景。

根據“兩個細則”對于機組一次調頻的考核辦法，以 300MW 級機組為例，一天未投入一次調頻的考核電量為 900000kWh，考核費用為 27 萬元；動作正確率每低于 1%，考核電量為 18000kWh，考核費用為 0.54 萬元；并網運行機組每月進行一次調頻大擾動至少 1 次，若不合格則按機組額定容量考核，每年考核金額超過 75 萬元。通過本項目研究成果的實施，可提高機組安全經濟運行水平，提升電網對于機組一次調頻性能考核要求的能力，在“兩個細則”考核中獲取更大的收益。與此同時，通過優化機組調頻自動調節系統的控制品質，可減小機組主汽壓力、主汽溫度等重要參數的波動偏差，降低機組熱耗，從而降低煤耗，節約生產成本。