適應電網快速調頻的熱電聯(lián)產機組新型變負荷控制策略

王 瑋, 孫 陽, 劉吉臻, 井思桐

(1. 新能源電力系統(tǒng)國家重點實驗室(華北電力大學), 北京市 102206; 2. 華北電力大學控制與計算機工程學院, 北京市 102206)

0 引言

為保證電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行,并網運行的發(fā)電機組需時刻維持電網頻率的穩(wěn)定及電網能量的供需平衡,因此機組需要不斷響應電網的負荷指令來滿足電網一次調頻的要求[1]。為鼓勵機組快速響應電網調度要求,中國的電網公司已陸續(xù)出臺考核細則對直調的發(fā)電機組進行考核與獎懲[2],提升機組的變負荷性能已成為關乎火電廠經濟效益的重要因素。與此同時,大規(guī)模間歇式能源的接入使得系統(tǒng)的調峰調頻變得愈發(fā)困難,提升火電機組的快速深度變負荷能力已成為國內電源結構背景下的必然要求與不二選擇[3]。

火電機組一般依賴協(xié)調控制系統(tǒng)實現變負荷控制[4],其本質是通過給煤量與主汽門調節(jié)閥的協(xié)調配合來改變機組負荷,但受限于鍋爐側的大遲延大慣性,變負荷速率一般僅為每分鐘額定負荷的1%～2%[5]。而對于兼顧發(fā)電與供熱的熱電聯(lián)產機組而言,其運行在以熱定電模式下,控制策略更加保守,其變負荷速率一般不超過每分鐘額定負荷的1%,有些機組甚至直接退出協(xié)調控制改為手動控制,難以達到電網自動發(fā)電控制(automatic generation control,AGC)要求[6]。

目前,圍繞協(xié)調控制系統(tǒng)優(yōu)化開展的研究十分熱門,但此類研究仍受限于鍋爐側的大遲延大慣性,機組的變負荷速率很難從根本上得到改善[7-8]。因此,尋找一個新的可快速改變機組負荷的控制變量已成為顯著改善火電機組變負荷性能的關鍵。……