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基于同源与大数据分析解决一次调频考核问题的实践

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成果主要完成人

张 宇、云战勇、王飞博、曲振远、雷文涛、张保全、赵贵洋、王哲彪

项目概况

随着国民经济的快速发展,电网负荷急剧加大,对电源品质的要求也越来越高,电网频率的稳定性也显得越发重要,但发生并网机组或大用户的事故解列都会对电网频率产生很大冲击。电网调度系统和AGC的滞后性无法满足要求,这时一次调频功能就显得尤为重要。 各省电网公司加大了对各发电企业的一次调频考核力度。在这种形式下各家电力生产企业也根据自己的机组特性进行了一次调频性能优化,被考核金额大幅下降,但由于一些无法克服的原因,各家电力生产企业考核还存在,而且考核金额仍然很大。如果从根本上解决一次调频不合格问题,先要分析一下问题产生原因: 一、一次调频信号的同源和精度问题: 一次调频信号来自DEH的转速卡。由于DEH的转速卡的量程基本上都为为0到6000rpm,转速卡只有千分之一的精度,远低于10万分之一的精度,即没有办法达到0.06rpm的分辨率。 二、机组阀门流量特性曲线对一次调频的影响 : 汽轮机长期运行或调节阀解体检修后,调节阀的流量特性将发生改变,在机组自动发电控制(AGC)变负荷和一次调频时,可能出现负荷突变或者调节缓慢。 以上问题要想得到解决,得采取以下措施: 一、直接采样电网周波进行一次调频: NX-PFR 一次调频智能控制系统,取发电机出口电气侧的57.7V的PT信号(与送至PMU信号为同一路)送入A/D采样回路 ,采用锁相环技术,数字锁相环芯片的高精度的检测技术和自动频率跟踪技术,可以使电网周波采样精度可以达到0.001Hz。 二、NX-TVF 汽轮机阀门流量特性优化系统: NX-TVF 汽轮机阀门流量特性优化系统基于大数据挖掘的调节阀流量特性分析和优化软件,通过数据统计和预处理,获得机组运行参数范围、运行特性及稳定数据;采用基于特征通流面积的辨识方法进行线性度分析和辨识方法的误差分析;采用改进的K-Medoids算法,对辨识结果进行数据提取,并对本挖掘算法进行有效分析。 以上两套系统采用全嵌入式硬件结构平台:采用高性能双核CPU,其中包含32位ARM处理器和32位浮点数字信号处理器,功能合理分布、结构紧凑,实现高性能、高可靠性、低功耗的整机一体化工业级设计,可长时间连续运行。 先进的控制策略: 采用基于电网功率变化动态调整的控制策略,有针对性对电网不同频差采用不同的动作幅值,既能有效保证一次调频动作合格率达到电网考核要求,又能有效的降低一次调频动作次数。 克服了原有传统模式下,在电网功率变化时信号采集与控制无法及时有效衔接的问题,控制手段先进。 NX-PFR 一次调频智能控制系统具有良好的应用前景,已经在山东、黑龙江、新疆等其他电厂已陆续开展应用。