火電機組涉網性能動態評價與優化控制關鍵技術及應用
山東電力科學研究院網源監督服務技術平臺是全國首家針對網源協調開展的大數據分析平臺,建設起點高、站位準、成效大,是源網共贏、團結治網的重要手段,是適應和引領新時代源網協調發展的重大創新。前不久,該平臺的一項科技成果——“火電機組涉網性能動態評價與優化控制關鍵技術及應用”,經鑒定達國際領先水平。
在當前特高壓電網互聯、清潔能源大規模接入的形勢下,如何保證大電網的安全運行是一個重要課題。實現涉網機組的實時動態監督,評價分析調節性能,提供及時優質服務,保障源網協調運行,成為當前迫切需要解決的難題。2015年年初,山東電科院開始建設網源監督服務技術平臺,解決這一難題。經過三年多的不懈努力、不斷探索,網源監督服務技術平臺初步建成。該平臺通過創建專業化的數據分析模型,可實現機組對電網運行支撐潛力挖掘,機組安全穩定靈活調節性能的評估分析,以及全網機組調頻能力和調峰空間的實時預測,此外,煤耗、綜合利用機組監督等功能還可為政府監管提供技術支持。
“千里眼”——實時監測最有效
及時掌握機組調頻、調峰功能狀態,以及機組相關運行數據,為及時的數據診斷、功能評價和異常分析提供依據,要實現這樣的功能必須有一雙“千里眼”。
目前,供熱機組占山東省火電裝機容量的比例超過70%,供熱期電網調峰能力受到明顯制約,而風電出力增加,風熱沖突加劇。為協調供熱和調峰的矛盾,網源監督服務技術平臺開展了“熱電機組在線監測系統”建設,可實時監測全網直調供熱機組的運行參數,在線計算機組在當前抽汽量下的調峰上下限,評估其調峰能力,為調度部門科學、合理地制訂調峰策略提供數據支撐。
“我們的平臺可以確定機組在一定抽汽流量下的電負荷調度區間,根據歷史供熱負荷及天氣信息,預測次日熱負荷情況。”山東電科院電源技術中心丁俊齊介紹說,“在保證供熱滿足需求的基礎上,平臺可以根據供熱量等參數自動計算機組的調峰能力,為消納風電提供更多空間。”
平臺的“發電機組一次調頻能力在線監測系統”可對機組主汽壓力、汽輪機調門開度等運行參數進行實時監測,實時監測遠程測試大擾動、小擾動等動作情況,預測發電機組一次調頻實際負荷補償能力,及時全面掌握發電機組的一次調頻性能,實現對一次調頻功能的全過程監督管理。
此外,“千里眼”還可以實現機組煤耗的在線監測,以主要運行參數為依據,結合現場檢測,實時監測分析煤耗狀況。
“順風耳”——提前預警最可靠
能夠預判機網的運行趨勢并給出預警,提前制訂預案和調整機網運行方式,才能超前開展電力技術監督工作,這對于保證電網和發電機組的安全運行至關重要。山東電科院研發的網源監督服務技術平臺就有這樣的“順風耳”,能準確掌握并保證電網旋轉備用負荷裕量,預測當前運行工況下機組能夠提供的應急補償能力,及時預警發電機組設備健康狀況。
“當前電網在頻率擾動前難以掌握機組一次調頻真實能力,缺少更精準、有效的評判依據和應對策略。平臺可以根據發電機組的實時運行參數,動態預測全網發電機組在不同頻差擾動情況下的一次調頻補償能力,為調度制訂應急措施提供數據支持。”山東電科院電網技術中心高嵩說,“該平臺還能及時分析調頻能力受限的機組,給出預警,并給出初步處理建議,將隱患消除在萌芽狀態。”
該平臺的“熱電機組在線監測系統”基于人工智能深度學習理論開發構建了全廠供熱量預測模型,可以預測電廠未來24小時的供熱量,在供熱量預測的基礎上可以預測電廠的調峰能力,為調度部門根據調峰需求調整機組運行方式決策提供服務。
“智慧腦”——技術支持最給力
網源監督服務技術平臺的技術支持功能也是其重要的生命力所在,山東電科院充分發揮多年的技術經驗積累和雄厚的理論基礎,通過故障診斷、系統建模等手段,對發電機組涉網功能給出分析結果和處理建議,為發電機組運行和維護提供及時的技術服務。
針對發電機組各控制性能評價,該平臺設計了兼顧源網安全經濟運行的綜合指標,在線評價發電機組調整性能和潛在能力,并可利用運行數據診斷性能低或系統運行異常的原因,給出維護處理建議。這就是網源監督服務技術平臺“智慧腦”的精華所在。
“智慧腦”能同時實現200臺左右機組的AGC(自動發電控制)性能評價與優化,通過實時評價機組AGC、一次調頻日常運行性能,自動分析計算機組AGC系統功能提升空間,及時給出參數和控制回路調整建議,保障機組能快速進行有功出力補償,實現電網有功平衡,從而保障了發電機組靈活調頻功能。
山東電科院電網技術中心孟祥榮說:“實時評價機組靈活出力性能,自動分析調頻功能提升空間,給出參數和控制回路調整建議,就為保障機組涉網功能的正常運行和性能提升提供了可靠、及時的保障。”
為解決供熱期機組調峰能力不足的問題,“智慧腦”開發了全廠調峰能力尋優的功能,以全廠為單元,在保證供熱量不變的前提下,通過遠程指導電廠對各機組供熱量進行優化分配,可以有效提高全廠總調峰能力,為新能源消納提供更大空間。
“智慧腦”還逐步接入風電場運行數據,初步具備了運行信息統計、功率數據展示功能,實現部分廠站運行數據的分析功能;結合省調提供的年度電網運行方式數據,完成了年度、季度的新能源消納計算工作,為電網調度人員提供決策輔助功能。
責任編輯:售電小陳
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