核電參與三次調(diào)頻控制策略的研究.pdf

1、專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文核電參與三次調(diào)頻控制策略的研究StudyontheControlStrategyoftheThirdFrequencyAdjustmentwiththeParticipationoftheNuclearPower學(xué)‘號(hào)：31213016指導(dǎo)教師：劉嬈副教授完成日期：2015年4月30日大連理工大學(xué)DalianUnh，ersityofTechnology大連理工大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文摘要電力系統(tǒng)運(yùn)行必須保證電能的質(zhì)量

2、，頻率是衡量電能質(zhì)量最重要的運(yùn)行參數(shù)之一。為避免頻率偏差超過(guò)限定值，系統(tǒng)有三種頻率調(diào)節(jié)方式：一次調(diào)頻、二次調(diào)頻和三次調(diào)頻。其中，三次調(diào)頻主要針對(duì)的是變化幅度較大，時(shí)間尺度為小時(shí)級(jí)的負(fù)荷波動(dòng)，其完成情況的優(yōu)劣將直接決定一、二次頻率調(diào)節(jié)的壓力，進(jìn)而影響整個(gè)系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定。由此看來(lái)，三次調(diào)頻在維持整個(gè)系統(tǒng)有功平衡的過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。我國(guó)于2006年開始對(duì)火電機(jī)組實(shí)行“上大壓小”的電源政策。該政策關(guān)停了低效、高損的小容量機(jī)組，并且使得高

3、效、低損的大容量機(jī)組接近滿發(fā)，這樣就導(dǎo)致了參與三次調(diào)頻的機(jī)組容量嚴(yán)重不足。此外，風(fēng)電作為清潔高效的發(fā)電方式大量并網(wǎng)，使得系統(tǒng)等效負(fù)荷的波動(dòng)幅度變大，且更具隨機(jī)性和不確定性，給三次調(diào)頻工作帶來(lái)了更大的壓力。綜合上述情形，有必要尋找新能源形式的發(fā)電機(jī)組參與系統(tǒng)的三次調(diào)頻。發(fā)展化石能源電源解決上述三次調(diào)頻遇到的問(wèn)題是不合理并且不經(jīng)濟(jì)的，因此，利用非化石能源電源的調(diào)頻特性理應(yīng)成為解決問(wèn)題的有效方法。本文在分析了各種類型非化石能源電源的發(fā)電特性之

4、后，認(rèn)為只有核電有可能緩解系統(tǒng)三次調(diào)頻的壓力，進(jìn)而提出將核電引入三次調(diào)頻的思想，并制定了三次調(diào)頻中火電和核電相互協(xié)調(diào)的控制策略一一“風(fēng)電分解、機(jī)組分群”。本文首先分析了核電快速發(fā)展的現(xiàn)狀以及其他能源發(fā)電形式的特點(diǎn)，從機(jī)組承擔(dān)調(diào)頻任務(wù)的公平性和其他類型的發(fā)電方式不具有三次調(diào)頻能力這兩方面論述了核電參與三次調(diào)頻的必要性。之后，對(duì)核電機(jī)組的工作原理以及功率調(diào)節(jié)特性進(jìn)行了深入研究，并提出實(shí)施分時(shí)電價(jià)，利用價(jià)格杠桿來(lái)保證機(jī)組參與調(diào)頻的經(jīng)濟(jì)利益，最

5、終得出核電參與三次調(diào)頻具有技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)可行性的結(jié)論。其次，探索了合理運(yùn)用核電資源參與三次調(diào)頻的控制思想和控制策略，將其與火電協(xié)調(diào)，綜合經(jīng)濟(jì)性和安全性要求，以獲得最佳調(diào)整效果。為此，分析風(fēng)電輸出功率的波動(dòng)特性，發(fā)現(xiàn)風(fēng)電等效負(fù)荷中包含兩種不同性質(zhì)的分量，即整體波動(dòng)幅度很大的平緩趨勢(shì)分量和小幅度頻繁波動(dòng)的高頻隨機(jī)分量，進(jìn)而提出“風(fēng)電分解”的控制策略，以把這兩種不同特性的負(fù)荷分量分離開。接著對(duì)比核電機(jī)組和火電機(jī)組的性能差異，為充分發(fā)揮兩種機(jī)