火力发电厂一次调频调峰：传统策略与实效分析

火力发电厂一次调频调峰：传统策略与实效分析

叶二鑫

华润电力控股有限公司 450000

摘要：随着电力市场的不断发展和电力负荷的日益增长，火力发电厂在电网中的调频调峰作用愈发重要。本文首先介绍了火力发电厂一次调频调峰的基本概念，随后详细分析了传统策略的应用及其存在的问题，最后结合实际案例对其实效性进行了深入探讨。

关键词：火力发电厂；一次调频调峰；传统策略；实效分析

1.引言

火力发电厂作为电力系统中的主要组成部分，其调频调峰能力对于维持电力系统的稳定运行具有重要意义。一次调频调峰是指火力发电厂通过调整机组的出力，快速响应电网负荷的变化，保持电网频率和电压的稳定。随着新能源的快速发展和电力负荷的不断增长，传统的一次调频调峰策略已难以满足现代电力系统的需求。因此，对火力发电厂一次调频调峰的传统策略及其实效进行分析，对于优化电力系统运行、提高能源利用效率具有重要意义。

2. 火力发电厂一次调频调峰的意义

2.1保障电网的稳定性

伴随着社会经济的快速发展，电力行业的发展也是非常迅速，同时，国家电网也在不断的建设，并且和火力发电厂之间建立了良好的合作关系，尤其是在电网中最重要的一部分就是火力发电厂，因为其能够为电网提供稳定的电能供应，同时还能保持电能质量，所以火力发电厂对于保障电网的稳定性有非常重要的意义。对于火力发电厂来说，其在提供电能时也需要大量的能量来维持自身运行，所以在运行过程中要不断地调整自身频率，而且要根据实际情况及时的改变频率。所以在实际的运行过程中需要经常进行一次调频调峰，这样才能有效地提升电网的稳定性。确保电网的稳健运行，维护电力系统的平衡与安全。通过严格的监控和及时的修复措施，我们致力于减少停电事故，确保电网服务的连续性和可靠性。

2.2促进节能减排

火电机组的一次调频调峰能力，能够有效地提升其运行效率，从而实现节能减排的目的。随着我国社会经济的快速发展，火力发电厂面临着越来越多的挑战，比如日益严重的环境污染问题、日益增长的用电需求等。在我国现阶段能源发展状况下，如何节能减排成为了当前电力行业发展的重要问题。对于我国而言，火力发电厂一次调频调峰能力不仅能够提升其运行效率，同时还能促进其节能减排效果，从而实现社会经济可持续发展。[1]

2.3保障电站发电优先权

近年来，随着电力市场化改革的不断深入，火力发电厂面临着较大的经济压力，在这种情况下，如何保障火力发电厂的利益就成为了一项重要课题。为有效保障火力发电厂的利益，国家电网公司提出了“统一调度、合理安排”的调度管理机制，并将其作为火力发电厂参与电网调频调峰的基本原则之一。为了实现这一目标，火电厂在参与电网调频调峰过程中，应按照电网调频调峰的相关要求，优先将火电机组纳入到电力市场辅助服务中。因此，火电厂应积极开展基于电站发电优先权的一次调频调峰策略研究，以此保障火电企业的利益。

为有效保障发电企业的利益，应实施基于电站发电优先权的一次调频调峰策略，并与常规机组辅助服务共同构成电力市场辅助服务机制。这样做的主要原因是：一方面，在火电机组参与电网调频调峰过程中，由于其频率调节能力较强，能够在一定程度上降低电网频率波动对其负荷产生的影响；另一方面，电力市场运行机制中，火电机组所具有的优先权主要体现在机组优先调度、优先交易、优先结算等方面，这就要求火电厂在参与电网调频调峰过程中也要充分考虑这些因素。

3.火力发电厂一次调频调峰的传统策略

3.1基于负荷预测的调频调峰策略

基于负荷预测的调频调峰策略是一种传统的火力发电厂一次调频调峰策略，该策略主要是通过对电网负荷特性进行分析，并结合火力发电厂的实际情况，确定出影响负荷变化的主要因素。在此基础上，通过对火电机组运行状态、锅炉和汽轮机出力以及汽轮机组的运行情况等进行分析，从而实现对电网负荷变化情况的预测。这种策略主要是通过将电网负荷特性与火力发电厂运行状况结合起来，并对二者之间存在的相关性进行分析，进而实现对电网负荷变化情况的预测。在这种情况下，火力发电厂便可以通过调整自身的运行方式来提高电网负荷率，从而完成一次调频调峰的目标。

火力发电厂通过对电网的负荷特性进行分析，以此为依据，对发电计划进行合理安排，并将其转化为具体的生产指令。当电网负荷较低时，火力发电厂会采用负荷预测法，提前调整锅炉和汽轮机的运行状态，以满足电网负荷变化的需求。例如，某火电厂在该时间段内，其机组负荷最高为170 MW，最低为110 MW，若其火电机组需要对电网进行一次调频调峰时，其通常会通过一次调频的方式来提高电网的负荷率。然而随着负荷预测法应用时间的不断延长，这种策略也逐渐暴露出了很多问题。例如，这种策略容易受到环境、天气、气象等因素的影响，进而影响到预测结果的准确性。

3.2基于经济调度的调频调峰策略

这一策略的基本思路是：当机组在一定时间内需要调频时，则通过改变发电机的出力来满足系统的调频要求；当机组在一定时间内不需要调频时，则通过改变发电机出力来满足系统的调峰要求。由于这一策略是在机组出力一定时，通过改变发电机出力来满足系统的调峰要求，因此属于被动式的策略。这种策略虽然在一定程度上能够达到调峰的目的，但由于没有考虑火电机组对系统电压和频率等的影响，因此也存在一些问题。例如：当负荷较小时，由于电网电压较低，使得发电机组出力受到限制，而电网频率不能满足要求时，则需要通过增加机组出力来满足要求。[2]

3.3基于优先级的调频调峰策略

在我国，火力发电厂的一次调频调峰任务主要是由电网调度机构进行分配，而由于火力发电厂的运行特性决定了其调频调峰的优先级是高于电网调度机构的调度需求的。因此，在火力发电厂进行调频调峰工作时，不仅要考虑调频任务所对应的调频考核指标，还要考虑电网调度机构的优先级调度要求。通常情况下，电网调度机构会将调频考核指标中与机组运行特性相关的指标作为优先级指标，而将机组运行特性中与电网调度机构调度要求相关的指标作为辅助指标。在考虑调频考核要求的前提下，如果发电机组可以承担两种调频任务，则其需要承担两种辅助指标。[3]

在基于经济调度的调频调峰策略中，其并没有明确的调频调峰任务的考核指标，因此在实际执行过程中，机组只需要根据电网的调频考核指标进行运行。而在基于优先级的调频调峰策略中，其是将机组调频任务按照其所承担的调频任务类型进行划分，并确定各类型机组所对应的调频考核指标。在火力发电厂进行一次调频调峰任务时，其主要涉及到两种不同类型的机组：一种是供热机组；另一种是发电机组。由于供热机组与发电机组在调节性能方面存在一定的差异，因此在实际运行过程中，供热机组不能承担全部的一次调频任务，而发电机组则可以承担全部的一次调频任务。

4.结语

传统的一次调频调峰策略在火力发电厂中具有一定的应用效果，但也存在诸多问题和局限性。为了进一步提高火力发电厂的调频调峰能力，需要综合考虑电力系统的稳定性、经济性、安全性等多方面因素，探索更加先进和有效的策略。例如，可以引入智能调度算法，结合大数据和人工智能技术，实现更加精准和高效的调频调峰。同时，还需要加强火力发电厂与新能源、储能等其他电力资源的协同优化，共同构建稳定、高效、可持续的电力系统。

参考文献

[1] 宋飞飞 & 陈佰力.(2012).一次调频在尼尔基发电厂的试验及应用.东北水利水电(10),49-50.doi:10.14124/j.cnki.dbslsd22-1097.2012.10.025.

[2] 何钧,刘育辰,徐教锋,王丹豪,戚尔江 & 刘世彬.(2021).并网机组一次调频和AGC性能考核在线监测与评估系统.上海电力大学学报(04),324-329+334.

[3] 胡珊珊.考虑风电参与电网一次调频的机组组合建模与优化[D].南京理工大学,2021.DOI:10.27241/d.cnki.gnjgu.2021.002111.