一次调频设备接入测点类型及双主变双母线电站部署方案

 新闻资讯     |      2026/5/14

在电力系统频率稳定控制中,一次调频设备发挥着关键作用,其接入测点的合理性与设备部署的科学性直接影响调频响应效率。本文结合 GB/T 40595-2021《并网电源一次调频技术规定及试验导则》要求,详细说明一次调频设备需接入的测点类型,并针对双主变双母线电站的结构特点,给出设备数量部署的核心原则。

一次调频设备

一、一次调频设备需接入的核心测点

根据国家标准要求,一次调频设备的测点接入需满足冗余配置、精准采集、稳定传输三大原则,核心测点包括以下几类:

频率 / 转速信号测点:这是一次调频设备基础的接入测点,需采集发电机组出口机端电压频率或机组转速,新能源场站则需采集站内母线电压频率。为保障信号可靠性,该测点需采用三取中冗余配置,三个独立输入信号分配在不同模件上,避免单一测点故障影响调频响应。对于火电、水电机组,频率测量分辨率应不低于 0.003 赫兹,确保捕捉微小频率波动。

有功功率反馈测点:用于实时监测机组或场站的实际输出功率,为一次调频设备的功率调节提供依据。该测点需接入机组出口或并网点的有功功率信号,同样遵循冗余配置要求,确保功率数据的准确性。根据不同电源类型,一次调频设备对功率调节幅度的要求不同,核电最低 6% 额定负荷,储能最高可达 20% 额定负荷,因此有功功率测点需能精准反映这一调节范围。

接力器位置反馈测点:主要应用于火电、水电机组,用于监测汽轮机或水轮机调速器的接力器位置,间接反映进汽量或进水量的调节状态。该测点的信号质量直接影响一次调频设备的调节精度,需与频率、有功功率测点协同工作,形成闭环控制。

运行状态监测测点:包括机组的启停状态、故障信号、调节模式切换信号等,用于一次调频设备判断运行工况,避免在异常状态下执行调频动作。例如,当机组发生故障时,该测点信号会触发一次调频设备暂停响应,保障设备安全。

此外,新能源场站的一次调频设备还需额外接入变流器状态测点、储能荷电状态(SOC)测点等,以适配虚拟同步发电机(VSG)技术的应用需求,模拟传统同步发电机的惯性和阻尼特性。

二、双主变双母线电站的一次调频设备部署原则

双主变双母线电站具有结构复杂、供电可靠性要求高的特点,一次调频设备的部署需结合电站拓扑结构、机组容量及电网调频需求综合确定,核心原则如下:

按独立控制单元部署:双主变双母线电站通常包含两个独立的主变回路和母线系统,一次调频设备应按每个独立控制单元分别部署。即每个主变对应的机组集群配置一套独立的一次调频设备,确保单个回路故障时,不影响另一回路的调频功能。这种部署方式符合分区控制、独立响应的原则,提升电站整体调频可靠性。

基于机组容量匹配设备规格:设备数量需与电站机组总容量及单台机组容量相匹配。根据山西电网的调频容量计算逻辑,一次调频容量需结合全网最大发电出力及频率波动范围确定。对于双主变双母线电站,若单台主变容量为 1000MVA,配套机组总容量为 800MW,则每套一次调频设备的调节能力需覆盖该容量对应的调频需求,避免因设备规格不足导致调频性能不达标。

考虑母线联络开关的协同性:双主变双母线电站的母线联络开关可实现两母线的负荷转移,因此一次调频设备的部署需具备协同控制功能。当联络开关闭合时,两套一次调频设备需能实现负荷分配协调,避免出现调节冲突;当联络开关断开时,每套设备独立响应各自母线的频率波动,确保调节针对性。

冗余配置提升容错能力:除了测点的冗余配置,一次调频设备本身也可采用冗余部署。对于重要的双主变双母线电站,可在每个控制单元配置一主一备两套一次调频设备,实现热备份切换,避免设备故障导致调频功能中断。这种部署方式虽增加初期投入,但能显著提升电站的调频可靠性,符合 GB/T 38755《电力系统安全稳定导则》的要求。

适配多电源类型协同需求:若双主变双母线电站包含火电、新能源、储能等多种电源类型,一次调频设备的部署需考虑不同电源的响应特性。例如,储能电站的一次调频响应时间仅需 4 秒,而火电机组可达 45 秒,因此需通过设备部署实现多电源协同,储能快速响应瞬时频率波动,火电、水电提供持续调节支撑,形成阶梯式调频体系。

此外,部署时还需考虑一次调频设备与自动发电控制(AGC)系统的协调,避免功能冲突。根据 GB/T 40595-2021 标准,AGC 系统不应限制一次调频功能,因此设备部署时需预留通信接口,实现数据互通与逻辑协同。

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