鄒縣電廠發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻性能優(yōu)化報告

摘 要：本文主要介紹了發(fā)電機(jī)組調(diào)頻的概念，一次調(diào)頻的重要性，影響一次調(diào)頻的因素，一次調(diào)頻優(yōu)化的方案及效果，對電網(wǎng)的穩(wěn)定性有一定的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：調(diào)頻；一次調(diào)頻；頻率質(zhì)量；速度變動率

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.154

1 發(fā)電機(jī)組調(diào)頻的概念

當(dāng)系統(tǒng)頻率變化時，調(diào)速系統(tǒng)自動地改變汽輪機(jī)的進(jìn)汽量或水輪機(jī)的進(jìn)水量，從而增減發(fā)電機(jī)的功率。電網(wǎng)頻率調(diào)整分為三個階段：自然調(diào)頻：調(diào)速系統(tǒng)未動作時，僅靠自平衡能力來穩(wěn)定電網(wǎng)供電頻率的過程；一次調(diào)頻：在調(diào)速系統(tǒng)給定值不變的情況下，通過轉(zhuǎn)速反饋?zhàn)饔酶淖兤漭敵龉β蕘碚{(diào)整電網(wǎng)的頻率；二次調(diào)頻：通過改變調(diào)頻機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的給定值，改變其輸出功率使電網(wǎng)頻率回到額定值。

2 加強(qiáng)一次調(diào)頻管理的重要性

一次調(diào)頻主要調(diào)節(jié)的是電網(wǎng)中快變的隨機(jī)負(fù)荷分量，二次調(diào)頻主要調(diào)節(jié)的是周期較長的慢變負(fù)荷 分量。 在突發(fā)性事故中，如發(fā)生大的負(fù)荷擾動時，若電網(wǎng)內(nèi)缺乏一次調(diào)頻能力，僅靠二次調(diào)頻控制，難以保證電網(wǎng)的頻率質(zhì)量，此時就會出現(xiàn)頻率大幅度波動甚至發(fā)生系統(tǒng)崩潰的惡性事故。

3 影響發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻的因素分析

（1）降參數(shù)運(yùn)行。大部分機(jī)組采用滑參數(shù)運(yùn)行，，增大機(jī)組調(diào)門開度，其流量特性越來越差，一次調(diào)頻動作時，增加機(jī)組增負(fù)荷指令，即使給了開調(diào)門指令，調(diào)門按指令動作，由于流量特性限制，機(jī)組負(fù)荷補(bǔ)償也有限，進(jìn)而影響機(jī)組一次調(diào)頻能力； （2）汽機(jī)跟隨運(yùn)行（TF方式）。一次調(diào)頻動作時，機(jī)組負(fù)荷根據(jù)電網(wǎng)頻率波動做相應(yīng)補(bǔ)償調(diào)整，機(jī)前壓力也會隨之發(fā)生變化，此時TF控制回路勢必進(jìn)行壓力修正調(diào)節(jié)，而這一過程與一次調(diào)頻動作是反作用的，不做壓力特殊修正方案的，一次調(diào)頻性能明顯不能滿足設(shè)計要求； （3）汽機(jī)調(diào)門線性度差。機(jī)組長時間運(yùn)行，尤其機(jī)組調(diào)門經(jīng)過解體大修等過程后，其流量曲線會發(fā)生明顯的漂移變化，一次調(diào)頻動作的負(fù)荷補(bǔ)償更得不到可靠保障； （4）機(jī)組調(diào)門物理延遲時間長。影響機(jī)組一次調(diào)頻的快速性，嚴(yán)重的不能滿足開始動作時間小于3s的規(guī)定要求；（5）煤質(zhì)的影響。如果入爐煤質(zhì)較差，鍋爐的動態(tài)調(diào)整過程勢必增長，影響機(jī)組穩(wěn)定，尤其對于直流鍋爐表現(xiàn)更明顯； （6）數(shù)據(jù)傳輸精度。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，對于PMU上傳數(shù)據(jù)則重視程度不夠； （7）熱力系統(tǒng)輔機(jī)設(shè)備狀態(tài)。對于增容機(jī)組來說，往往忽略對于輔機(jī)出力的改進(jìn)，因此在高負(fù)荷階段輔機(jī)的設(shè)備狀態(tài)往往對機(jī)組整體性能有著較大的影響； （8）機(jī)組抽氣供熱。機(jī)組抽氣供熱時，由于需要保證抽氣參數(shù)，機(jī)組負(fù)荷可調(diào)度區(qū)間減小，機(jī)組負(fù)荷調(diào)整能力有所減弱，因此，機(jī)組一次調(diào)頻也會受到相應(yīng)的影響。

4 鄒縣電廠發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻優(yōu)化方案

（1）根據(jù)鄒縣電廠一次調(diào)頻動作情況分析，一次調(diào)頻功能主要存在以下問題。

1）滑壓運(yùn)行，汽機(jī)調(diào)門保持在較大的開度，增負(fù)荷的能力受到限制；2）轉(zhuǎn)速或頻率測量存在偏差；3）一次調(diào)頻與AGC變化方向不一致時，性能變差；4）機(jī)組協(xié)調(diào)（CCS）投入方式不合理，造成一次調(diào)頻功能不理想；5）由于機(jī)組負(fù)荷指令的變化方向與一次調(diào)頻的動作方向不一致，抵消了部分一次調(diào)頻的動作效果，同時也影響一次調(diào)頻的考核指標(biāo)計算；6）機(jī)組無低負(fù)荷時的壓力補(bǔ)償功能，造成低負(fù)荷情況下一次調(diào)頻動作的負(fù)荷補(bǔ)償量不足或者動作緩慢；7）DEH側(cè)的一次調(diào)頻實(shí)際不等率不能滿足要求；8）表計精確度不滿足要求；9）時鐘一致性差。

（2）目前采取的提高一次調(diào)頻性能的方法及措施。

1）對機(jī)組協(xié)調(diào)邏輯及參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，對DCS中一次調(diào)頻邏輯進(jìn)行修改；2）對一次調(diào)頻參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，機(jī)組參數(shù)已優(yōu)化，觀察運(yùn)行效果良好；3）對一次調(diào)頻邏輯進(jìn)行優(yōu)化，在一次調(diào)頻與AGC變化方向不一致時，一次調(diào)頻的動作應(yīng)優(yōu)先，當(dāng)電網(wǎng)頻率下降時，應(yīng)閉鎖功率的指令減小，同樣電網(wǎng)頻率上升時應(yīng)閉鎖功率指令增加；4）原來一次調(diào)頻邏輯采用汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速變化情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速比網(wǎng)頻有一定延遲，修改為一次調(diào)頻邏輯采用網(wǎng)頻變化情況進(jìn)行調(diào)節(jié)的方案；5）為保證信號的穩(wěn)定和準(zhǔn)確， DEH側(cè)用轉(zhuǎn)速信號，DCS側(cè)用DEH來的轉(zhuǎn)速或網(wǎng)頻信號（4-20mA對應(yīng)49.5-50.5Hz），調(diào)整信號量程以滿足正常運(yùn)行；6）機(jī)組協(xié)調(diào)控制（包括AGC方式）下運(yùn)行時，根據(jù)一次調(diào)頻的動作要求閉鎖反方向的機(jī)組負(fù)荷指令的變化，一次調(diào)頻動作結(jié)束，負(fù)荷指令的單向閉鎖作用取消；7）優(yōu)化協(xié)調(diào)邏輯，投入?yún)f(xié)調(diào)方式下的鍋爐跟隨方式；8）機(jī)組DEH側(cè)一次調(diào)頻應(yīng)首先調(diào)整負(fù)荷補(bǔ)償曲線，保證額定工況下機(jī)組的實(shí)際不等率基本滿足要求的前提下，再根據(jù)研究院的技術(shù)要求和方案增加一次調(diào)頻壓力補(bǔ)償功能；9）對DEH系統(tǒng)進(jìn)行改造，重新進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，修正一次調(diào)頻負(fù)荷補(bǔ)償函數(shù)；10）對機(jī)組DCS系統(tǒng)進(jìn)行改造并增加GPS對時裝置。

5 優(yōu)化調(diào)整后鄒縣電廠一次調(diào)頻的效果

2015年1月8日12點(diǎn)電網(wǎng)頻率發(fā)生一次較大擾動，鄒縣電廠運(yùn)行機(jī)組一次調(diào)頻效果良好，以#7、#8機(jī)組（1000MW機(jī)組）為例，動作數(shù)據(jù)如下：

（1月8日11時50分00秒～12點(diǎn)05分00秒）

（1）#7機(jī)組。時間窗口：11點(diǎn)51分23秒，轉(zhuǎn)速3002，負(fù)荷877.368MW；11點(diǎn)58分22秒，轉(zhuǎn)速3003，負(fù)荷861.186MW；11點(diǎn)59分21秒，轉(zhuǎn)速3003.439，負(fù)荷859.071MW；11點(diǎn)59分44秒，轉(zhuǎn)速3003.820，負(fù)荷859.295MW。

結(jié)論：一次調(diào)頻動作良好，速度變動率2.7%，調(diào)頻指數(shù)182%。

（2）#8機(jī)組。時間窗口：11點(diǎn)51分23秒，轉(zhuǎn)速3002，負(fù)荷889.993MW；11點(diǎn)58分22秒，轉(zhuǎn)速3003，負(fù)荷879.130MW；11點(diǎn)57分50秒，轉(zhuǎn)速3003.439，負(fù)荷876.695MW；12點(diǎn)01分05秒，轉(zhuǎn)速3003.820，負(fù)荷871.120MW。

結(jié)論：一次調(diào)頻動作良好，速度變動率3.76%，調(diào)頻指數(shù)133%。

6 結(jié)束語

一次調(diào)頻優(yōu)化是一個復(fù)雜的過程，影響因素很多，且對電網(wǎng)的穩(wěn)定性非常重要，在優(yōu)化一次調(diào)頻的時候，也要考慮機(jī)組協(xié)調(diào)的穩(wěn)定性，防止因一次調(diào)頻優(yōu)化好了，而協(xié)調(diào)控制因?yàn)榛蝿哟髤s無法投入，從而使一次調(diào)頻反而起不到穩(wěn)定電網(wǎng)的作用了。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：宋永強(qiáng)，男，工程師，主要從事：集控運(yùn)行工作。