百萬千瓦機組一次調(diào)頻動作效果分析

王俊 張凱泉

摘要：本文分析了某機組運行中影響一次調(diào)頻正確動作的因素，并對所有因素進行了細致分析，找出了影響一次調(diào)頻動作效果差的關(guān)鍵因素，并加以改進，解決了該機組一次調(diào)頻頻繁被考核的問題。

關(guān)鍵詞：一次調(diào)頻;正確動作;DHE;死區(qū)函數(shù)

16年6月份以來，某廠“兩個細則”考核中一次調(diào)頻費用為明顯增加，主要原因為#1、#2機組一次調(diào)頻正確動作率低于80%，其中#1機組自6月份B修后并網(wǎng)以來一次調(diào)頻效果下降明顯，考核費用相應(yīng)大幅增加。

一、16年四臺機組一次調(diào)頻月正確動作率數(shù)據(jù)

從上表可以看出，四臺機組中#3、#4機組一次調(diào)頻正確動作率較好，#1、#2機組一次調(diào)頻正確動作率相對較差（月正確動作率低于80%則被考核），特別是#1機組下半年月正確動作率低于80%。

查閱某廠機組一次調(diào)頻效果歷史數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，一次調(diào)頻動作相反或者調(diào)頻效果達不到考核要求的情況可分為兩類：（1）負荷大于900MW以上，汽輪機調(diào)門基本處于全開狀態(tài)，機組基本失去調(diào)頻能力。（2）機組負荷低于900MW，調(diào)門并未全開，機組具備調(diào)頻能力。

以#1機組15年7月份數(shù)據(jù)為例，一次調(diào)頻動作情況統(tǒng)計如下：全月調(diào)頻點共2784個，被考核點為1764個，其中1230個點未動或者動作相反，其余534個點雖動作方向正確，但調(diào)頻效果低于0.6。

從#1機組一次調(diào)頻數(shù)據(jù)來看，出現(xiàn)了大量低負荷工況時一次調(diào)頻效果為零的情況，900MW以下被考核點占總調(diào)頻點的36%。而低負荷工況時，機組主汽調(diào)門并未處于全開位。因此#1機組在負荷低于900MW工況時一次調(diào)頻效果差是導(dǎo)致月度一次調(diào)頻正確動作率低于80%的主要原因。

二、一次調(diào)頻調(diào)節(jié)原理

一次調(diào)頻是電網(wǎng)的靜態(tài)調(diào)頻特性，其特點是通過電網(wǎng)中各機組調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性，利用機組的蓄能承擔電網(wǎng)負荷變化，最終使電網(wǎng)頻率形成一個穩(wěn)態(tài)頻率偏差，一次調(diào)頻依靠原動機調(diào)速系統(tǒng)自動完成，其響應(yīng)時間約為幾秒。其動作效果主要跟機組的轉(zhuǎn)速不等率、遲緩率、轉(zhuǎn)速死區(qū)以及主機調(diào)門門開度有關(guān)。

當電網(wǎng)中所有機組的調(diào)速系統(tǒng)都參與一次調(diào)頻時，電網(wǎng)將負荷擾動按各機組的不等率分配到各臺機組上，不等率小的機組將承擔較多的負荷分配。電網(wǎng)中各機組通常按容量相對值承擔一次調(diào)頻量。各機組的不等率具有大致相同的數(shù)值，一般為4%—5%。

一次調(diào)頻回路一般都在DEH實現(xiàn)，同時在CCS進行補償。只要頻差信號大于2轉(zhuǎn)，一次調(diào)頻回路將始終影響負荷控制回路的輸出，最終使機組的實發(fā)功率與負荷指令不相等。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的功率閉環(huán)校正回路，其作用于汽機主控回路，如果不對DEH的一次調(diào)頻作用在CCS上進行補償，CCS的功率閉環(huán)校正回路將把這一過程視為內(nèi)擾，由于比例積分的調(diào)節(jié)作用，又會把負荷控制回路的輸出拉回，從而影響一次調(diào)頻效果。因此在后續(xù)的分析中我們從DCS的協(xié)調(diào)控制部分與DEH的一次調(diào)頻調(diào)節(jié)回路部分進行了觀察分析。下圖為一次調(diào)頻邏輯簡圖：

綜上所述，影響機組一次調(diào)頻效果的因素分別是：a、機組遲緩率;b、主汽調(diào)門開度;c、協(xié)調(diào)控制邏輯中參數(shù)設(shè)定;d、DEH邏輯中參數(shù)設(shè)定。

三、影響一次調(diào)頻動作效果原因分析

1、機組遲緩率：機組遲緩率為機組的故有特性，調(diào)速系統(tǒng)中由于各部件的摩擦、卡澀、不靈活以及連桿、絞鏈等結(jié)合處的間隙、錯油門的重疊度等因素造成的動作遲緩程度。#1機組B修后一次調(diào)頻效果變差，不排除在檢修中機組特性發(fā)生變化，但可能性較小且在機組正常運行中無法對其進行調(diào)整。因此暫不認為機組遲緩率是影響機組一次調(diào)頻效果差的主要原因。

2、主汽調(diào)門開度：影響主汽調(diào)門開度的主要因素是鍋爐側(cè)主汽壓力設(shè)定值。2015年9月份以來，各臺機組適當提高了500MW～900 MW之間的主汽滑壓曲線設(shè)定值，改善機組了帶高負荷能力，一次調(diào)頻月正確動作率基本能達到80%以上。但17年機組檢修過后，#1機組一次調(diào)頻正確動作率大幅下降，查詢機組主汽滑壓曲線并未發(fā)生變化，因此一次調(diào)頻月正確動作率低的主要原因不是機組主汽滑壓曲線。

3、DCS協(xié)調(diào)控制一次調(diào)頻回路分析

DCS側(cè)一次調(diào)頻主要控制思路為：頻差信號折算為功率指令加入到功率總指令MWD，經(jīng)疊加了頻差功率指令后的功率指令一方面生成BID指令，進入汽機主控后經(jīng)一次調(diào)頻反向閉鎖后送入DEH。通過排查邏輯發(fā)現(xiàn)#1機組因INFIT的投入，一次調(diào)頻反向閉鎖被屏蔽。聯(lián)系熱控人員將DCS側(cè)反向閉鎖恢復(fù)，但該月一次調(diào)頻正確動作率仍不合格，因此DCS側(cè)一次調(diào)頻反向閉鎖也不是正確動作率的主要原因。

4、DEH一次調(diào)頻回路分析

DEH側(cè)一次調(diào)頻主要控制思路為：DEH通過轉(zhuǎn)速偏差計算得出一個調(diào)頻分量，該調(diào)頻分量通過死區(qū)函數(shù)判斷后，經(jīng)過計算送入負荷調(diào)節(jié)器（調(diào)頻分量除了送入負荷調(diào)節(jié)器前饋外還直接疊加如在負荷調(diào)節(jié)器出口，以加快響應(yīng)速度。）動作主汽調(diào)門以響應(yīng)負荷達到一次調(diào)頻的目的。

通過查閱機組一次調(diào)頻動作記錄發(fā)現(xiàn)：20117年1月12日06：02至06：12這一時間段，DEH側(cè)#1機組一次調(diào)頻動作次數(shù)為3次，#2機組動作次數(shù)為12次，并且#1機組一次調(diào)頻動作量較#2機組小、維持時間短且指令響應(yīng)較為遲緩。調(diào)閱#1機組檢修前曲線，發(fā)現(xiàn)#1、#2機組一次調(diào)頻動作情況大致相同，而在#1機組檢修后DEH側(cè)一次調(diào)頻動作情況產(chǎn)生了惡化。經(jīng)過分析認為#1調(diào)頻動作效果差的原因為DEH側(cè)邏輯設(shè)置異常。通過對DEH側(cè)邏輯的分析比對，發(fā)現(xiàn)#1機組一次調(diào)頻的頻差死區(qū)函數(shù)較#2機組范圍小，修改該函數(shù)后，#1機組一次調(diào)頻動作效果明顯提升。

四、邏輯優(yōu)化前后#1機組一次調(diào)頻動作情況對比

經(jīng)過修改DEH側(cè)一次調(diào)頻控制邏輯后，#1機組一次調(diào)頻效果大為改觀：

五、小結(jié)：

16年6月以來，#1機組一次調(diào)頻效果差主要原因為DEH側(cè)一次調(diào)頻參數(shù)設(shè)置不合理，對其優(yōu)化后一次調(diào)頻效果明顯好轉(zhuǎn)。因此在機組一次調(diào)頻效果差，頻繁被考核時，應(yīng)及時核對機組邏輯設(shè)置，查找出檢修后因邏輯下裝導(dǎo)致的邏輯參數(shù)異常，從而提高機組一次調(diào)頻動作效果。

參考文獻

[1]電力系統(tǒng)分析，韓禎祥，浙江大學出版社。

作者簡介：王?。?983年12月），男，江蘇，本科，工程師，研究方向：電廠集控運行。

白培強（19813年1月），男，山西，本科，工程師，研究方向：電廠集控運行。

（作者單位：華能玉環(huán)電廠）