1000MW超超臨界火電機組實際負荷與負荷指令偏差分析

王金飛　盛廣玉

摘要：隨著電力行業(yè)的高速發(fā)展，大容量、高參數(shù)機組在電網(wǎng)中的占比逐漸增大，絕大部分機組均采用單元制運行方式。在單元制運行方式中，單元機組輸出的實際電功率與負荷要求是否一致，反映了機組與外部電網(wǎng)的供求平衡關(guān)系，同樣也反映了機組協(xié)調(diào)控制能力的可靠性。

關(guān)鍵詞：1000MW;超超臨界;負荷偏差

中圖分類號：TM6

文獻標識碼：A文章編號：2095-6487（2019）03-0071-02

0引言

在機組內(nèi)部系統(tǒng)方面，由于大容量機組鍋爐和汽輪機在動態(tài)運行中存在一定的差異，一般情況下汽輪機對負荷請求響應(yīng)快，而鍋爐對負荷響應(yīng)速率相對較慢，所以單元機組內(nèi)外兩個能量供求關(guān)系相互受到制約，外部電網(wǎng)負荷響應(yīng)能力相比較于內(nèi)部運行參數(shù)之間存在著固有矛盾，這也是造成機組負荷與負荷指令偏差的一個原因。現(xiàn)今大容量單元機組正常運行過程中均采用協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（Coordinate?Control?System，簡稱CCS），CCS控制系統(tǒng)運行方式解決了負荷控制中的內(nèi)外兩個能量供求方面的不平衡。

1設(shè)備概況

某公司百萬機組鍋爐采用的是上海鍋爐廠生產(chǎn)的SG-3044/27.46-M535型超超臨界參數(shù)直流鍋爐，單爐膛、一次再熱、平衡通風、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、切圓燃燒方式塔式鍋爐。鍋爐出口蒸汽參數(shù)為27.46MPa（a）/605/603*C，對應(yīng)汽機的進口參數(shù)為26.25MPa（a）/600/600°C。鍋爐在燃用設(shè)計煤種，最低穩(wěn)燃負荷不大于35%BMCR時，不投油長期安全穩(wěn)定運行，并在最低穩(wěn)燃負荷及以上范圍內(nèi)滿足自動化投入率100%的要求”。

#5機組汽輪機采用的是上海電氣集團生產(chǎn)的N1000-26.25/600/600（TC4F）型超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸、四排汽汽輪機、凝汽式、雙背壓、八級回熱抽汽汽輪機。機組高壓旁路容量按100%BMCR（4X25%）設(shè)置，低壓旁路容量按65%容量設(shè)置。

發(fā)電機為上海電氣集團股份有限公司生產(chǎn)的型號THDF125/67發(fā)電機，額定（銘牌）功率1000MW，額定功率因數(shù)0.9。勵磁方式采用STGC生產(chǎn)的無刷旋轉(zhuǎn)勵磁系統(tǒng)，勵磁控制系統(tǒng)設(shè)備是ABB公司生產(chǎn)的Unitro15000系列，型號為A5T-0/C7P3-A250。機組在正常運行時控制方式為CCS方式，AGC、AVC、一次調(diào)頻均正常投入，機組負荷上下限分別為1000MW、550MW，機組負荷率為20MW/min。

2實際負荷與負荷指令偏差大分析

#5機組協(xié)調(diào)控制方式，AGC正常投入、一次調(diào)頻正常投入。機組負荷指令802.5MW，機組實際負荷升至839.4MW，負荷偏差近40MW。機組負荷監(jiān)控曲線如圖1所示。

某電廠百萬機組正常運行負荷控制方式通常可以接受來自3個方面的負荷指令，分別是①電網(wǎng)控制中心負荷指令（AGC）。②非CCS控制方式下本地負荷指令。③一次調(diào)頻動作期間電網(wǎng)調(diào)頻要求負荷指令。

在負荷指令與實際負荷偏差期間AGC正常投入，CCS控制方式正常投入，機組負荷指令應(yīng)由AGC電網(wǎng)負荷控制，造成負荷偏差的原因排除AGC與本地負荷的影響[2]。#5機組為了優(yōu)化汽機調(diào)門響應(yīng)速率時，在DCS側(cè)負荷指令傳輸?shù)紻EH側(cè)負荷指令時，增加了壓力修正，即壓力拉回回路。壓力拉回回路分為欠壓拉回回路、超壓拉回回路、高壓拉回回路。

欠壓拉回回路是當主汽壓力小于主汽壓力設(shè)定值0.7MPa，回路動作，輸出負荷偏置0MW，最大動作值為主汽壓小于壓力設(shè)定值大于1.5MPa，輸出負荷偏置-8MW。即實際壓力小于壓力設(shè)定值時，為了防止壓力進一步下降，通過降低負荷關(guān)小高調(diào)門來實現(xiàn)提壓的目的。

超壓拉回回路是當主汽壓力大于壓力設(shè)定值0.7MPa時，輸出負荷偏置0MW，當主汽壓力大于壓力設(shè)定值1.5MPa及以上時，輸出負荷偏置為30MW。當主汽壓力小于壓力設(shè)定值0.7MPa時，輸出負荷偏置0MW，當主汽壓力小于壓力設(shè)定值1MW，輸出負荷偏置15MW。支路二，當主汽壓力小于25.5MPa以下，輸出恒為1，當主汽壓大于26MPa時，輸出開始從1.2的系數(shù)以某一函數(shù)逐步遞增。超壓拉回回路有一個增益系數(shù)，隨著主汽壓力的升高，系數(shù)逐漸增大（25.5MPa系數(shù)1，26.6MPa系數(shù)1.5）

高壓拉回回路是當主汽壓力大于26.6MPa才開始作用，即當主汽壓力大于26.6MPa，輸出負荷偏置為0，主汽壓大于27.5MPa，輸出負荷偏置15MW，26.6MPa與27.5MPa之間的輸出值通過函數(shù)關(guān)系得出。

負荷偏差過程中實際壓力是遠低于壓力設(shè)定值的，壓力偏差最大近1MPa，按照壓力拉回回路邏輯設(shè)置，此時應(yīng)該是降負荷，所以此次負荷偏差并不是壓力拉回回路引起的。負荷偏差壓力曲線如圖2所示。

在機組調(diào)頻功率大于13MW，AGC-FREQ動作時，機組負荷指令即開始跟蹤實際負荷，因煤質(zhì)及工況的波動，實際負荷出現(xiàn)小幅上升過程，此時機組負荷指令持續(xù)跟蹤實際負荷，造成負荷持續(xù)升高過程，最高負荷偏差接近40MW。當調(diào)頻功率小于13MW時，AGC-FREQ動作終止，負荷指令跟蹤AGC電網(wǎng)調(diào)度指令，機組恢復(fù)正常運行方式3。

3結(jié)束語

某電廠該百萬機組設(shè)置AGC一FREQ動作的目的是防止在電網(wǎng)調(diào)度一次調(diào)頻動作期間，防止機組出現(xiàn)反調(diào)現(xiàn)象，在一次調(diào)頻動作期間，AGC以及本地負荷指令權(quán)限次于一次調(diào)頻動作權(quán)限，保證了電網(wǎng)日常調(diào)度的可靠性。

參考文獻

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