東風電廠停機失敗原因分析及建議

摘要：本文從東風電廠遠程停機失敗的案例中分析失敗的根本原因，并就此原因進行改造，通過一段時間的運行，驗證改造的成功并為其他電廠的開停機流程改造提供可行性建議。

關鍵詞：烏江梯級電站；東風電廠；遠程集控；開、停機失敗；存在問題及建議

1概述

貴州烏江水電開發有限責任公司（以下簡稱烏江公司）現已全部建成投產的電站有洪家渡、東風、索風營、烏江渡、構皮灘、思林、沙沱、格里橋、大花水九座，現九座電站已全部實行“遠程集控、少人維護”模式。

烏江流域梯級各水電廠實行“8小時上班、24小時值班”模式。各電廠不再進行24小時不間斷監盤工作，主要依靠ON- CALL系統對本廠異常信息進行監視，在確保人身、電網、設備安全穩定運行的前提下，各廠的開、停機，有無功負荷調整、主變中性點分合、AGC、AVC投、退均由貴州烏江水電開發有限責任公司水電站遠程集控中心（以下簡稱“集控中心”）負責操作，極大的減少了電廠的操作任務，使電廠能最大化利用人力資源做好電廠的巡檢、維護及安全管理工作。

東風發電廠是烏江干流梯級電站的第二級，位于貴陽市和黔西縣交界的鴨池河段上，在三岔河匯合口下游8km處，距貴陽市88km。電廠總裝機容量695MW，電氣主接線為單母線分段接線（如圖1所示），發電機與變壓器采用單元接線。三回220kV出線（一回到田壩變、二回到干田變），220kV開關站電氣設備為SF6全封閉組合電器（GIS）；電站在系統中擔任調峰、調頻和事故備用任務，是貴州電網黑啟動的主力電廠之一，也是貴州首家實現遠方自動發電控制（AGC）和集控中心遠方自動開停機的電廠，同時又是貴州電網首家實現發電設備在線監測及狀態檢修的電廠。

2事件背景

1、某日15時13分35秒集控中心接到上級調度指令停東風電廠#3機，集控中心操作將東風電廠#3機有功負荷由120MW減至4MW，15時13分36秒，集控中心下達東風電廠#3機組LCU開始執行減有功負荷（目標值：4MW）流程。

2、15時13分59秒，集控下達東風#3機組減無功負荷指令（4Mvar），15時13分59秒，東風#3機組開始執行無功負荷（目標值：4Mvar）流程。

3、15 時 15 分 51 秒，集控下達東風#3 機組停機令。

4、15 時 15 分 52 秒，東風#3 機組開始執行停機流程。（注：停機過程包含減負荷過程：停機減有功負荷指令（0MW），停機減無功負荷指令（0MVar）。

5、15 時 15 分 52 秒，上位機報警 3 號機組有功功率變化過小，功率閉環退出（指減有功負荷流程）。

6、15 時 16 分 46 秒，上位機報警 3 號機組無功功率調節完成，功率閉環退出（指減無功負荷流程）。

7、15 時 19 分 12 秒，上位機報警 3 號機組有無功沒有小于 5MW，流程（指停機流程）退出。

8、15 時 19 分 12 秒，東風#3 機組停機流程復歸，停機不成功。

9、15 時 21 分 14 秒，東風#3 機組控制權切至東風廠控并下達#3機組停機令后，#3 機組執行成功。

3原因分析

首先，東風電廠停機流程中設置了減機組有、無功負荷的指令，在每次PLC收到停機指令后，會優先將機組的有、無功負荷減至“0”。

其次，東風機組減有功、無功負荷程序設計中，PLC收到有、無功負荷調節指令后，自動優先執行最先下發減有功、無功負荷指令，并開始在有、無功調節過程中計時，如果在執行過程中如果有人為下達新目標值，PLC程序將執行新下發的減有功、無功負荷指令（包括停機流程過程下發減有功、無功負荷指令），調節時間計時在已執行計時的基礎上繼續計時。機組有功、無功負荷調節是一個PID 調節的動態調節過程，調節被控量是一個不斷減少的過程，越接近目標值（給定值），調節被控量越小，調節速度也相應越慢，如果在規定的時間內，調節負荷變動過小，有、無功負荷調節將會退出，或在規定時間內機組有、無功負荷調節沒有調節至目標值， 有功、無功負荷調節功能也將退出。

東風#3機組停機流程退出的直接原因是由于執行停機流程時，停機流程的有、無功在規定的時間內（2 分鐘）沒有減少到 5MW 以下。間接原因是由于兩次減有功、無功負荷指令重疊（指令 1：集控人工下發減有功、無功命令；指令 2：停機流程自動下發減有功、無功命令），在集控下發#3 機組停機令之前，機組正在執行集控下發減有功負荷指令（4MW），減無功負荷指令（4MVar）過程。執行停機流程時，有功調節被控量已較小，調節速度較慢，在規定時間內（包含執行第一次指令計時），有功調節負荷變動過小，有、無功負荷調節退出，不再進行減負荷調節，從而導致停機流程超時退出停機流程。

4處理措施

1、在現有#3 機組有、無功負荷調節時限（調節時間系數=2）的基礎上將調節時間系數增加 1（即#3 機組有、無功負荷調節時間系數=3），以達到增加#3 機組有、無功負荷調節時間的目的。

2、根據東風發電廠運行規程要求，集控下達停機令之前不下達減負荷指令，直接下達停機令，避免出現有功調節被控量已較小，調節速度較慢，在規定時間內（包含執行第一次指令計時），有功調節負荷變動過小，有、無功負荷調節退出導致停機失敗的情況發生。

5結束語

東風電廠修改有、無功負荷調節時限，并要求在以后東風電廠停機時不下達減負荷指令而直接停機，東風電廠在接到停機指令后，退出單機AGC、AVC之后就直接下達停機指令，截止今日為止，東風電廠再也沒有出現因減負荷導致停機失敗的情況出現，鑒于目前烏江梯級各廠開、停機均由集控中心遠程操作，為了優化遠程集控，保證各廠機組開、停機的成功率，其他各廠可以參考東風電廠停機流程執行情況，以及調速器減負荷速率配合情況，修改或完善各廠開、停機流程，由于目前集控中心遠程控制梯級9座水電廠22臺機組，并且烏江公司水電在整個貴州電網調峰調頻中起著很大作用，這就導致集控中心會有大量的開、停機，目前除了東風和烏江新廠以外，其余電廠在停機前須將有、無功負荷減至“0”，并且很多電廠對于增減負荷的步長有明確要求不能直接將機組有功負荷從當前值減至“0”，從而增加了集控中心許多操作步驟，降低了遠程集控的安全，參考東風電廠直接下停機令的流程可以減少集控的操作步驟，有效保證遠程集控的安全，從而為公司產生良好的經濟效益和社會效益作出貢獻，促進公司又好又快的發展。

作者簡介：葛勇（1984），男，貴州貴陽人，工程師，從事水電站遠程控制和流域水庫調度工作.