火電機(jī)組高調(diào)門對(duì)大電源直供負(fù)荷的控制方法

丁玉璋,張長(zhǎng)茂,周懷斌,孫建明,王　杰（酒鋼集團(tuán)能源中心，甘肅嘉峪關(guān)，735100）

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火電機(jī)組高調(diào)門對(duì)大電源直供負(fù)荷的控制方法

丁玉璋,張長(zhǎng)茂,周懷斌,孫建明,王杰
（酒鋼集團(tuán)能源中心，甘肅嘉峪關(guān)，735100）

【摘要】火電機(jī)組在運(yùn)行期間，受供電側(cè)影響，機(jī)組需要快速甩負(fù)荷來滿足供電側(cè)需求，這就需要電網(wǎng)安穩(wěn)裝置動(dòng)作后，直接作用到機(jī)組調(diào)門，來快速甩負(fù)荷平衡電量要求。

【關(guān)鍵詞】火電機(jī)組;安穩(wěn)裝置;高周切機(jī);試驗(yàn)策略

1　前言

大電源直供負(fù)荷運(yùn)行最突出的特點(diǎn)，是由負(fù)荷控制轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率控制，要求調(diào)速系統(tǒng)具有符合要求的靜態(tài)特性、良好的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，以保證在用戶負(fù)荷變化的情況下自動(dòng)保持電網(wǎng)頻率[1]的穩(wěn)定。運(yùn)行人員關(guān)注的問題不再是負(fù)荷調(diào)整，而是調(diào)整電網(wǎng)頻率，使之維持在額定頻率的附近。由于電網(wǎng)容量較小，電網(wǎng)頻率變化快，其中旋轉(zhuǎn)慣量?jī)?chǔ)存的動(dòng)能和鍋爐群所具備的熱力勢(shì)能均較小，需要機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)具有更高的靈敏度和更快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。

安穩(wěn)裝置[2]是為保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行而采取的控制系統(tǒng)，一般由安裝在下級(jí)變電站和大型發(fā)電廠組成。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生短路或異常運(yùn)行工況時(shí)，各控制子站將信息綜合后送主站，同時(shí)接受主站發(fā)送來的遠(yuǎn)方切負(fù)荷或切機(jī)命令。安穩(wěn)裝置作用就是維持系統(tǒng)功角穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定和頻率穩(wěn)定，保證電網(wǎng)的可靠運(yùn)行。

安穩(wěn)裝置動(dòng)作，高周切機(jī)不能達(dá)到預(yù)期效果，小機(jī)組切機(jī)時(shí)間不能滿足電網(wǎng)要求，這就需要一種快速而又負(fù)荷降幅達(dá)到一定量，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)負(fù)荷側(cè)需求的可實(shí)施方案。故此我們將安穩(wěn)高周切機(jī)策略改為高周切機(jī)與高周快速關(guān)閉大機(jī)組調(diào)速汽門降出力。使高調(diào)閥快關(guān)電磁閥帶電，調(diào)門快關(guān)后快速減負(fù)荷，從而測(cè)試動(dòng)作時(shí)間及負(fù)荷變化量。

2　試驗(yàn)機(jī)組簡(jiǎn)介

嘉峪關(guān)宏晟電熱公司電廠單機(jī)容量為350 MW，鍋爐為東方鍋爐股份有限公司的生產(chǎn)的型號(hào)：DG-1200/25.4-域4，超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行螺旋管圈直流爐。汽輪機(jī)采用東方汽輪機(jī)廠制造的CJK/350/277—0.4/24.2/566/566型超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組。DCS、DEH系統(tǒng)均采用美國(guó)愛默生ovation3.3.1系統(tǒng)。本機(jī)組主要運(yùn)行方式為CCS協(xié)調(diào)控制、單閥運(yùn)行方式。

2.1機(jī)組高調(diào)門甩負(fù)荷策略簡(jiǎn)述

機(jī)組負(fù)荷控制在260 MW工控下，且控制方式為協(xié)調(diào)。模擬電網(wǎng)安穩(wěn)裝置動(dòng)作后，機(jī)組由協(xié)調(diào)方式切為閥控方式，高調(diào)門快關(guān)，機(jī)組快速甩負(fù)荷量在20~25 MW之間，機(jī)組工況穩(wěn)定，負(fù)荷趨于平穩(wěn)。

具體試驗(yàn)過程及數(shù)據(jù)分析：

機(jī)組工況：協(xié)調(diào)方式下，負(fù)荷控制在260 MW點(diǎn)下，單閥運(yùn)行方式。

試驗(yàn)共做了三次，以下為試驗(yàn)數(shù)據(jù)

第一次：模擬安穩(wěn)裝置動(dòng)作信號(hào)，機(jī)組負(fù)荷瞬間由259.507 MW變?yōu)?39.012 MW，負(fù)荷變化20.495 MW,時(shí)間間隔為100 ms，CV1閥門反饋由27.506%變?yōu)?.353%，高溫過熱器出口壓力為20.646 MPa無變化，總?cè)剂蠟?00.773 t/h無變化，總給水量827.158 t/h無變化，轉(zhuǎn)速3002 r/min無變化，機(jī)組協(xié)調(diào)方式切除。1 s時(shí)間變化數(shù)據(jù)為負(fù)荷235.404 MW，CV1閥門反饋1.353%，高溫過熱器出口壓力為20.646 MPa，總?cè)剂?、總給水量、轉(zhuǎn)速無變化；2 s時(shí)間變化數(shù)據(jù)為負(fù)荷233.105 MW，CV1閥門反饋1.353%，高溫過熱器出口壓力為20.888 MPa，總?cè)剂?、總給水量、轉(zhuǎn)速無變化；29 s后負(fù)荷將至最低為220.499 MW，負(fù)荷變化39.008 MW，高溫過熱器出口壓力最高21.744 MPa，總?cè)剂蠠o變化，總給水量767.527 t/h。

第二次：模擬安穩(wěn)裝置動(dòng)作信號(hào)，機(jī)組負(fù)荷瞬間無變化，閥位反饋由26.913%變?yōu)?.154%，時(shí)間間隔為1 s，負(fù)荷由259.943 MW變?yōu)?37.347 MW,變化量為22.596 MW,其他參數(shù)無變化。2 s時(shí)間變化數(shù)據(jù)為負(fù)荷234.77 MW，變化量為25.173 MW,高溫過熱器出口壓力20.845 MPa變?yōu)?1.096 MPa，總?cè)剂稀⒖偨o水量、轉(zhuǎn)速無變化；44 s后負(fù)荷將至最低為218.556 MW，負(fù)荷變化41.387 MW，高溫過熱器出口壓力最高22.321 MPa，總?cè)剂蠟?03.623 t/h，總給水量757.292 t/h。

第三次：模擬安穩(wěn)裝置動(dòng)作信號(hào)，機(jī)組負(fù)荷瞬間無變化，閥位反饋由26.721%變?yōu)?.215%，時(shí)間間隔為1 s，負(fù)荷由260.181 MW變?yōu)?36.911 MW,變化量為23.27 MW,其他參數(shù)無變化。2 s時(shí)間變化數(shù)據(jù)為負(fù)荷234.492 MW，變化量為25.689 MW,高溫過熱器出口壓力、總?cè)剂?、總給水量、轉(zhuǎn)速無變化；37 s后負(fù)荷將至最低為216.574 MW，負(fù)荷變化43.607 MW，高溫過熱器出口壓力最高23.028 MPa，總?cè)剂蠟?02.714 t/h，總給水量745.555 t/h。

2.2高調(diào)門快關(guān)甩負(fù)荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

為消除機(jī)組正常運(yùn)行過程中壓力對(duì)調(diào)頻性能的削弱作用和不同負(fù)荷段由于調(diào)門特性差異導(dǎo)致調(diào)頻性能不滿足相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求的情況，宏晟機(jī)組對(duì)一次調(diào)頻前饋回路進(jìn)行了壓力校正、負(fù)荷段校正，一定程度上解決了不同負(fù)荷段、不同運(yùn)行壓力情況下機(jī)組的一次調(diào)頻性能能夠滿足指標(biāo)要求。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。

表1　新6#機(jī)組CV1快關(guān)甩負(fù)荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

2.3試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

根據(jù)機(jī)組在260 MW負(fù)荷點(diǎn)進(jìn)行的高調(diào)門甩負(fù)荷數(shù)據(jù)分析，當(dāng)安穩(wěn)裝置動(dòng)作后，機(jī)組首先由協(xié)調(diào)方式切為閥控方式，觸發(fā)信號(hào)直接作用到高調(diào)門快關(guān)電磁閥上，負(fù)荷在1 s內(nèi)發(fā)生變化，降幅在20 MW左右，機(jī)組其他設(shè)備均正常，無異?，F(xiàn)象。

3　結(jié)論

通過試驗(yàn)分析所得，模擬安穩(wěn)裝置動(dòng)作，負(fù)荷在1 s后變化，平均變化量為22.933 MW；負(fù)荷在2 s時(shí)平均變化量為25.431 MW；負(fù)荷在1 min中平均最大變化量為42.497 MW，試驗(yàn)達(dá)到預(yù)期效果。

[參考文獻(xiàn)]

[1]中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)主編.電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范GB/T50062-2008[M].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社.2008.

Control Method of High Regulating Valve for Direct Load of Large Power Supply of Thermal Power Generating Unit

Ding Yuzhang, Zhang Changmao, Zhou Huaibin, Sun Jianming, Wang Jie
(JISCO Energy Centre, Jiyuguan, Gansu 735100, China)

[Abstract]During the operation of thermal power generating unit, affected by power sup-ply side the unit has to urgently shed load to satisfy the demand of power supply. This makes it necessary that after the grid safety and stability device acts it directly applies to the regulating valve of the unit to quickly shed load and balance power supply.

[Keywords]thermal power generating unit; safety and stability device; high-frequency u-nit tripping; test strategy

作者簡(jiǎn)介：丁玉璋（1983-），男，2011年畢業(yè)于蘭州理工大學(xué)機(jī)械制造及自動(dòng)化專業(yè)，大學(xué)本科學(xué)歷，工程師現(xiàn)從事電廠的專業(yè)技術(shù)管理工作。

收稿日期：2015-06-04

【中圖分類號(hào)】TM31

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【文章編號(hào)】1006-6764（2015）10-0050-02