關(guān)于汽輪發(fā)電機組一次調(diào)頻分析

摘 要：在電能質(zhì)量和電網(wǎng)穩(wěn)定運行上，電網(wǎng)頻率具有著非常重要的作用，它能夠有效的平衡電路系統(tǒng)供需能量，當電路系統(tǒng)中用電和供電之間的平衡被打破時，電網(wǎng)頻率就會發(fā)生偏離。而一旦電網(wǎng)頻率出現(xiàn)偏離就會造成非常嚴重的影響，如果影響不大則可能只會讓耗能得以增加，但是倘若影響嚴重，就會損壞了相關(guān)設(shè)備，甚至會促使電網(wǎng)逐漸癱瘓，而想要解決這個問題，避免問題的發(fā)生就需要進行調(diào)頻。本文主要對汽輪發(fā)電機組的一次調(diào)頻進行分析和研究。

關(guān)鍵詞：汽輪發(fā)電機組；一次調(diào)頻；電力系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.147

0 引言

隨著近幾年來我國實施的西電東送、全國聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略方針，具有大容量和高參數(shù)的發(fā)電機組和輸電技術(shù)的不斷發(fā)展和深入，以及不斷增長的用電量和電網(wǎng)承受較大瞬態(tài)負荷的沖擊概率，促使我國電能和電網(wǎng)的質(zhì)量和穩(wěn)定性都遭受到了很大程度的影響。為了讓電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行得到保障，讓電能的質(zhì)量和電網(wǎng)頻率的控制水平都能夠得到有效提升，讓其因為不斷變化的電網(wǎng)負荷而引發(fā)的頻率波動能夠得到快速解除，就必須將一次調(diào)頻功能運用到電網(wǎng)發(fā)電機組中。

1 一次調(diào)頻的要求

1.1 穩(wěn)定性要求

將一次調(diào)頻功能進行投入的基礎(chǔ)就在于要具有穩(wěn)定性。如果在運作一次調(diào)頻的過程中，會對發(fā)電機組的安全穩(wěn)定運行造成不利影響，則就會讓一次調(diào)頻功能對電網(wǎng)的作品遭受減弱，甚至不但不會起到幫助，還會危害到電網(wǎng)的運行，促使電網(wǎng)事故擴大[1]。因此，只有將相應(yīng)的條件創(chuàng)造出來，并確保其可以讓發(fā)電機組運用一次調(diào)頻后的穩(wěn)定性得到保障，通常情況下，實現(xiàn)這種目標的的方法主要是對一次調(diào)頻高低負荷進行限制設(shè)定、對動作負荷進行限幅、調(diào)整速度變動率等。

1.2 快速性要求

一次調(diào)頻功能的主要特點就是具有快速性。其主要是指偏移后電網(wǎng)頻率負荷變化的響應(yīng)和穩(wěn)定時間，通常情況下響應(yīng)時間應(yīng)該在三秒以上，穩(wěn)定時間應(yīng)該在一分鐘以上。結(jié)合汽輪機負荷和鍋爐之間，前者具有較快的響應(yīng)時間，后者具有較慢的響應(yīng)時間的特點來看，可以對汽輪機調(diào)節(jié)負荷這種方法進行運用。

1.3 持續(xù)性要求

所謂持續(xù)性主要是指一次調(diào)頻在運行后，應(yīng)該盡可能的保持住發(fā)電機組所貢獻的負荷，保證長時間下不會發(fā)生回調(diào)促使調(diào)頻被削弱現(xiàn)象的發(fā)生。因為一次調(diào)頻想要實現(xiàn)快速響應(yīng)需要借助于鍋爐蓄熱，當其運作時間過于長的時候，鍋爐所蓄的熱能就會不斷消耗掉，從而也就會讓機前壓力調(diào)節(jié)品質(zhì)逐漸的降低，進而對所貢獻負荷造成嚴重影響[2]。因此，只有在其響應(yīng)的同時讓鍋爐也發(fā)生響應(yīng)，才能對燃燒做到快速調(diào)整。

1.4 有效性要求

所謂有效性指的是一次調(diào)頻運作的負荷幅度必須要達到對應(yīng)的頻差理論運作值。一次調(diào)頻如果正處于開環(huán)控制的時候，和它的調(diào)頻能力，也就是運作負荷存在聯(lián)系的主要是閥門流量特性和機前壓力，其主要是比例有差調(diào)節(jié)，通常情況下很難達到理論值上，所以就需要對負荷的給定值進行改變，借助于PID調(diào)節(jié)來讓無差調(diào)節(jié)得以實現(xiàn)。

2 汽輪發(fā)電機組一次調(diào)頻具體分析

據(jù)相關(guān)電網(wǎng)事故調(diào)查顯示，雖然一次調(diào)頻運用之后的確能夠使電網(wǎng)頻率偏離得到有效緩解，但是同樣也具有一些不利影響。由于一些機組盲區(qū)、速度變動率沒有做到合理設(shè)置以及調(diào)門運作的速率遭受到一定的限制等其他情況，從而致使一次調(diào)頻響應(yīng)速度較為緩慢、運作負荷幅度存在嚴重不足、回調(diào)甚至停止運作等[3]。一些機組在進行一次調(diào)頻運作時，DCS、DEH兩側(cè)沒能有效同步，造成這種現(xiàn)象的主要原因是由于DCS和DEH兩側(cè)所取用的頻差存在差異，從而致使前者頻差信號宜取自后者，且還能讓信號精度得到保證。

對于機組盲區(qū)電網(wǎng)設(shè)置應(yīng)該標準定為±2轉(zhuǎn)/每分鐘，但是這個數(shù)值只是在電網(wǎng)頻率調(diào)整的正常范圍內(nèi)，所以也就促使機組一次調(diào)頻的動作過于頻繁，從而致使油電機組出現(xiàn)漏油的現(xiàn)象。當某個供熱機組缺乏工業(yè)抽汽調(diào)節(jié)組態(tài)時，如果進行一次調(diào)頻運作，就會造成機組熱和電負荷耦合振蕩現(xiàn)象的發(fā)生，從而促使有功功率低頻振蕩現(xiàn)象出現(xiàn)在機組中，進而促使機組的安全穩(wěn)定運行受到嚴重的影響。

循環(huán)流化床機組所采取的方法大都是協(xié)調(diào)機跟鍋爐，在這種方法下，鍋爐的調(diào)功和機調(diào)壓，在進行一次調(diào)頻之后，機前壓力波動就會讓調(diào)門的回調(diào)速度得到提升，從而使得壓力得以維持住，形成動作負荷回調(diào)。當機組滑壓運行或者高負荷主汽壓出現(xiàn)偏低現(xiàn)象的時候，會讓調(diào)門發(fā)生較大的開度并超過拐點，此時倘若一次調(diào)頻動作被電網(wǎng)頻率降低，雖然調(diào)門是在開展狀態(tài)下，但是流量存在較小的變化，因此依然很難上升到理論動作值上，從而也就促使一次調(diào)頻的作用遭受到一定程度的削弱。

此外，在一些機組上還發(fā)現(xiàn)，但有功功率低頻振蕩出現(xiàn)在電網(wǎng)上的時候，一次調(diào)頻很有可能會促使機組負荷振蕩故障更加的嚴重，振蕩形勢出現(xiàn)惡化，而且還會讓調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制油流量發(fā)生較大程度的波動現(xiàn)象發(fā)生，從而讓大幅度擺動的EH油泵電流和油管振動的現(xiàn)象發(fā)生。雖然想要讓一次調(diào)頻存在的功能問題得到有效解決并不是很難辦到，但是，通常情況下一次調(diào)頻的主要作用是服務(wù)于電網(wǎng)，它對機組本身卻并沒有什么有益之處，因此想要電廠花費大量的資金和資源去解決一次調(diào)頻所存在的問題就顯得很難實現(xiàn)，特別是在當下電廠和電網(wǎng)已經(jīng)分開的局勢下，就更難辦到。因此，這就需要相關(guān)部門及早的將相關(guān)的管理措施和獎懲機制給建立起來，并做到嚴格的落實貫徹，借此來讓機網(wǎng)協(xié)調(diào)能夠加強。

3 總結(jié)

綜上所述，雖然并入到電網(wǎng)中的機組容量和型式都存在著很大差異，調(diào)節(jié)系統(tǒng)也存在一定程度的差別，但是只要合理的運用好一次調(diào)頻，是可以在機組安全穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)上讓自身的作用得到充分發(fā)揮，對電網(wǎng)頻率的波動做到快速響應(yīng)。因此，不管是解決負荷沖擊上，還是在電能質(zhì)量的提高和穩(wěn)定運行上，都是有著非常重要的作用和意義。

參考文獻：

[1]徐衍會，王珍珍，翁洪杰.一次調(diào)頻試驗引發(fā)低頻振蕩實例及機理分析[J].電力系統(tǒng)自動化，2013（23）：119-124.

[2]文立斌.基于電網(wǎng)穩(wěn)定計算的汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)仿真研究[J].廣西電力，2013（04）：5-8.

[3]李闖.600MW汽輪發(fā)電機組一次調(diào)頻動態(tài)分析的研究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014（09）：151.

作者簡介：金賢星（1978-），男，浙江臺州人，助理工程師，研究方向：電廠設(shè)備運行和維護。