330MW機(jī)組一次調(diào)頻性能分析和創(chuàng)新改善

張少男

330MW機(jī)組一次調(diào)頻性能分析和創(chuàng)新改善

張少男

（華潤電力（漣源）有限公司 湖南漣源 417100）

本文介紹了華潤電力（漣源）有限公司針對(duì)于電網(wǎng)一次調(diào)頻性能考核分析過程中所發(fā)現(xiàn)的問題，同時(shí)利用精益管理思想建立專項(xiàng)SGA小組一次調(diào)頻考核機(jī)理進(jìn)行層層剖析，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題加以細(xì)致分析，逐項(xiàng)制定有針對(duì)性的優(yōu)化措施，采用邊實(shí)施邊發(fā)現(xiàn)問題邊分析的優(yōu)化思路，經(jīng)2015年實(shí)際驗(yàn)證，我司一次調(diào)頻性能創(chuàng)省內(nèi)電廠最佳成績(jī)，為公司樹立了良好的市場(chǎng)形象，本文對(duì)于存在一次調(diào)頻考核較嚴(yán)重的電廠具有一定的借鑒意義。

一次調(diào)頻；性能分析；創(chuàng)新；性能優(yōu)化

1 利用精益管理思想挖掘一次調(diào)頻內(nèi)在問題并加以分析

成立專題SGA小組綜合分析一次調(diào)頻考核具體原因，徹底搞清一次調(diào)頻考核機(jī)理，從我司的客觀環(huán)境出發(fā)，組織多次專業(yè)討論，攻克難題，抽絲剝繭，層層挖掘，從中把握每一個(gè)具體環(huán)節(jié)，利用精益思維，思考改善方向和空間。

1.1 頻率問題

我司一次調(diào)頻原頻差信號(hào)是經(jīng)DEH轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速差轉(zhuǎn)換而來，而電網(wǎng)則是通過對(duì)省內(nèi)各區(qū)域電廠PMU裝置傳送的電壓和電流經(jīng)計(jì)算轉(zhuǎn)換的頻率的算術(shù)平均值，也就是說電網(wǎng)考核用的是網(wǎng)頻，電廠所送的頻率只作為參考，對(duì)比我司DCS考核趨勢(shì)圖發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速差信號(hào)與PMU裝置中的頻率存在誤差，轉(zhuǎn)速差信號(hào)轉(zhuǎn)換為3003.699rpm時(shí)發(fā)電機(jī)頻率轉(zhuǎn)換為3004.679rpm，分別超出死區(qū)1.69rpm、2.67rpm，兩者誤差1rpm，相當(dāng)于2.2MW功率，2.2MW誤差在一次調(diào)頻的持續(xù)累計(jì)會(huì)對(duì)一次調(diào)頻貢獻(xiàn)量造成影響。

誤差產(chǎn)生的原因：DEH轉(zhuǎn)速測(cè)量是由機(jī)械量轉(zhuǎn)為電信號(hào)再發(fā)送給DEH系統(tǒng)，轉(zhuǎn)換過程中測(cè)量精度必然會(huì)存在誤差，加之轉(zhuǎn)換和傳遞信號(hào)的延遲性，使得用汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速作為頻差，對(duì)一次調(diào)頻的響應(yīng)及時(shí)性及貢獻(xiàn)幅度均會(huì)造成影響。

1.2 CCS與DEH之間傳遞誤差

我司DEH和DCS系統(tǒng)屬于兩套獨(dú)立系統(tǒng)，系統(tǒng)間信號(hào)傳遞通過硬接線方式實(shí)現(xiàn)，通過信號(hào)傳遞試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)線路間傳輸存在非常大的非線性固有誤差，這就造成DEH頻差指令輸出到DCS系統(tǒng)時(shí)存在較大誤差，DCS側(cè)一次調(diào)頻作用大大削弱。

1.3 控制邏輯存在多處問題

一次調(diào)頻的控制邏輯是基建期簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)的策略，存在如功率PID調(diào)節(jié)參數(shù)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)速不等率合理性，系統(tǒng)一次調(diào)頻前饋回路，高、低負(fù)荷階段頻繁考核，一次調(diào)頻調(diào)頻超限后補(bǔ)償控制回路。

1.4 PMU裝置與控制器周期問題

電網(wǎng)調(diào)度一次調(diào)頻系統(tǒng)考核依據(jù)數(shù)據(jù)全部采用PMU系統(tǒng)接入，該系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集周期為40ms；我司MCS功率及一次調(diào)頻計(jì)算處理回路執(zhí)行周期為500ms；發(fā)電機(jī)頻率變送器量程在45～55Hz，量程過大，數(shù)據(jù)顯示誤差也同樣大。

分析：兩者周期存在誤差，可能會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)的采集和執(zhí)行帶來影響，比如電網(wǎng)處頻率發(fā)生變化開始進(jìn)行考核，但由于我司周期的不同步，可能還未進(jìn)入一次調(diào)頻的動(dòng)作范圍，造成頻率響應(yīng)不及時(shí)，同時(shí)頻率的誤差也會(huì)使分析判斷構(gòu)成影響。

2 一次調(diào)頻功能綜合優(yōu)化

2.1 解決頻差問題

在發(fā)電機(jī)出口加裝三個(gè)量程為49～51Hz高精度頻率變送器專用于一次調(diào)頻，測(cè)量發(fā)電機(jī)出口的高精度頻率變送器，由于其相對(duì)于轉(zhuǎn)速來說更接近網(wǎng)頻，且測(cè)量的方法也是通過對(duì)電壓電流等電信號(hào)的實(shí)測(cè)計(jì)算，數(shù)據(jù)延遲小，響應(yīng)電網(wǎng)頻率波動(dòng)及時(shí)性強(qiáng)，對(duì)于解決一次調(diào)頻的響應(yīng)行為和貢獻(xiàn)幅度均有重要作用，經(jīng)實(shí)踐證明用高精度頻率差代替原轉(zhuǎn)速差對(duì)于提升一次調(diào)頻的調(diào)節(jié)性能有明顯的效果。

2.2 在CCS與DEH之間進(jìn)行修正補(bǔ)償

在CCS與DEH間的信號(hào)回路間更換有源信號(hào)隔離器，消除外部干擾，同時(shí)開拓性的進(jìn)行非線性補(bǔ)償，消除固有偏差，經(jīng)信號(hào)儀測(cè)試滿足信號(hào)傳遞要求，誤差從平均超出0.45改善為在±0.02內(nèi)，數(shù)據(jù)未失真，消除了系統(tǒng)間信號(hào)傳遞的誤差，確保指令輸出的準(zhǔn)確性和一致性。

2.3 控制邏輯優(yōu)化

（1）優(yōu)化DCS側(cè)功率調(diào)節(jié)PID參數(shù)，根據(jù)調(diào)節(jié)方向及區(qū)間，建立隨動(dòng)PID參數(shù)，提高DEH側(cè)一次調(diào)頻前饋調(diào)節(jié)參數(shù)，增加主汽壓力補(bǔ)償與閉鎖條件。

（2）優(yōu)化功率PID參數(shù)后，在功率指令處加入AGC與實(shí)發(fā)功率之間的偏差校正回路，以提高功率調(diào)節(jié)的精度和調(diào)節(jié)速度。

（3）當(dāng)一次調(diào)頻調(diào)節(jié)越限超出±2.5rpm并且持續(xù)5s后，適當(dāng)增加調(diào)頻指令±1rpm，盡可能提高一次調(diào)頻幅度。

（4）當(dāng)一次調(diào)頻存在長(zhǎng)期調(diào)節(jié)時(shí)，如超出1min后，適當(dāng)增加調(diào)頻指令，盡可能提高一次調(diào)頻的理論貢獻(xiàn)幅度。并且做好相應(yīng)閉鎖，以防止大幅調(diào)節(jié)對(duì)機(jī)組主汽壓及主汽溫造成的不利影響。

（5）在不影響協(xié)調(diào)控制回路安全性的前提下，盡可能的提高控制回路采集、運(yùn)算、執(zhí)行的掃描周期，降低掃描周期不同而帶來的影響。

2.4 對(duì)比省內(nèi)其他電廠考核情況制定優(yōu)化措施

通過對(duì)5月份湖南電網(wǎng)火電機(jī)組的一次調(diào)頻情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。

表1

由表1可知，5月并網(wǎng)火電機(jī)組中一次調(diào)頻表現(xiàn)最好的機(jī)組為湘潭電廠2號(hào)機(jī)組，其不合格次數(shù)為11次，合格率98.51%，通過了解該廠2號(hào)機(jī)組的一次調(diào)頻功能由湖南省湘電試驗(yàn)研究院有限公司于2012年完成其性能優(yōu)化工作。根據(jù)湘潭電廠經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我司DEH系統(tǒng)調(diào)頻回路進(jìn)行優(yōu)化。

3 結(jié)語

2014年末成立的一次調(diào)頻性能改善SGA小組，將該項(xiàng)工作作為2015年度重要指標(biāo)來開展工作，通過主動(dòng)與電網(wǎng)方式科專家深入溝通，徹底搞清一次調(diào)頻考核機(jī)理，對(duì)我司的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)逐一分析排查，全方面梳理一次調(diào)頻的考核原因，加以總結(jié)提煉形成綜合分析，隨著汽輪機(jī)流量特性優(yōu)化試驗(yàn)、汽機(jī)轉(zhuǎn)速差與頻差轉(zhuǎn)換，DEH至DCS系統(tǒng)間信號(hào)補(bǔ)償、功率變送器隔離柵的位置優(yōu)化、控制邏輯優(yōu)化等措施實(shí)施后，編寫多篇相關(guān)技術(shù)改造方案、異動(dòng)、考核分析報(bào)告、減免報(bào)告等一系列工作開展后，一次調(diào)頻工作取得突破性進(jìn)展，減輕公司壓力同時(shí)樹立湖南電力市場(chǎng)兩項(xiàng)細(xì)則示范單位，在湖南電力市場(chǎng)獨(dú)樹一幟。

[1]鄭濤，高伏英.基于PMU的機(jī)組一次調(diào)頻特性參數(shù)在線監(jiān)測(cè).電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2009，6.

[2]楊振勇，李衛(wèi)華，駱意.火力發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻問題研究.華北電力技術(shù)，2013，4.

TM621

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1004-7344（2016）33-0159-01

2016-10-20