亭子口水電廠上網(wǎng)出力調(diào)整方式及策略探究

(嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司，四川 蒼溪，628400)

亭子口水電廠上網(wǎng)出力調(diào)整方式及策略探究

丘書通

(嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司，四川 蒼溪，628400)

本文通過列舉討論亭子口電廠在新的上網(wǎng)出力調(diào)整方式等新規(guī)試行階段，所采取上網(wǎng)出力調(diào)整策略與避免不合格電量考核的若干方法的嘗試，對比分析亭子口電廠在不同調(diào)整策略下，所產(chǎn)生考核電量的多少。其目的一是尋找出最優(yōu)的上網(wǎng)出力調(diào)整方式，避免因方式選擇不當(dāng)，給企業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失；二是從側(cè)面論證四川省負(fù)荷調(diào)整新規(guī)的試行前后對發(fā)電企業(yè)上網(wǎng)出力調(diào)整方式改變的不同影響；三是為川內(nèi)各發(fā)電企業(yè)試行調(diào)整新規(guī)時，提供案例借鑒，避免因嘗試不同調(diào)整策略，而產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)損失。

負(fù)荷調(diào)整新規(guī) 調(diào)整方式 最優(yōu)調(diào)整策略 亭子口水電廠

1 引言

正值“十三五”電力供給側(cè)市場改革之際，電力企業(yè)主動適應(yīng)新常態(tài)，為實現(xiàn)電量供需平衡市場化調(diào)控的順利過渡，達(dá)到節(jié)能減排、平衡供需的目的。國網(wǎng)四川電調(diào)度中心出臺了相關(guān)的并網(wǎng)電廠上網(wǎng)出力調(diào)整方式及考核試行規(guī)定，川內(nèi)各發(fā)電企業(yè)主動合規(guī)，紛紛試行新的上網(wǎng)出力調(diào)整方式和考核辦法。

亭子口水電站采用混流式機(jī)組，總裝機(jī)容量4×275MW，單機(jī)275MW，機(jī)組爬坡率60MW/min。電站位于川東北廣元市蒼溪縣嘉陵江干流中段，作為四川省網(wǎng)川東北地區(qū)重要的電源點，對川東北地區(qū)電力供應(yīng)保障具有重要意義。本文通過列舉討論亭子口電廠在新的上網(wǎng)出力調(diào)整方式等新規(guī)試行階段，所采取上網(wǎng)出力調(diào)整策略與避免不合格電量考核的若干方法的嘗試。

2 并網(wǎng)發(fā)電廠上網(wǎng)出力調(diào)度指令相關(guān)規(guī)則

據(jù)《四川電力系統(tǒng)省調(diào)直調(diào)并網(wǎng)發(fā)電廠上網(wǎng)出力調(diào)度指令執(zhí)行規(guī)則(試行)》可知，調(diào)度負(fù)荷指令即用于指定并網(wǎng)發(fā)電廠上網(wǎng)有功出力的調(diào)整方法。常用的調(diào)度負(fù)荷指令有以下幾種：設(shè)置上網(wǎng)出力(固定負(fù)荷)；調(diào)頻；執(zhí)行日前發(fā)電計劃(回曲線)；執(zhí)行日內(nèi)滾動計劃(日內(nèi)曲線)。即并網(wǎng)發(fā)電廠運(yùn)行值班人員自接到調(diào)度平臺下發(fā)負(fù)荷調(diào)整指令后，在調(diào)令中指定的時間開始按計劃單元爬坡率調(diào)整全廠上網(wǎng)出力。一條完整的調(diào)令由調(diào)令時間、調(diào)令類型、調(diào)令屬性三個部分組成(如圖1所示)。

圖1 調(diào)令的結(jié)構(gòu)組成

2.1 調(diào)度指令的定義和釋義

2.1.1 設(shè)置上網(wǎng)出力(固定負(fù)荷)

并網(wǎng)發(fā)電廠接到該調(diào)令后，在調(diào)令中指定的時間點開始按計劃單元爬坡率調(diào)整上網(wǎng)出力，即“到點加減負(fù)荷”。調(diào)整到位后，保持當(dāng)前負(fù)荷，未接到下一條調(diào)令不改變。

2.1.2 執(zhí)行日前發(fā)電計劃

指并網(wǎng)發(fā)電廠按省調(diào)日前下發(fā)的96點發(fā)電計劃，調(diào)整上網(wǎng)出力。在接到該調(diào)令后，應(yīng)從調(diào)令時間開始按日前96點發(fā)電計劃調(diào)整上網(wǎng)出力，除調(diào)令時間點外，以后的每一個時間點到達(dá)時，其上網(wǎng)出力均要調(diào)整到位，即“到點已到”。上網(wǎng)出力開始變化時間按下述公式計算：

則：上網(wǎng)出力開始變化時間(時：分)

2.1.3 執(zhí)行日內(nèi)滾動計劃

指并網(wǎng)發(fā)電廠按省調(diào)日內(nèi)滾動系統(tǒng)即時下發(fā)的發(fā)電計劃調(diào)整計劃單元上網(wǎng)出力。在接到該調(diào)令后，應(yīng)從調(diào)令時間開始按日內(nèi)滾動計劃調(diào)整上網(wǎng)出力，其調(diào)整方法與“執(zhí)行日前發(fā)電計劃”一致，即“到點已到”。

省調(diào)日內(nèi)滾動系統(tǒng)會根據(jù)系統(tǒng)用電負(fù)荷變化、電力交易達(dá)成等情況，通過智能調(diào)度平臺下發(fā)未來4h各時間點的日內(nèi)滾動計劃值，其中靠近當(dāng)前時間的后兩個時間點的日內(nèi)滾動計劃值為確定值；其余時間點的日內(nèi)滾動計劃值為預(yù)測值，后續(xù)下發(fā)的這些時間點的日內(nèi)滾動計劃值可能會發(fā)生變化。

2.1.4 調(diào)頻

指并網(wǎng)發(fā)電廠從該調(diào)令的調(diào)令時間開始，按值班調(diào)度員要求的約束條件和注意事項，進(jìn)行上網(wǎng)出力的調(diào)整，該調(diào)令執(zhí)行期間不進(jìn)行日發(fā)電計劃偏差考核。

2.2 調(diào)令屬性

2.2.1 普通

并網(wǎng)發(fā)電廠除按調(diào)令類型的要求進(jìn)行上網(wǎng)有功出力調(diào)整外，無其它特別要求。

2.2.2 事故跳閘

并網(wǎng)發(fā)電廠因發(fā)電機(jī)組跳閘，或升壓站設(shè)備、送出線路跳閘，導(dǎo)致上網(wǎng)出力突變，值班調(diào)度員補(bǔ)充下達(dá)調(diào)令時間為跳閘時間、調(diào)令類型為設(shè)置上網(wǎng)出力、調(diào)令屬性為事故跳閘的調(diào)令，避免跳閘引起有功突降而考核爬坡率。

2.2.3 有償有功備用

并網(wǎng)發(fā)電廠除按調(diào)令類型的要求進(jìn)行上網(wǎng)出力調(diào)整外，按有償有功備用調(diào)令屬性指定的數(shù)值提供有功旋轉(zhuǎn)備用。

2.2.4 有償無功調(diào)壓

并網(wǎng)發(fā)電廠除按調(diào)令類型的要求進(jìn)行上網(wǎng)出力調(diào)整外，按有償無功調(diào)壓調(diào)令屬性要求在低于規(guī)定的功率因素情況下，向系統(tǒng)吸收或注入無功協(xié)助調(diào)壓，或并網(wǎng)水電廠開出指定數(shù)量機(jī)組在低負(fù)荷調(diào)相運(yùn)行工況下提供無功服務(wù)。

2.2.5 深度調(diào)峰

值班調(diào)度員下達(dá)調(diào)令類型為設(shè)置上網(wǎng)出力、調(diào)令屬性為深度調(diào)峰的調(diào)令，并網(wǎng)火電機(jī)組超過基本調(diào)峰范圍進(jìn)行深度調(diào)峰。并網(wǎng)發(fā)電廠接到該調(diào)令后，應(yīng)在調(diào)令時間開始從調(diào)令時間上網(wǎng)出力按計劃單元爬坡率，將上網(wǎng)出力調(diào)整至調(diào)令中給定的數(shù)值以下，既“到點加減出力”。隨后，上網(wǎng)出力可等于或小于調(diào)令中給定的數(shù)值，但不應(yīng)高于調(diào)令中給定的數(shù)值。

2.3 調(diào)令類型與調(diào)令屬性主要組合

調(diào)令類型與調(diào)令屬性主要組合如圖2所示。

圖2 調(diào)令類型與調(diào)令屬性主要組合

(1)當(dāng)前調(diào)令為上網(wǎng)出力(固定負(fù)荷)，調(diào)令屬性則對應(yīng)為普通、事故跳閘、有償有功備用、有償無功調(diào)壓、調(diào)峰；

(2)當(dāng)前調(diào)令為執(zhí)行日前發(fā)電(日內(nèi)滾動)計劃，調(diào)令屬性則對應(yīng)為普通、有償有功備用、有償無功調(diào)壓、有償無功調(diào)壓開機(jī)*臺；

(3)當(dāng)前調(diào)令為調(diào)頻，調(diào)令屬性則對應(yīng)為普通、有償有功備用、有償無功調(diào)壓、有償無功調(diào)壓開機(jī)*臺。

3 亭子口電廠負(fù)荷指令的調(diào)整方式及策略

根據(jù)本文第2、3小節(jié)所述，除了嚴(yán)格按調(diào)令屬性要求調(diào)整負(fù)荷及機(jī)組的起停、旋轉(zhuǎn)備用、無功補(bǔ)償?shù)龋{(diào)令執(zhí)行的時間也有著嚴(yán)格的要求；同一調(diào)令類型可以匹配不同的調(diào)令屬性組合，針對不同的調(diào)令組合，需采取的負(fù)荷調(diào)整策略也有所不同。

3.1 亭子口上網(wǎng)出力的調(diào)整方式

(1)若當(dāng)前調(diào)令為設(shè)置“上網(wǎng)出力(固定負(fù)荷)”時，即在“到點加減出力”原則下，自接到該調(diào)令后，按調(diào)令提示開始時間，按計劃單元爬坡率60(MW/min)執(zhí)行上網(wǎng)出力的調(diào)整(增加或減少)。

譬如上一條調(diào)令為“9∶00執(zhí)行日前發(fā)電(日內(nèi)滾動)計劃(曲線：200MW)”，上網(wǎng)出力則按負(fù)荷曲線調(diào)整，當(dāng)9∶15調(diào)令變更為設(shè)置上網(wǎng)出力網(wǎng)(固定：400MW)時，則從9∶15開始，按計劃單元爬坡率60(MW/min)，調(diào)整上網(wǎng)出力至計劃值(固定：400MW)保持不變，直至下條調(diào)令下達(dá)。

(2)若當(dāng)前調(diào)令為“執(zhí)行日前發(fā)電(日內(nèi)滾動)計劃”時，即按“點到已到”原則加減出力，從調(diào)令提示時間開始按日前96點發(fā)電計劃調(diào)整上網(wǎng)出力，除調(diào)令下達(dá)的時間點外，隨后的每一個時間點(0分、15分、30分、45分)到達(dá)時，上網(wǎng)出力的調(diào)整均按計劃單元爬坡率60(MW/min)執(zhí)行“到點已到”。

譬如上一條調(diào)令為“9∶45設(shè)置上網(wǎng)出力(固定：300MW)”，上網(wǎng)出力則保持不變，直至下一條調(diào)令的下達(dá)。當(dāng)10∶00調(diào)令變更為執(zhí)行日前發(fā)電(日內(nèi)滾動)計劃(曲線：10∶00 300MW，10∶15 200MW)時，按計劃單元爬坡率60(MW/min)，則依據(jù)本文“2.1.2節(jié)”公式(1)計算所得，從10∶13開始調(diào)整上網(wǎng)出力，至10∶15時，保證上網(wǎng)出力為200MW，直至下條調(diào)令下達(dá)。

(3)當(dāng)前調(diào)令為“調(diào)頻”時，則從該調(diào)令的調(diào)令時間開始，按值班調(diào)度員要求的約束條件和注意事項，進(jìn)行上網(wǎng)出力的調(diào)整，該調(diào)令執(zhí)行期間不進(jìn)行日發(fā)電計劃偏差考核。

①從“調(diào)頻”到“執(zhí)行日前發(fā)電(日內(nèi)滾動)計劃”：當(dāng)前調(diào)令為調(diào)頻(250MW)，值班調(diào)度員下令9∶45執(zhí)行日前發(fā)電計劃(日內(nèi)滾動計劃)(9∶45 200MW；10∶00 300MW)，調(diào)令屬性為普通，則計劃單元讀取9∶45時的實際有功上網(wǎng)出力值(250MW)，則經(jīng)本文“2.1.2節(jié)”公式(1)計算所得，從9∶45至10∶00的上網(wǎng)出力變化情況。9∶45至9∶50應(yīng)維持250MW的上網(wǎng)出力，從9∶59開始按計劃單元爬坡率(60MW/min)增加上網(wǎng)出力，10∶00加至300MW。

②“設(shè)置上網(wǎng)出力”到“調(diào)頻”：當(dāng)前調(diào)令為09∶00設(shè)置上網(wǎng)出力(固定：200MW)，值班調(diào)度員下令09∶00調(diào)頻，調(diào)令屬性普通，則從09∶00開始計劃單元按值班調(diào)度員要求的約束條件和注意事項，進(jìn)行上網(wǎng)出力的調(diào)整，該調(diào)令執(zhí)行期間不進(jìn)行日發(fā)電計劃偏差考核。

3.2 亭子口不同調(diào)整方式及策略對比分析

根據(jù)《華中區(qū)域并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理實施細(xì)則》和《華中區(qū)域發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理實施細(xì)則》相關(guān)規(guī)定：“電力調(diào)度對日發(fā)電計劃偏差的考核：電網(wǎng)頻率正常，實際出力偏離機(jī)組額定容量±2%及以上，即偏差部分電量為考核電量。”

在執(zhí)行日前發(fā)電計劃(日內(nèi)滾動計劃)時，除嚴(yán)格按調(diào)令屬性相關(guān)要求及點到已到的上網(wǎng)出力調(diào)整原則調(diào)整上網(wǎng)出力外，因執(zhí)行的當(dāng)前調(diào)令時上網(wǎng)出力調(diào)整時間選擇的不同，調(diào)整過程中產(chǎn)生日發(fā)電計劃偏差的考核也有所不同。

3.2.1 按計劃單元爬坡率的時間要求進(jìn)行調(diào)整的策略

(1)按計劃單元爬坡率(60MW/min)的時間要求調(diào)整，先加減整除計劃單元爬坡率(60MW/min)后的最小余數(shù)負(fù)荷值，后加減整除數(shù)的負(fù)荷值，所產(chǎn)生的偏差考核電量數(shù)較大；

(2)按計劃單元爬坡率(60MW/min)的時間要求調(diào)整，先加減整除數(shù)負(fù)荷，后加減整除計劃單元爬坡率(60MW/min)后的最小余數(shù)負(fù)荷值，所產(chǎn)生的偏差考核電量數(shù)小。

3.2.2 按調(diào)令平臺提示時間進(jìn)行調(diào)整的策略

調(diào)令平臺提示時間為“(**時∶**分)上網(wǎng)出力至**MW”，提示時間只精確到分鐘級；以下采取該策略方式下所產(chǎn)生的偏差考核電量數(shù)額較大。

3.2.3 按公式計算所得的時間進(jìn)行調(diào)整的策略

按上網(wǎng)出力開始變化時間計算公式計算所得的時間進(jìn)行上網(wǎng)出力調(diào)整，時間可精確到秒鐘級；采取該策略方式下理論上所產(chǎn)生的偏差考核電量較少，然而，因監(jiān)控PID調(diào)節(jié)速率及調(diào)速器響應(yīng)時間比率、PID調(diào)節(jié)速率等技術(shù)參數(shù)的配置上，允許存在技術(shù)層面上的偏差，故從監(jiān)控上位機(jī)的下令到調(diào)速器的執(zhí)行、反饋環(huán)節(jié)，負(fù)荷調(diào)整指令的執(zhí)行，時間上存在1s～2s的延遲響應(yīng)，綜合所產(chǎn)生的偏差考核電量也會有所增加。

3.3 最優(yōu)的上網(wǎng)出力調(diào)整方式的選擇

經(jīng)過我廠相關(guān)專業(yè)人員與四川國網(wǎng)調(diào)度計劃處相關(guān)負(fù)責(zé)人聯(lián)系咨詢，以及對比我廠在新規(guī)試行階段中，所采取的不同的負(fù)荷調(diào)整方式和策略所產(chǎn)生考核電量的多少，進(jìn)行分析論證，最終決定采取以下上網(wǎng)出力調(diào)整策略和方式：

(1)按計劃單元爬坡率(60MW/min)的時間要求調(diào)整，先加減整除數(shù)負(fù)荷數(shù)，后加減整除計劃單元爬坡率(60MW/min)后的最小余數(shù)負(fù)荷值，所產(chǎn)生的偏差考核電量較少。

譬如：當(dāng)前執(zhí)行日前發(fā)電計劃(9∶00 200MW、9∶30 400MW)，嚴(yán)格按計劃單元爬坡率(60MW/min)在09∶26時，先增加上網(wǎng)出力至380MW，最后再增加上網(wǎng)出力至400MW，9∶30到點已到。

(2)按調(diào)令平臺執(zhí)行提示的開始調(diào)整時間，結(jié)合上網(wǎng)出力開始變化時間計算公式計算所得的時間進(jìn)行上網(wǎng)出力調(diào)整，調(diào)整時間精確保留至分鐘級，給監(jiān)控系統(tǒng)和調(diào)速器PID調(diào)節(jié)指令的延遲響應(yīng)，留夠充足響應(yīng)時間；采取該策略方式下所產(chǎn)生的偏差考核電量數(shù)額較少。

4 結(jié)論

筆者通過上述一系列數(shù)據(jù)及方法的列舉、對比分析、找到最優(yōu)的調(diào)整方式，同時從優(yōu)化運(yùn)行角度思考發(fā)電企業(yè)新規(guī)定試行前后的優(yōu)劣及影響。并針對新規(guī)定試行前后所遇到問題進(jìn)行探討和分析，并列舉若干的應(yīng)對方法。為川內(nèi)各發(fā)電企業(yè)主動合規(guī)，試行調(diào)整新規(guī)時，提供案例借鑒，減少和避免因嘗試不同調(diào)整策略，而產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)損失。

TV737∶TM73

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2095-1809(2017)06-0060-04

丘書通(1989.06-)，男，廣西陸川人，本科，助理電自工程師，從事水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行值班工作。