660MW火電機(jī)組一次調(diào)頻問(wèn)題分析及優(yōu)化

1.于歡歡 2.張 巖 2.張 赫

1.吉林省經(jīng)濟(jì)管理干部學(xué)院 2.華能九臺(tái)電廠

1 引言

該電廠采用超臨界一次中間再熱、高中壓合缸單軸三缸四排汽冷凝式汽輪發(fā)電機(jī)組，汽輪機(jī)采用高中壓聯(lián)合方式啟動(dòng)，高壓主汽門(mén)方式?jīng)_轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速達(dá)到2900RPM時(shí)切換到高壓調(diào)門(mén)控制升速、帶負(fù)荷。每臺(tái)機(jī)組配有兩個(gè)T)、四個(gè)G)、兩個(gè)RSV、四個(gè)IV，汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)為DEH，電子設(shè)備采用為西門(mén)子的T3000系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)采用高壓抗燃油EH裝置。

2 優(yōu)化前一次調(diào)頻控制方式

一次調(diào)頻是指當(dāng)電網(wǎng)頻率超出規(guī)定的正常范圍后，電網(wǎng)頻率的變化使一次調(diào)頻的各機(jī)組自動(dòng)地增減機(jī)組的有功功率，從而使電網(wǎng)頻率趨于50Hz并穩(wěn)定。

該電廠分為三種控制方式：閥控方式、功控方式及協(xié)調(diào)和DEH聯(lián)合控制方式，前兩種方式都是由機(jī)組DEH實(shí)現(xiàn)，即通過(guò)頻差信號(hào)轉(zhuǎn)化量的大小，疊加在汽輪機(jī)調(diào)速汽門(mén)指令的方式，完成了對(duì)機(jī)組一次調(diào)頻響應(yīng)。第三種是由DCS和DEH共同作用實(shí)現(xiàn)，為避免出現(xiàn)負(fù)荷反調(diào)現(xiàn)象，在協(xié)調(diào)方式投入AGC 運(yùn)行時(shí)，投入頻率校正回路和壓力拉回回路。

3 一次調(diào)頻存在的問(wèn)題

機(jī)組投產(chǎn)后經(jīng)過(guò)多次檢修，機(jī)組閥門(mén)流量特性曲線發(fā)生變化，機(jī)組滑壓運(yùn)行曲線偏移，致使一次調(diào)頻響應(yīng)時(shí)間、快慢程度、調(diào)節(jié)量等產(chǎn)生誤差。

經(jīng)過(guò)曲線分析和試驗(yàn)證明，該電廠一次調(diào)頻存在幾大主要問(wèn)題：

第一，機(jī)組調(diào)節(jié)閥門(mén)流量曲線發(fā)生變化，出現(xiàn)線性不匹配，使一次調(diào)頻與實(shí)際需求流量相差大，閥門(mén)響應(yīng)程度不一致，閥門(mén)擺動(dòng)等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響機(jī)組調(diào)節(jié)。

第二，機(jī)組定滑壓曲線不合適，在現(xiàn)有曲線下運(yùn)行，機(jī)組保持的主控指令過(guò)大，門(mén)前壓力過(guò)低，使閥門(mén)調(diào)節(jié)余量過(guò)小，門(mén)前儲(chǔ)存能量不足，導(dǎo)致機(jī)組在短暫響應(yīng)之后，20S左右易出現(xiàn)負(fù)荷下降的問(wèn)題，不能滿足一次調(diào)頻調(diào)節(jié)負(fù)荷要求。

第三，機(jī)組DCS側(cè)汽機(jī)主控指令送到DEH側(cè)為硬件接線連接，存在信號(hào)衰減，違反重要信號(hào)冗余配置原則，存在危險(xiǎn)隱患。

第四，機(jī)組投產(chǎn)初期，一次調(diào)頻要求標(biāo)準(zhǔn)不高，對(duì)于機(jī)組響應(yīng)時(shí)間、變化速度、60S內(nèi)調(diào)節(jié)負(fù)荷要求不高，所以導(dǎo)致頻差指令轉(zhuǎn)換閥門(mén)開(kāi)度過(guò)小，有關(guān)系數(shù)不合適，導(dǎo)致機(jī)組響應(yīng)指標(biāo)不合格。

第五，在三種方式的調(diào)節(jié)回路中，對(duì)于頻差信號(hào)對(duì)應(yīng)負(fù)荷變化上下限沒(méi)有限制，會(huì)導(dǎo)致機(jī)組過(guò)調(diào)或者燃燒不穩(wěn)。

4 解決問(wèn)題方法

第一，針對(duì)閥門(mén)流量曲線不準(zhǔn)確問(wèn)題。經(jīng)試驗(yàn)，得到相應(yīng)準(zhǔn)確的閥門(mén)流量曲線函數(shù)，保證汽機(jī)閥門(mén)在單閥或順閥狀態(tài)下，綜合閥位指令與蒸汽流量保持一定線性比例關(guān)系，順閥時(shí)保證4個(gè)高調(diào)閥重疊度合適，每個(gè)閥平穩(wěn)開(kāi)關(guān)，確保機(jī)組穩(wěn)定前提下一次調(diào)頻合格。圖1為做出新的閥位流量曲線；

圖1 閥位流量曲線

第二，對(duì)于機(jī)組定滑壓曲線函數(shù)不合適問(wèn)題。經(jīng)試驗(yàn)，得到準(zhǔn)確的定滑壓曲線，保證機(jī)組穩(wěn)定，滿足門(mén)前蓄能不足問(wèn)題，兼顧機(jī)組經(jīng)濟(jì)性，滿足一次調(diào)頻調(diào)節(jié)。

第三，對(duì)于汽機(jī)主控信號(hào)衰減問(wèn)題。采取增加兩路硬接線，保證重要信號(hào)冗余配置的原則。再設(shè)計(jì)一個(gè)通信點(diǎn)，把汽機(jī)主控指令用通信方式從DCS傳給DEH，在畫(huà)面上做一個(gè)切換按鈕，在正常時(shí)用通信指令，當(dāng)通信出問(wèn)題時(shí)在用硬接線指令，保證信號(hào)不出衰減問(wèn)題，信號(hào)可靠。

第四，對(duì)于頻差信號(hào)轉(zhuǎn)換閥門(mén)指令量小問(wèn)題。轉(zhuǎn)換系數(shù)，采取經(jīng)驗(yàn)法和試湊法，算出最優(yōu)系數(shù)，保證機(jī)組一次調(diào)頻在增減負(fù)荷時(shí)，不出現(xiàn)過(guò)調(diào)和調(diào)節(jié)幅度小的可能，該電廠系數(shù)在閥控方式時(shí)，系數(shù)由0.15改為0.38，協(xié)調(diào)方式由0.11改為0.29。

第五，對(duì)于一次調(diào)頻調(diào)節(jié)的負(fù)荷變化，沒(méi)有上下限問(wèn)題。根據(jù)吉林電網(wǎng)一次調(diào)頻最大出力要求，滿足額定負(fù)荷的6%，計(jì)算得±40MW。在機(jī)組負(fù)荷達(dá)到260MW穩(wěn)燃負(fù)荷時(shí)，在DEH側(cè)一次調(diào)頻負(fù)荷指令上限改為：660MW減去當(dāng)前負(fù)荷，最大不高于40MW；在DEH側(cè)一次調(diào)頻負(fù)荷指令下限改為：260MW減去當(dāng)前負(fù)荷，最小不低于-40MW；

5 結(jié)論

通過(guò)上述試驗(yàn)驗(yàn)證，機(jī)組一次調(diào)頻試驗(yàn)，人為給定頻差信號(hào)±4轉(zhuǎn)±6轉(zhuǎn)，然后通過(guò)對(duì)比3S/15S/45S變化結(jié)果，一次調(diào)頻的負(fù)荷響應(yīng)滯后時(shí)間：小于3s；一次調(diào)頻的負(fù)荷調(diào)整幅度：所有機(jī)組在15s內(nèi)達(dá)到理論計(jì)算的一次調(diào)頻的最大負(fù)荷調(diào)整幅度的90%；調(diào)整幅度的偏差：在電網(wǎng)頻率變化超過(guò)機(jī)組一次調(diào)頻死區(qū)時(shí)開(kāi)始的45s內(nèi)，機(jī)組實(shí)際出力與響應(yīng)目標(biāo)偏差的平均值應(yīng)在理論計(jì)算的調(diào)整幅度的±5%內(nèi)。完全滿足了機(jī)組一次調(diào)頻的需求。

[1]龔雪麗，電廠一次調(diào)頻控制策略的分析及優(yōu)化[J].電力建設(shè)，2005(9)

[2]劉康寧，紀(jì)云鋒，DEH系統(tǒng)一次調(diào)頻功能實(shí)踐[J].電力建設(shè)，2006(7)