百萬千瓦機(jī)組一次調(diào)頻動(dòng)作效果分析

王俊 張凱泉

摘要：本文分析了某機(jī)組運(yùn)行中影響一次調(diào)頻正確動(dòng)作的因素，并對(duì)所有因素進(jìn)行了細(xì)致分析，找出了影響一次調(diào)頻動(dòng)作效果差的關(guān)鍵因素，并加以改進(jìn)，解決了該機(jī)組一次調(diào)頻頻繁被考核的問題。

關(guān)鍵詞：一次調(diào)頻;正確動(dòng)作;DHE;死區(qū)函數(shù)

16年6月份以來，某廠“兩個(gè)細(xì)則”考核中一次調(diào)頻費(fèi)用為明顯增加，主要原因?yàn)?1、#2機(jī)組一次調(diào)頻正確動(dòng)作率低于80%，其中#1機(jī)組自6月份B修后并網(wǎng)以來一次調(diào)頻效果下降明顯，考核費(fèi)用相應(yīng)大幅增加。

一、16年四臺(tái)機(jī)組一次調(diào)頻月正確動(dòng)作率數(shù)據(jù)

從上表可以看出，四臺(tái)機(jī)組中#3、#4機(jī)組一次調(diào)頻正確動(dòng)作率較好，#1、#2機(jī)組一次調(diào)頻正確動(dòng)作率相對(duì)較差（月正確動(dòng)作率低于80%則被考核），特別是#1機(jī)組下半年月正確動(dòng)作率低于80%。

查閱某廠機(jī)組一次調(diào)頻效果歷史數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，一次調(diào)頻動(dòng)作相反或者調(diào)頻效果達(dá)不到考核要求的情況可分為兩類：（1）負(fù)荷大于900MW以上，汽輪機(jī)調(diào)門基本處于全開狀態(tài)，機(jī)組基本失去調(diào)頻能力。（2）機(jī)組負(fù)荷低于900MW，調(diào)門并未全開，機(jī)組具備調(diào)頻能力。

以#1機(jī)組15年7月份數(shù)據(jù)為例，一次調(diào)頻動(dòng)作情況統(tǒng)計(jì)如下：全月調(diào)頻點(diǎn)共2784個(gè)，被考核點(diǎn)為1764個(gè)，其中1230個(gè)點(diǎn)未動(dòng)或者動(dòng)作相反，其余534個(gè)點(diǎn)雖動(dòng)作方向正確，但調(diào)頻效果低于0.6。

從#1機(jī)組一次調(diào)頻數(shù)據(jù)來看，出現(xiàn)了大量低負(fù)荷工況時(shí)一次調(diào)頻效果為零的情況，900MW以下被考核點(diǎn)占總調(diào)頻點(diǎn)的36%。而低負(fù)荷工況時(shí)，機(jī)組主汽調(diào)門并未處于全開位。因此#1機(jī)組在負(fù)荷低于900MW工況時(shí)一次調(diào)頻效果差是導(dǎo)致月度一次調(diào)頻正確動(dòng)作率低于80%的主要原因。

二、一次調(diào)頻調(diào)節(jié)原理

一次調(diào)頻是電網(wǎng)的靜態(tài)調(diào)頻特性，其特點(diǎn)是通過電網(wǎng)中各機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性，利用機(jī)組的蓄能承擔(dān)電網(wǎng)負(fù)荷變化，最終使電網(wǎng)頻率形成一個(gè)穩(wěn)態(tài)頻率偏差，一次調(diào)頻依靠原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)自動(dòng)完成，其響應(yīng)時(shí)間約為幾秒。其動(dòng)作效果主要跟機(jī)組的轉(zhuǎn)速不等率、遲緩率、轉(zhuǎn)速死區(qū)以及主機(jī)調(diào)門門開度有關(guān)。

當(dāng)電網(wǎng)中所有機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)都參與一次調(diào)頻時(shí)，電網(wǎng)將負(fù)荷擾動(dòng)按各機(jī)組的不等率分配到各臺(tái)機(jī)組上，不等率小的機(jī)組將承擔(dān)較多的負(fù)荷分配。電網(wǎng)中各機(jī)組通常按容量相對(duì)值承擔(dān)一次調(diào)頻量。各機(jī)組的不等率具有大致相同的數(shù)值，一般為4%—5%。

一次調(diào)頻回路一般都在DEH實(shí)現(xiàn)，同時(shí)在CCS進(jìn)行補(bǔ)償。只要頻差信號(hào)大于2轉(zhuǎn)，一次調(diào)頻回路將始終影響負(fù)荷控制回路的輸出，最終使機(jī)組的實(shí)發(fā)功率與負(fù)荷指令不相等。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的功率閉環(huán)校正回路，其作用于汽機(jī)主控回路，如果不對(duì)DEH的一次調(diào)頻作用在CCS上進(jìn)行補(bǔ)償，CCS的功率閉環(huán)校正回路將把這一過程視為內(nèi)擾，由于比例積分的調(diào)節(jié)作用，又會(huì)把負(fù)荷控制回路的輸出拉回，從而影響一次調(diào)頻效果。因此在后續(xù)的分析中我們從DCS的協(xié)調(diào)控制部分與DEH的一次調(diào)頻調(diào)節(jié)回路部分進(jìn)行了觀察分析。下圖為一次調(diào)頻邏輯簡圖：

綜上所述，影響機(jī)組一次調(diào)頻效果的因素分別是：a、機(jī)組遲緩率;b、主汽調(diào)門開度;c、協(xié)調(diào)控制邏輯中參數(shù)設(shè)定;d、DEH邏輯中參數(shù)設(shè)定。

三、影響一次調(diào)頻動(dòng)作效果原因分析

1、機(jī)組遲緩率：機(jī)組遲緩率為機(jī)組的故有特性，調(diào)速系統(tǒng)中由于各部件的摩擦、卡澀、不靈活以及連桿、絞鏈等結(jié)合處的間隙、錯(cuò)油門的重疊度等因素造成的動(dòng)作遲緩程度。#1機(jī)組B修后一次調(diào)頻效果變差，不排除在檢修中機(jī)組特性發(fā)生變化，但可能性較小且在機(jī)組正常運(yùn)行中無法對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。因此暫不認(rèn)為機(jī)組遲緩率是影響機(jī)組一次調(diào)頻效果差的主要原因。

2、主汽調(diào)門開度：影響主汽調(diào)門開度的主要因素是鍋爐側(cè)主汽壓力設(shè)定值。2015年9月份以來，各臺(tái)機(jī)組適當(dāng)提高了500MW～900 MW之間的主汽滑壓曲線設(shè)定值，改善機(jī)組了帶高負(fù)荷能力，一次調(diào)頻月正確動(dòng)作率基本能達(dá)到80%以上。但17年機(jī)組檢修過后，#1機(jī)組一次調(diào)頻正確動(dòng)作率大幅下降，查詢機(jī)組主汽滑壓曲線并未發(fā)生變化，因此一次調(diào)頻月正確動(dòng)作率低的主要原因不是機(jī)組主汽滑壓曲線。

3、DCS協(xié)調(diào)控制一次調(diào)頻回路分析

DCS側(cè)一次調(diào)頻主要控制思路為：頻差信號(hào)折算為功率指令加入到功率總指令MWD，經(jīng)疊加了頻差功率指令后的功率指令一方面生成BID指令，進(jìn)入汽機(jī)主控后經(jīng)一次調(diào)頻反向閉鎖后送入DEH。通過排查邏輯發(fā)現(xiàn)#1機(jī)組因INFIT的投入，一次調(diào)頻反向閉鎖被屏蔽。聯(lián)系熱控人員將DCS側(cè)反向閉鎖恢復(fù)，但該月一次調(diào)頻正確動(dòng)作率仍不合格，因此DCS側(cè)一次調(diào)頻反向閉鎖也不是正確動(dòng)作率的主要原因。

4、DEH一次調(diào)頻回路分析

DEH側(cè)一次調(diào)頻主要控制思路為：DEH通過轉(zhuǎn)速偏差計(jì)算得出一個(gè)調(diào)頻分量，該調(diào)頻分量通過死區(qū)函數(shù)判斷后，經(jīng)過計(jì)算送入負(fù)荷調(diào)節(jié)器（調(diào)頻分量除了送入負(fù)荷調(diào)節(jié)器前饋外還直接疊加如在負(fù)荷調(diào)節(jié)器出口，以加快響應(yīng)速度。）動(dòng)作主汽調(diào)門以響應(yīng)負(fù)荷達(dá)到一次調(diào)頻的目的。

通過查閱機(jī)組一次調(diào)頻動(dòng)作記錄發(fā)現(xiàn)：20117年1月12日06：02至06：12這一時(shí)間段，DEH側(cè)#1機(jī)組一次調(diào)頻動(dòng)作次數(shù)為3次，#2機(jī)組動(dòng)作次數(shù)為12次，并且#1機(jī)組一次調(diào)頻動(dòng)作量較#2機(jī)組小、維持時(shí)間短且指令響應(yīng)較為遲緩。調(diào)閱#1機(jī)組檢修前曲線，發(fā)現(xiàn)#1、#2機(jī)組一次調(diào)頻動(dòng)作情況大致相同，而在#1機(jī)組檢修后DEH側(cè)一次調(diào)頻動(dòng)作情況產(chǎn)生了惡化。經(jīng)過分析認(rèn)為#1調(diào)頻動(dòng)作效果差的原因?yàn)镈EH側(cè)邏輯設(shè)置異常。通過對(duì)DEH側(cè)邏輯的分析比對(duì)，發(fā)現(xiàn)#1機(jī)組一次調(diào)頻的頻差死區(qū)函數(shù)較#2機(jī)組范圍小，修改該函數(shù)后，#1機(jī)組一次調(diào)頻動(dòng)作效果明顯提升。

四、邏輯優(yōu)化前后#1機(jī)組一次調(diào)頻動(dòng)作情況對(duì)比

經(jīng)過修改DEH側(cè)一次調(diào)頻控制邏輯后，#1機(jī)組一次調(diào)頻效果大為改觀：

五、小結(jié)：

16年6月以來，#1機(jī)組一次調(diào)頻效果差主要原因?yàn)镈EH側(cè)一次調(diào)頻參數(shù)設(shè)置不合理，對(duì)其優(yōu)化后一次調(diào)頻效果明顯好轉(zhuǎn)。因此在機(jī)組一次調(diào)頻效果差，頻繁被考核時(shí)，應(yīng)及時(shí)核對(duì)機(jī)組邏輯設(shè)置，查找出檢修后因邏輯下裝導(dǎo)致的邏輯參數(shù)異常，從而提高機(jī)組一次調(diào)頻動(dòng)作效果。

參考文獻(xiàn)

[1]電力系統(tǒng)分析，韓禎祥，浙江大學(xué)出版社。

作者簡介：王?。?983年12月），男，江蘇，本科，工程師，研究方向：電廠集控運(yùn)行。

白培強(qiáng)（19813年1月），男，山西，本科，工程師，研究方向：電廠集控運(yùn)行。

（作者單位：華能玉環(huán)電廠）