某火電機組一次調(diào)頻控制策略改造及優(yōu)化

孫陽陽 朱寒眉 姚國鵬 王保民 李楊

摘要：某機組一次調(diào)頻調(diào)節(jié)性能無法滿足江西電網(wǎng)《兩個細則》考核指標要求。通過對某機組一次調(diào)頻函數(shù)重新設(shè)置，前饋作用加強，以及DEH功率控制回路PID參數(shù)調(diào)整。經(jīng)向調(diào)度申請一次調(diào)頻性能驗證試驗，在負荷線性運行區(qū)間內(nèi)，其作用能夠滿足一次調(diào)頻導則及江西電網(wǎng) 《兩個細則》考核要求。

關(guān)鍵詞：火電機組;一次調(diào)頻;優(yōu)化

中圖分類號：TP3? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）30-0224-02

大容量機組應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)中心調(diào)度所要求的負荷以及電網(wǎng)的頻率偏差，來參與電網(wǎng)的調(diào)峰、調(diào)頻。為保證電網(wǎng)的電能質(zhì)量和電網(wǎng)頻率，并迅速消除由于負荷變化而引起的電網(wǎng)頻率波動，機組的一次調(diào)頻能力應(yīng)滿足更高的要求。如果一次調(diào)頻參數(shù)設(shè)置不合理，將有可能對機組及電網(wǎng)的安全性與穩(wěn)定性造成不利影響。

1 現(xiàn)狀分析

某機組鍋爐為哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)，亞臨界自然循環(huán)汽包爐，采用循環(huán)流化床燃燒技術(shù)。汽機為北重汽輪機有限責任公司生產(chǎn)，亞臨界、一次中間再熱、三缸、雙排汽、單軸、沖動、凝汽式。發(fā)電機也是北重汽輪機有限責任公司生產(chǎn)氫冷機組。分散控制系統(tǒng)（DCS）采用上海自動化儀表公司的MAXDNA 系統(tǒng)。其功能包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS），模擬量控制系統(tǒng)（MCS），鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS），順序控制系統(tǒng)（SCS），汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH），電氣監(jiān)控系統(tǒng)（ECS）。

DEH由汽機廠成套供貨采用與DCS相同的硬件和軟件，DEH是分散控制系統(tǒng)（DCS）的子功能系統(tǒng)，機組控制系統(tǒng) “一體化”，該系統(tǒng)配置兩對DPU，液壓部分為東汽廠生產(chǎn)高壓抗燃油系統(tǒng)。

由于一次調(diào)頻動作合格率低被電網(wǎng)考核，并要求對一次調(diào)頻調(diào)節(jié)性能進行優(yōu)化。

2 優(yōu)化條件

機組穩(wěn)定正常運行，負荷處于線性調(diào)整工作區(qū)間，50%以上至90%之間，汽機轉(zhuǎn)速測量信號正常，功率信號測量正常，閥門管理系統(tǒng)高調(diào)閥GV1-GV3工作正常，DEH功率控制回路能夠正常投入，其調(diào)節(jié)品質(zhì)滿足機組運行要求，允許投入一次調(diào)頻功能。

3 優(yōu)化過程

檢查一次調(diào)頻函數(shù)，原函數(shù)按轉(zhuǎn)速不等率5%，限幅6%設(shè)計。功控回路和閥控回路使用同樣的函數(shù)。按照一次調(diào)頻導則及江西電網(wǎng)《兩個細則》考核要求，結(jié)合目前該機組存在的一次調(diào)頻作用受考核情況，將其轉(zhuǎn)速不等率按4%設(shè)置，調(diào)頻負荷限幅按8%設(shè)置。

分析一次調(diào)頻歷史曲線及投入期間動作情況，普遍效果偏弱。尤其在高負荷運行區(qū)間調(diào)頻作用效果不明顯。檢查DEH順序閥流量特性，了解到原始設(shè)計閥序為1+2→3→4，由于機組振動原因，將2號高調(diào)閥與4號高調(diào)閥就地控制線路進行了對調(diào)，對調(diào)后的物理閥序應(yīng)為1+4→3→2，但實際的邏輯閥序沒有做改動，所以從邏輯閥序仍舊以1+2→3→4的方式呈現(xiàn)。但4閥被禁止打開。這樣在額定壓力下，機組負荷能力約為270～280MW左右，3個高調(diào)閥將全部打開。

4 試驗分析

8月21日，在250MW負荷時，做-6轉(zhuǎn)（3006轉(zhuǎn)/分），+6轉(zhuǎn)（2994轉(zhuǎn)/分）驗證調(diào)頻效果試驗。非常接近理想指標。響應(yīng)時間1秒，15秒接近75%，30秒接近90%。

5 結(jié)果評估及建議

通過對一次調(diào)頻函數(shù)的重新設(shè)置，前饋作用的加強，以及DEH功率控制回路PID參數(shù)的加強，在負荷線性運行區(qū)間內(nèi)，其作用是能夠滿足要求的。

由于調(diào)度考核是機組運行的全負荷段進行指標綜合后得出的，需要運行人員認真總結(jié)交流，除操作維護幾點注意事項外，要及時把握機組運行狀態(tài)，升降負荷時機，預先調(diào)整鍋爐出力，使機組處于合理的、充分的裕度調(diào)整范圍。提高一次調(diào)頻作用的調(diào)節(jié)性能和品質(zhì)。

【通聯(lián)編輯：梁書】