300 MW火电机组孤网运行控制措施初探

周宗立，李 海，周宗伟，梅小丽

（1.大唐许昌龙岗发电有限责任公司，河南 许昌 461670；2.国网河南省电力公司，河南 郑州 450016；3.国网郑州供电公司，河南 郑州 450016）

随着经济的快速发展，公司、企业不断增加，企业自备的电厂也在不断增多。企业自备的电厂通常与大电网的功率交换比较小，有些自备的电厂甚至与大电网相连，这些组成了小容量的孤立电网。孤立电网对电负荷的扰动性大，对火电机组的控制策略有更高的要求。此外，孤网运行的火电机组可以在大电网大面积停电后帮助其恢复系统，因此对火电机组的孤网运行控制研究非常重要。本文主要以霍煤鸿骏铝有限公司为例，对其火电机组的孤网运行控制进行分析。

1 机组情况简介

本文主要针对霍煤鸿骏铝有限公司的孤网运行状况，采取对优化孤网运行控制措施，其机组基本情况：该公司的装机容量为2×300 MW，主机主要是由哈尔滨的三大动力厂生产的；该公司的电厂计划以220 kV出线接入到东北电网，并且该公司的电厂需为一内蒙古东部地区的铝厂供电；汽轮机的型式是单轴、直接空冷、双缸双排气、一次中间再热、凝汽式；机组采用国电智深的分散控制系统，实现MCS、ECS等功能的一体化［1］。

2 火电机组孤网运行的特点

火电机组孤网运行的主要特点是火电机组负荷控制的方式变为了频率控制的方式，而孤网运行的关键是要保持频率的稳定。但传统的机组设置是为了满足大电网的运行方式而设定的，与孤网运行的方式相差很多，所以需要进行改进。此外，运行方式的启动，性能的调节等具有保护功能的方面，孤网的运行方式也不同于常规的并网运行方式，因此，必须对数字电调控制逻辑进行修补、完善。

3 孤网运行中存在的问题及改进措施

3.1 孤网运行中存在的问题

霍煤鸿骏铝有限公司的孤网运行存在三个方面的问题：第一，300 MW火电机组的并网问题一直有待解决；第二，霍煤鸿骏铝有限公司的用电负荷过大，已达到了840 MW；第三，霍煤鸿骏铝有限公司的发电一旦出现问题，不仅会给火电机组的防寒过冬带来问题，对整个项目的经济收益也会产生影响。因此，需要对火电机组的运行控制采取一定的优化措施［2］。

3.2 优化孤网运行控制的措施

（1）强化保护功能

针对300 MW火电机组孤网运行的特点，进行负荷下跌预测等功能的完善。孤网单机／双机带铝厂负荷时，如果铝厂发生故障超出一定负荷，会导致系统的高频率运行，致使汽轮机转速达到动作值，导致火电机组的停运［3］。所以，在孤网运行时对动作值重新设定，根据企业的实际情况对OPC的动作值进行修改，强化孤网运行的保护措施。

（2）新增一次调频回路

发变组的主开关在进行闭合后，数字电调的控制方式会维持在原有设计的阀位，新增加一次调频回路，对孤网方式下的一次调频回路转速全程加以控制。在一次调频回路中避免调节盲区，将调节范围控制在一定的开度，对于一次调频的不等率使用折现函数的运算原理，维持转速的稳定性。

（3）改进锅炉的控制系统

对锅炉控制系统的改进，主要体现在以下几个方面：

a.火电机组的孤网运行方式缺少负荷指令信号，只能通过使用实发负荷及微分信号之和作为锅炉主控的反馈信息，锅炉大部分热量的需求值都是通过该信号决定的。但如果将实发负荷信号取代原有的具备提前预测功能的负荷信号，那么在动作的效果上会具有一定的滞后性。负荷微分回路可以提高机组的负荷响应速度，对锅炉蓄热起到动态的升降作用，改善主汽压力的品质［4］。

b.设计机前压力偏差的动态微分，这种回路可以对主汽压力的实际值、幅值、压力定值偏差的动态方向做出判断，根据主汽压力的变化进行调整。此外，由于孤网运行可能会产生阳极效应，引起机前压力的波动，影响夜里偏差微分效果，进而设计了滤波的逻辑回路。

c.将压力偏差调节器变为参数控制的方式。将实际的压力偏差通过函数的计算后，再经过PID的调节器进行运算，在主汽压力波动大时减少煤量的波动，避免造成锅炉系统的震荡反应［5］。具体的PID调节器参数如表1。

表1 PID调节器参数值

在机组锅炉协调控制系统中将解耦和前馈的方法加入其中，协调汽轮机与锅炉动态特性间的不同，增强其稳定性和加强其抗干扰的能力。当动态变符合时，通过前馈信号补偿锅炉侧壁的滞后性特点，确保主要参数的稳定。并且机前的压力调节可以对变参数进行控制，减少煤量的大量超调。

4 总 结

综上所著，孤网方式下，通过对300 MW机组的数字电调以及协调控制系统的完善、优化，对火电机组进行试验，进而对逻辑控制回路参数进行相应调整。根据机组的调节方式和特点，提高孤网火电机组的安全性、稳定性和可靠性，减少机组负荷的大幅波动，避免在机组运行时出现大幅度的调整，加强机组运行控制的研究，促使其更加完善。

［1］ 杨 新，揭其良，毕德忠.300 MW火电机组孤网运行控制策略［J］.内蒙古电力技术，2013，（05）：94－100.

［2］ 董春雷.300 MW火电机组尿素制氨还原法脱硝热工控制分析［J］.自动化博览，2014，（07）：80－84.

［3］ 漆信东，万 军.330MW机组孤网运行的系统配置和测试［J］.重庆电力高等专科学校学报，2014，（04）：53－55.

［4］ 邓彤天，王 迪，周云龙.火电机组FCB关键控制技术综述［J］.电站系统工程，2014，（05）：69－70＋72.

［5］ 董春雷.300 MW火电机组尿素制氨还原法脱硝热工控制分析［A］.中国自动化学会发电自动化专业委员会、电力行业热工自动化技术委员会、浙江省电力学会、《中国电力》杂志社.2014年中国发电厂热工自动化技术论坛论文集（下册）［C］.中国自动化学会发电自动化专业委员会、电力行业热工自动化技术委员会、浙江省电力学会、《中国电力》杂志社：，2014.