660MW火电机组一次调频问题分析及优化

1.于欢欢 2.张 岩 2.张 赫

1.吉林省经济管理干部学院 2.华能九台电厂

1 引言

该电厂采用超临界一次中间再热、高中压合缸单轴三缸四排汽冷凝式汽轮发电机组，汽轮机采用高中压联合方式启动，高压主汽门方式冲转，转速达到2900RPM时切换到高压调门控制升速、带负荷。每台机组配有两个T)、四个G)、两个RSV、四个IV，汽轮机调节系统为DEH，电子设备采用为西门子的T3000系统，液压系统采用高压抗燃油EH装置。

2 优化前一次调频控制方式

一次调频是指当电网频率超出规定的正常范围后，电网频率的变化使一次调频的各机组自动地增减机组的有功功率，从而使电网频率趋于50Hz并稳定。

该电厂分为三种控制方式：阀控方式、功控方式及协调和DEH联合控制方式，前两种方式都是由机组DEH实现，即通过频差信号转化量的大小，叠加在汽轮机调速汽门指令的方式，完成了对机组一次调频响应。第三种是由DCS和DEH共同作用实现，为避免出现负荷反调现象，在协调方式投入AGC 运行时，投入频率校正回路和压力拉回回路。

3 一次调频存在的问题

机组投产后经过多次检修，机组阀门流量特性曲线发生变化，机组滑压运行曲线偏移，致使一次调频响应时间、快慢程度、调节量等产生误差。

经过曲线分析和试验证明，该电厂一次调频存在几大主要问题：

第一，机组调节阀门流量曲线发生变化，出现线性不匹配，使一次调频与实际需求流量相差大，阀门响应程度不一致，阀门摆动等现象，严重影响机组调节。

第二，机组定滑压曲线不合适，在现有曲线下运行，机组保持的主控指令过大，门前压力过低，使阀门调节余量过小，门前储存能量不足，导致机组在短暂响应之后，20S左右易出现负荷下降的问题，不能满足一次调频调节负荷要求。

第三，机组DCS侧汽机主控指令送到DEH侧为硬件接线连接，存在信号衰减，违反重要信号冗余配置原则，存在危险隐患。

第四，机组投产初期，一次调频要求标准不高，对于机组响应时间、变化速度、60S内调节负荷要求不高，所以导致频差指令转换阀门开度过小，有关系数不合适，导致机组响应指标不合格。

第五，在三种方式的调节回路中，对于频差信号对应负荷变化上下限没有限制，会导致机组过调或者燃烧不稳。

4 解决问题方法

第一，针对阀门流量曲线不准确问题。经试验，得到相应准确的阀门流量曲线函数，保证汽机阀门在单阀或顺阀状态下，综合阀位指令与蒸汽流量保持一定线性比例关系，顺阀时保证4个高调阀重叠度合适，每个阀平稳开关，确保机组稳定前提下一次调频合格。图1为做出新的阀位流量曲线；

图1 阀位流量曲线

第二，对于机组定滑压曲线函数不合适问题。经试验，得到准确的定滑压曲线，保证机组稳定，满足门前蓄能不足问题，兼顾机组经济性，满足一次调频调节。

第三，对于汽机主控信号衰减问题。采取增加两路硬接线，保证重要信号冗余配置的原则。再设计一个通信点，把汽机主控指令用通信方式从DCS传给DEH，在画面上做一个切换按钮，在正常时用通信指令，当通信出问题时在用硬接线指令，保证信号不出衰减问题，信号可靠。

第四，对于频差信号转换阀门指令量小问题。转换系数，采取经验法和试凑法，算出最优系数，保证机组一次调频在增减负荷时，不出现过调和调节幅度小的可能，该电厂系数在阀控方式时，系数由0.15改为0.38，协调方式由0.11改为0.29。

第五，对于一次调频调节的负荷变化，没有上下限问题。根据吉林电网一次调频最大出力要求，满足额定负荷的6%，计算得±40MW。在机组负荷达到260MW稳燃负荷时，在DEH侧一次调频负荷指令上限改为：660MW减去当前负荷，最大不高于40MW；在DEH侧一次调频负荷指令下限改为：260MW减去当前负荷，最小不低于-40MW；

5 结论

通过上述试验验证，机组一次调频试验，人为给定频差信号±4转±6转，然后通过对比3S/15S/45S变化结果，一次调频的负荷响应滞后时间：小于3s；一次调频的负荷调整幅度：所有机组在15s内达到理论计算的一次调频的最大负荷调整幅度的90%；调整幅度的偏差：在电网频率变化超过机组一次调频死区时开始的45s内，机组实际出力与响应目标偏差的平均值应在理论计算的调整幅度的±5%内。完全满足了机组一次调频的需求。

[1]龚雪丽，电厂一次调频控制策略的分析及优化[J].电力建设，2005(9)

[2]刘康宁，纪云锋，DEH系统一次调频功能实践[J].电力建设，2006(7)