某火电机组一次调频控制策略改造及优化

孙阳阳 朱寒眉 姚国鹏 王保民 李杨

摘要：某机组一次调频调节性能无法满足江西电网《两个细则》考核指标要求。通过对某机组一次调频函数重新设置，前馈作用加强，以及DEH功率控制回路PID参数调整。经向调度申请一次调频性能验证试验，在负荷线性运行区间内，其作用能够满足一次调频导则及江西电网 《两个细则》考核要求。

关键词：火电机组;一次调频;优化

中图分类号：TP3     文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）30-0224-02

大容量机组应根据电网中心调度所要求的负荷以及电网的频率偏差，来参与电网的调峰、调频。为保证电网的电能质量和电网频率，并迅速消除由于负荷变化而引起的电网频率波动，机组的一次调频能力应满足更高的要求。如果一次调频参数设置不合理，将有可能对机组及电网的安全性与稳定性造成不利影响。

1 现状分析

某机组锅炉为哈尔滨锅炉厂生产，亚临界自然循环汽包炉，采用循环流化床燃烧技术。汽机为北重汽轮机有限责任公司生产，亚临界、一次中间再热、三缸、双排汽、单轴、冲动、凝汽式。发电机也是北重汽轮机有限责任公司生产氢冷机组。分散控制系统（DCS）采用上海自动化仪表公司的MAXDNA 系统。其功能包括数据采集系统（DAS），模拟量控制系统（MCS），锅炉炉膛安全监控系统（FSSS），顺序控制系统（SCS），汽轮机数字电液控制系统（DEH），电气监控系统（ECS）。

DEH由汽机厂成套供货采用与DCS相同的硬件和软件，DEH是分散控制系统（DCS）的子功能系统，机组控制系统 “一体化”，该系统配置两对DPU，液压部分为东汽厂生产高压抗燃油系统。

由于一次调频动作合格率低被电网考核，并要求对一次调频调节性能进行优化。

2 优化条件

机组稳定正常运行，负荷处于线性调整工作区间，50%以上至90%之间，汽机转速测量信号正常，功率信号测量正常，阀门管理系统高调阀GV1-GV3工作正常，DEH功率控制回路能够正常投入，其调节品质满足机组运行要求，允许投入一次调频功能。

3 优化过程

检查一次调频函数，原函数按转速不等率5%，限幅6%设计。功控回路和阀控回路使用同样的函数。按照一次调频导则及江西电网《两个细则》考核要求，结合目前该机组存在的一次调频作用受考核情况，将其转速不等率按4%设置，调频负荷限幅按8%设置。

分析一次调频历史曲线及投入期间动作情况，普遍效果偏弱。尤其在高负荷运行区间调频作用效果不明显。检查DEH顺序阀流量特性，了解到原始设计阀序为1+2→3→4，由于机组振动原因，将2号高调阀与4号高调阀就地控制线路进行了对调，对调后的物理阀序应为1+4→3→2，但实际的逻辑阀序没有做改动，所以从逻辑阀序仍旧以1+2→3→4的方式呈现。但4阀被禁止打开。这样在额定压力下，机组负荷能力约为270～280MW左右，3个高调阀将全部打开。

4 试验分析

8月21日，在250MW负荷时，做-6转（3006转/分），+6转（2994转/分）验证调频效果试验。非常接近理想指标。响应时间1秒，15秒接近75%，30秒接近90%。

5 结果评估及建议

通过对一次调频函数的重新设置，前馈作用的加强，以及DEH功率控制回路PID参数的加强，在负荷线性运行区间内，其作用是能够满足要求的。

由于调度考核是機组运行的全负荷段进行指标综合后得出的，需要运行人员认真总结交流，除操作维护几点注意事项外，要及时把握机组运行状态，升降负荷时机，预先调整锅炉出力，使机组处于合理的、充分的裕度调整范围。提高一次调频作用的调节性能和品质。

【通联编辑：梁书】