22 一次调频功能在某发电厂_6机组的改进

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1、2008年全国发电厂热工自动化专业会议论文集一次调频功能在某发电厂#6机组的改进黄俊合李正坤张彦(天津军粮城发电有限公司天津300300)摘要：为尽快适应国家电网公司和华北电网有限公司对机组参与电网一次调频管理规定的要求，提高电网供电品质，某发电厂利用2007年#6机组大修的机会对其一次调频逻辑进行了改进、通过改进克服了机组在滑压运行方式和顺序阀运行模式下调频响应慢的缺陷，并通过一次调频扰动试验检验机组一次调频功能满足华北电网发电机组一次调频运行管理规定要求，为该厂其它机组的一次调频逻辑改进提供了参考实例。关键词：一次调频开环与闭环控制响应速度试验1概述自2000年开始，某

2、发电厂对200MW机组相继进行了DCS、DEH改造，汽轮机组液调系统固有的一次调频功能自动退出，其功能由机组DEH和DCS系统共同通过软逻辑控制方案来完成。但通过最近几年的运行特别是2006年夏天经历了三次大的电网波动的检验，原一次调频控制逻辑的效果很差，特别是在机组投入滑压运行、顺序阀运行的情况下，低负荷段根本无法满足电网对机组一次调频的要求。因此，必须对机组一次调频逻辑重新设计，提出更完善的改进措施和详尽的逻辑组态方案。2一次调频原理一次调频是电网的静态调频特性，其特点是通过电网中各机组调速系统的静态特性，利用机组的蓄能承担电网负荷变化，最终使电网频率形成一个稳态频率偏

3、差。一次调频是依靠汽轮机的调速系统自动完成的，不需要电网调度进行干预，其响应时间约为几秒。当电网中所有机组都参与一次调频时，电网将负荷扰动按各机组的不等率分配到各台机组上，不等率小的机组将承担较多的负荷分配。电网中各机组的不等率大致相同，一般为4%~5%。当电网的频率偏离额定值时，电网中发电机组的控制系统就根据一次调频原理，自动地控制机组有功功率的增减，使电网频率维持在一个稳态频率偏差过程。3机组DEH系统侧一次调频逻辑技术参数：一次调频死区：±0.033Hz（±2r/min）系统速度变动率：功频调差系数：K=-1.33MW/r/min一次调频负荷上限：+20MW一次调频负

4、荷下限：-20MW实际转速与额定转速之差的信号，用于频差计算。根据以上参数该发电厂200MW机组的带死区、带限幅的一次调频参数特性曲线如图1所示：13762008年全国发电厂热工自动化专业会议论文集Δ负荷（MW）（15,20）（－2,0）Δ转速（RPM）（2,0）（－15,-20）图1带死区、带限幅的一次调频参数特性曲线当频率偏差在死区内（±0.033Hz），即转速偏差在±2r/min以内时，变负荷指令输出为0，机组不参加调频。设置死区的目的是为了消除因转速不稳定而引起的机组负荷波动及调速系统晃动。当电网频率基本稳定在额定值时，机组对频率的微小波动不产生调节作用；当频率偏差

5、超出死区范围后，机组才根据变负荷特性曲线进行机组负荷的调整，从而调整电网调频。机组负荷的调整以20MW为上限；当频率偏差超出上限（±0.25Hz）即转速偏差超出±15r/min时，维持负荷20MW的最大变动量不变。另外为了保证机组的运行能力和稳定工作范围，要求在DEH中限制本机组参与调频的负荷变化量的大小。根据该发电厂机组容量为200MW实际情况，设置了当机组负荷低于100MW和高于210MW时机组不参与电网的一次调频。4控制方案改造4.1控制方案改造的必要性在DCS/DEH系统改造当初，控制系统均设计了一次调频控制逻辑。原DCS、DEH一次调频控制方案如图2所示：图2改造

6、前DCS、DEH一次调频控制方案13762008年全国发电厂热工自动化专业会议论文集从图2可以看出，原设计在DCS、DEH侧功率设定回路分别设置了一次调频功率校正回路。当DCS在协调控制方式下或DEH在本地负荷闭环控制方式下时，在CCS或DEH功率指令设定回路里，转速偏差分别通过函数F1(X)形成的一次调频功率校正信号加入到各自的功率控制PID的设定值输入端，通过PID闭环控制调节汽轮机调门开度的大小，以保证机组及时响应电网周波变化。这样做的好处是：当转速偏差大于或小于±2r/min时，机组会按偏差大小产生一定负荷变化，是闭环控制，有利于机组稳定运行。但这样设计也有其缺点，

7、即由于功率调频指令经过PID调节器，一次调频功能的响应时间受调节器的参数控制会变慢；而且在不同负荷段，受阀门拐点和滑压运行方式的影响，调门变化负荷变化幅度有很大的不同。通过2006年夏天三次大的电网波动的检验，原一次调频控制逻辑的效果很差，特别是在机组投入滑压运行、顺序阀运行的情况下，低负荷段根本无法满足国家电网公司和华北电网有限公司对机组参与电网一次调频的要求。因此，针对机组一次调频功能存在的问题，必须对机组一次调频方案重新设计，提出有效的改进措施和详尽的逻辑组态方案。4.2改造方案实施根据通过到其他多个兄弟厂家