抽水蓄能機(jī)組抽水轉(zhuǎn)發(fā)電過(guò)程緊急頻率控制策略

1、抽水蓄能機(jī)組抽水轉(zhuǎn)發(fā)電過(guò)程緊急頻率控制策略摘要：抽水蓄能機(jī)組具有抽水和發(fā)電有種典型的工況，在抽水工況下相當(dāng)于負(fù) 荷從電網(wǎng)吸收功率，在發(fā)電工況下相當(dāng)于電源從電網(wǎng)輸送功率。因此，當(dāng)抽水蓄 能機(jī)組處于抽水工況下，從抽水工況轉(zhuǎn)換到發(fā)電工況具有雙倍的調(diào)節(jié)能力。文章 重點(diǎn)就抽水蓄能機(jī)組抽水轉(zhuǎn)發(fā)電過(guò)程緊急頻率控制策略進(jìn)行研究分析，以供參考 和借鑒。關(guān)鍵詞：抽水蓄能機(jī)組；抽水轉(zhuǎn)發(fā)電；緊急頻率；控制策略引言抽水蓄能電站具有發(fā)電、調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相、事故備用、旋轉(zhuǎn)備用及 黑啟動(dòng)等多種功能，既具備了電站的作用，又是一個(gè)能夠用于電網(wǎng)管理的工具。 從某種意義上來(lái)說(shuō)，它還是一種特殊電源，能夠集啟動(dòng)快、快速反應(yīng)和負(fù)荷跟

2、蹤 迅速于一身。抽水蓄能電站形象的說(shuō)，是一種儲(chǔ)存電的倉(cāng)庫(kù)，由上水庫(kù)、下水庫(kù)、 輸水道、廠房及開(kāi)關(guān)站等部分組成。1發(fā)電工況啟動(dòng)過(guò)程常見(jiàn)故障分析第一，由于出現(xiàn)油回路堵塞、漏油、管路進(jìn)氣現(xiàn)象，導(dǎo)致調(diào)速器主油閥無(wú)法 打開(kāi)或開(kāi)啟后無(wú)法到達(dá)全開(kāi)位置，由于主油閥位置開(kāi)關(guān)故障，不能正確反映其實(shí) 際位置，致使監(jiān)控系統(tǒng)收不到反饋信號(hào)，也是導(dǎo)致啟動(dòng)失敗的原因之一；第二， 機(jī)械制動(dòng)裝置機(jī)構(gòu)卡澀，會(huì)使風(fēng)閘不能完全退出，特別是機(jī)組因啟動(dòng)失敗導(dǎo)致程 序故障停機(jī)及電氣事故停機(jī)時(shí)，由于設(shè)計(jì)閉鎖電氣制動(dòng)，而為縮短停機(jī)時(shí)間，機(jī) 械制動(dòng)在較低轉(zhuǎn)速時(shí)投入時(shí)投入，這樣易導(dǎo)致機(jī)械制動(dòng)機(jī)構(gòu)輕度錯(cuò)位，風(fēng)閘落不 下，使得機(jī)械制動(dòng)在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)無(wú)法

3、完全退出。另外，由于位置開(kāi)關(guān)故障，不能 正確反映其實(shí)際位置，致使監(jiān)控系統(tǒng)收不到反饋信號(hào)，也將導(dǎo)致順控程序卡在此 處，不再繼續(xù)往下執(zhí)行，使轉(zhuǎn)換失敗。為避免機(jī)械制動(dòng)無(wú)法退出，目前多數(shù)電廠 已取消20%轉(zhuǎn)速投機(jī)械制動(dòng)這一功能，改為5%額定轉(zhuǎn)速投剎車(chē)，雖然事故停機(jī) 時(shí)間加長(zhǎng)了，但是提高了機(jī)組再次啟動(dòng)的成功率，實(shí)踐證明是行之有效的；第三， 在水頭比較低的情況下開(kāi)機(jī)時(shí)，導(dǎo)葉會(huì)打開(kāi)到一個(gè)比較大的開(kāi)度，轉(zhuǎn)速到達(dá)額定 轉(zhuǎn)速時(shí)波動(dòng)較大，同期裝置同期困難，使得機(jī)組無(wú)法并網(wǎng)，導(dǎo)致超時(shí)跳機(jī)，這種 情況雖然可以通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)導(dǎo)葉開(kāi)度使轉(zhuǎn)速穩(wěn)定并使機(jī)組并網(wǎng)，但并網(wǎng)后往往振 動(dòng)較大，也很容易在并網(wǎng)初期低功率保護(hù)動(dòng)作跳機(jī)，使得開(kāi)

4、機(jī)成功率不高。一些 電廠通過(guò)在對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)導(dǎo)葉上加裝小導(dǎo)葉的措施，使其在低水頭時(shí)可獨(dú)立于其它 導(dǎo)葉動(dòng)作，獨(dú)立調(diào)節(jié)開(kāi)度，起到低水頭啟動(dòng)時(shí)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的作用。實(shí)踐證明，安裝 了小導(dǎo)葉后，機(jī)組發(fā)電方向成功率大幅提高，在低水頭也可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)并網(wǎng)，但由 于低水頭機(jī)組振動(dòng)較大，應(yīng)盡可能避免低水頭運(yùn)行；第四，機(jī)組發(fā)電啟動(dòng)，在球 閥工作旁通閥全開(kāi)、工作密封退出情況下，球閥沒(méi)有開(kāi)啟導(dǎo)致啟動(dòng)失敗。球閥沒(méi) 有開(kāi)啟原因?yàn)?，工作密封投退配壓閥嚴(yán)重漏水，導(dǎo)致在工作密封退出情況下，投 入腔因工作密封投退配壓閥漏水而帶壓，并使作為開(kāi)機(jī)流程的工作密封投入腔壓 力開(kāi)關(guān)動(dòng)作，導(dǎo)致球閥無(wú)法開(kāi)啟，更換漏水的工作密封投退配壓閥后正常。由于 配壓

5、閥漏水一般都會(huì)有一個(gè)從小到大的過(guò)程，只要平時(shí)加強(qiáng)巡視和維護(hù)，此類(lèi)啟 動(dòng)不成功一般可以避免；第五，球閥開(kāi)啟過(guò)程中因?yàn)槲查l全開(kāi)信號(hào)丟失，導(dǎo)致球 閥開(kāi)啟失敗。由于碼盤(pán)性能的不可靠（如抖動(dòng)）和油壓系統(tǒng)的脈動(dòng)，偶爾會(huì)出現(xiàn) 尾閘信號(hào)丟失，導(dǎo)致監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)法收到尾閘全開(kāi)信號(hào)，致使開(kāi)機(jī)失敗。經(jīng)在尾閘 全開(kāi)信號(hào)回路上又并聯(lián)了一路閘門(mén)下降400mm接收信號(hào)，也即只有當(dāng)鎖錠不在 投入狀態(tài)及閘門(mén)下降400mm同時(shí)出現(xiàn)，且碼盤(pán)無(wú)尾閘全開(kāi)信號(hào)輸入時(shí)，監(jiān) 控 系統(tǒng)內(nèi)閘門(mén)全開(kāi)信號(hào)才會(huì)丟失，有效提高了啟動(dòng)成功率；第六，因同期回 路端子松動(dòng)、同期回路繼電器松動(dòng)或接點(diǎn)接觸不良，導(dǎo)致出現(xiàn)同期條件滿足但不 能自動(dòng)合閘的現(xiàn)象，往往是由于長(zhǎng)

6、時(shí)間機(jī)組振動(dòng)引起部分元器件的松動(dòng)，平時(shí)疏 于對(duì)相關(guān)回路的維護(hù)引起。通過(guò)反措加強(qiáng)對(duì)相關(guān)二次回路的維護(hù)后該類(lèi)事件得到 有效控制。另外，由于低水頭或系統(tǒng)頻率波動(dòng)較大導(dǎo)致同期時(shí)間超時(shí)，可采取重 新啟動(dòng)同期裝置的方法避免啟動(dòng)不成功。2抽水調(diào)相工況啟動(dòng)常見(jiàn)故障分析2.1SFC拖動(dòng)工況第一，與發(fā)電啟動(dòng)一樣，調(diào)速器、球閥、機(jī)械制動(dòng)、同期裝置等設(shè)備故障引 起的開(kāi)機(jī)不成功也同樣影響著泵開(kāi)機(jī)；第二，啟動(dòng)母線上閘刀狀態(tài)不對(duì)應(yīng)，導(dǎo)致 機(jī)組無(wú)法正常拖動(dòng)，出現(xiàn)此類(lèi)情況一般由于閘刀輔接點(diǎn)故障，不能反映閘刀實(shí)際 位置。通過(guò)加強(qiáng)對(duì)輔助接點(diǎn)的定期維護(hù)，該類(lèi)啟動(dòng)失敗能得到較好的避免；第三， 在SFC拖動(dòng)過(guò)程中，常見(jiàn)故障表現(xiàn)在轉(zhuǎn)子初始

7、位置傳感器安裝位置不佳；SFC中 間繼電器故障；SFC控制PLC/PNC邏輯不完善；SFC控制芯線屏蔽不好，受到干 擾；SFC冷卻系統(tǒng)故障；SFC控制卡件松動(dòng)等。經(jīng)采取一定措施后，SFC運(yùn)行情況 得到很大的改善，相應(yīng)的啟動(dòng)成功率也得到很大提高；第四，尾水水位浮子運(yùn)行 環(huán)境惡劣，浮子開(kāi)關(guān)本身質(zhì)量也不好，導(dǎo)致機(jī)組在抽水調(diào)相啟動(dòng)及運(yùn)行過(guò)程中， 常因尾水水位浮子開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作而高跳機(jī)，大部分電廠已將浮子開(kāi)關(guān)更換為漸進(jìn)式 的電磁開(kāi)關(guān)，從運(yùn)行情況看可靠性得到較大的提高；第五，機(jī)組同期困難造成順 控超時(shí)轉(zhuǎn)停機(jī)。機(jī)組同期投入準(zhǔn)備機(jī)組并網(wǎng)時(shí)，因系統(tǒng)原因或由于SFC收到同期 裝置調(diào)節(jié)信號(hào)后調(diào)幅太大，導(dǎo)致機(jī)組無(wú)法在順控

8、規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成機(jī)組并網(wǎng)而自 動(dòng)轉(zhuǎn)停機(jī)。通過(guò)調(diào)整SFC的相關(guān)參數(shù)以及延長(zhǎng)順控時(shí)間，該類(lèi)問(wèn)題得到了很好的 解決；第六，機(jī)組自身、勵(lì)磁系統(tǒng)、同期裝置與SFC的配合問(wèn)題。這種情況一般 發(fā)生在機(jī)組快要并網(wǎng)的時(shí)候，往往在并網(wǎng)時(shí)勵(lì)磁沒(méi)有收到同期裝置送來(lái)的信號(hào)， 還有可能是SFC該送的信號(hào)沒(méi)有送出，而引起機(jī)組并網(wǎng)不成功轉(zhuǎn)停機(jī)。該類(lèi)問(wèn)題 一般通過(guò)逐步調(diào)整各系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)來(lái)解決；第七，水環(huán)排水閥、蝸殼排氣減壓 閥等閥門(mén)均安裝在機(jī)組蝸殼層，由于蝸殼層工作環(huán)境比較潮濕，其控制回路受潮 嚴(yán)重，導(dǎo)致頻繁出現(xiàn)控制電磁閥燒毀以及回路不通等異常情況，通過(guò)加強(qiáng)對(duì)該類(lèi) 閥門(mén)回路的定期維護(hù)以及對(duì)環(huán)境的改善，目前因?yàn)槲恢瞄_(kāi)關(guān)故障而導(dǎo)

9、致的啟動(dòng)失 敗次數(shù)已大為減少。2.2背靠背拖動(dòng)工況第一，與SFC拖動(dòng)一樣，啟動(dòng)母線上閘刀狀態(tài)不對(duì)應(yīng)，同期超時(shí)等也將會(huì)導(dǎo) 致機(jī)組啟動(dòng)不成功；第二，啟動(dòng)過(guò)程中兩臺(tái)機(jī)轉(zhuǎn)速差較大，造成頻差大保護(hù)動(dòng)作。 低水頭時(shí)因?yàn)闄C(jī)組轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)頻差大的情況，盡可能避免在低水頭時(shí) 使用該啟動(dòng)方式。3從抽水調(diào)相至抽水工況常見(jiàn)故障分析第一，與發(fā)電啟動(dòng)一樣，球閥無(wú)法開(kāi)啟或開(kāi)啟的過(guò)程中無(wú)法收到相關(guān)位置開(kāi) 關(guān)的反饋也將使機(jī)組轉(zhuǎn)抽水不成功；第二，回水排氣時(shí)各液壓閥狀態(tài)不對(duì)應(yīng)，特 別是水環(huán)排水閥因控制回路端子松動(dòng)、電磁閥線圈故障，或位置開(kāi)關(guān)故障等原因， 導(dǎo)致水環(huán)排水閥關(guān)不上或無(wú)法正確反饋閥門(mén)狀態(tài)，如處理不及時(shí)，當(dāng)球閥打開(kāi)后， 由于收不到水環(huán)排水閥關(guān)閉信號(hào)，導(dǎo)葉將無(wú)法開(kāi)啟。此時(shí)機(jī)組低功率保護(hù)檢測(cè)到 輸入功率小于整定值，將會(huì)引起跳機(jī)。該問(wèn)題通過(guò)定期維護(hù)已得到很好的控制， 同時(shí)結(jié)合轉(zhuǎn)抽水時(shí)做好事故預(yù)想已基本能控制該跳機(jī)事件的發(fā)生。結(jié)束語(yǔ)綜上所述，抽水蓄能電站機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行中能充分發(fā)揮運(yùn)行工況靈活、響應(yīng) 速度快的特點(diǎn)，緩解電網(wǎng)峰谷差壓力、提高電網(wǎng)運(yùn)行綜合效益。作為運(yùn)行人員， 做到熟知機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程，加強(qiáng)對(duì)故障的分析，遇到突發(fā)故障時(shí)，可加快處理速度， 有助于