水力發(fā)電廠一次調(diào)頻考核分析及優(yōu)化方法

水力發(fā)電廠一次調(diào)頻考核分析及優(yōu)化方法摘要：本文介紹了某電廠一次調(diào)頻考核的主要原因分析。通過(guò)分析原因，提出了解決優(yōu)化方案，并成功解決了一次調(diào)頻的考核問(wèn)題。本文對(duì)大型水力發(fā)電廠一次調(diào)頻考核問(wèn)題的分析解決具有一定參考意義。關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；一次調(diào)頻；考核；分析；優(yōu)化電力系統(tǒng)輔助服務(wù)是指發(fā)電企業(yè)和用戶為保證電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和電能質(zhì)量而提供的服務(wù)，包括一次調(diào)頻、自動(dòng)發(fā)電控制、調(diào)峰、無(wú)功調(diào)節(jié)、備用和黑啟動(dòng)等服務(wù)。南方電網(wǎng)實(shí)施“南方區(qū)域并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則〃期間，某電廠在"一次調(diào)頻動(dòng)作合格率〃考核指標(biāo)上考核較多，對(duì)電廠的運(yùn)行評(píng)價(jià)和經(jīng)濟(jì)效益帶來(lái)了較大的損失。該廠積極積極采取措施，針對(duì)一次調(diào)頻不合格的問(wèn)題進(jìn)行分析，找到原因并提出了解決方法。一、 一次調(diào)頻的原理及作用機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，因受外界負(fù)荷變動(dòng)影響，電網(wǎng)頻率發(fā)生變化并超出機(jī)組調(diào)速器設(shè)定的頻率死區(qū)時(shí)，機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)頻率特性所固有的能力開(kāi)始參與調(diào)節(jié)作用，改變機(jī)組所帶的負(fù)荷，這就是機(jī)組一次調(diào)頻過(guò)程。機(jī)組一次調(diào)頻調(diào)節(jié)能力的大?。ㄩ_(kāi)度或功率值）與頻率偏差及設(shè)置的永態(tài)轉(zhuǎn)差率Bp值有關(guān)，如圖一所示。圖一在永態(tài)轉(zhuǎn)差率一定的情況下，一次調(diào)頻調(diào)整量由頻率偏差決定，而電網(wǎng)頻率偏差一般較小，因此一次調(diào)頻調(diào)整量小。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷偏差較大時(shí)，必須通過(guò)AGC二次調(diào)頻來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)荷平衡。二、 一次調(diào)頻的技術(shù)要求1） 機(jī)組的不等率（永態(tài)轉(zhuǎn)差率）4%；2） 遲緩率（固有死區(qū)）小于0.07%；3） 一次調(diào)頻死區(qū)0.05Hz；；4） 機(jī)組一次調(diào)頻響應(yīng)滯后時(shí)間小于或等于3s。5） 機(jī)組一次調(diào)頻穩(wěn)定時(shí)間小于60s。6） 水電機(jī)組參與一次調(diào)頻的負(fù)荷變化幅度限制10%（新：水電機(jī)組不加限制）。三、 南方電網(wǎng)“兩個(gè)細(xì)則〃中對(duì)一次調(diào)頻動(dòng)作不合格的定義以一分鐘為一個(gè)時(shí)段，系統(tǒng)頻率超出一次調(diào)頻死區(qū)期間，實(shí)際出力變化量與系統(tǒng)頻率偏差數(shù)值的正負(fù)號(hào)相同（反調(diào)）；一次調(diào)頻實(shí)際動(dòng)作的積分電量與理論動(dòng)作積分電量的比值小于50%。四、 一次調(diào)頻的免考條件1） 機(jī)組一次調(diào)頻動(dòng)作調(diào)節(jié)目標(biāo)超出機(jī)組可調(diào)節(jié)出力范圍的。2） 同時(shí)存在AGC指令的。3） 機(jī)組退出AGC時(shí)，因發(fā)電計(jì)劃改變，機(jī)組處于加減負(fù)荷時(shí)段的。4） 非電廠原因造成一次調(diào)頻不合格。5） 因電網(wǎng)運(yùn)行要求需電廠退出一次調(diào)頻運(yùn)行的時(shí)段。五、 幾種考核情況分析1）一次調(diào)頻動(dòng)作過(guò)程中存在AGC指令南方電網(wǎng)對(duì)于電廠一次調(diào)頻和AGC的協(xié)調(diào)關(guān)系要求為：機(jī)組在執(zhí)行AGC設(shè)定值時(shí)應(yīng)該不受一次調(diào)頻功能的影響，出力變化應(yīng)該是二者疊加的效果，如果調(diào)速機(jī)構(gòu)不能同時(shí)執(zhí)行一次調(diào)頻功能和AGC負(fù)荷調(diào)節(jié)功能時(shí)，應(yīng)該以AGC二次調(diào)節(jié)為主；沒(méi)有AGC二次調(diào)頻令時(shí)，以一次調(diào)頻為主。因此當(dāng)有二次調(diào)頻令時(shí)，機(jī)組的負(fù)荷變化有AGC給定值決定，一次調(diào)頻功能不起作用，這就造成與調(diào)度計(jì)算的一次調(diào)頻動(dòng)作要求不相符。2） 值班員操作負(fù)荷；如：2017年6月13日，某電廠3、5、6號(hào)機(jī)一次調(diào)頻被考核。一次調(diào)頻動(dòng)作后，全廠發(fā)電量減少，全廠實(shí)際負(fù)荷與調(diào)度給定負(fù)荷曲線產(chǎn)生偏差，值班人員根據(jù)負(fù)荷偏差手動(dòng)進(jìn)行了負(fù)荷調(diào)節(jié)，而造成一次調(diào)頻不合格。負(fù)荷操作記錄：3） 電廠側(cè)實(shí)際動(dòng)作時(shí)間與系統(tǒng)側(cè)判斷的動(dòng)作時(shí)間不同步如：2017年1月20日，南網(wǎng)5+1考核系統(tǒng)中記錄5F的一次調(diào)頻動(dòng)作時(shí)間是2017-01-2017:39:28，結(jié)束動(dòng)作時(shí)間為2017-01-2017:46:04；而通過(guò)查看電廠監(jiān)控記錄，在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，5F實(shí)際動(dòng)作了3次。電廠與1+5系統(tǒng)不同步造成的，系統(tǒng)只動(dòng)作了1次，而龍灘電廠在這1次時(shí)間里動(dòng)作了3次。4） 因電廠側(cè)與系統(tǒng)側(cè)判斷的動(dòng)作時(shí)間不同步造成的計(jì)算積分電量不足如：2017年3月7日，南網(wǎng)5+1考核系統(tǒng)中記錄5F的一次調(diào)頻動(dòng)作時(shí)間是2017-03-0706:26:17，結(jié)束動(dòng)作時(shí)間為2017-03-0706:29:15；現(xiàn)場(chǎng)5號(hào)機(jī)3月7日6時(shí)26分，一次調(diào)頻開(kāi)始2秒后出現(xiàn)最低頻率49.93Hz，由于上次的一次調(diào)頻還在復(fù)歸過(guò)程中，導(dǎo)致到本次積分偏少。（頻率最大偏差出現(xiàn)在26分17秒，），如圖二所示監(jiān)控記錄：5） 實(shí)際積分電量不足如：2017年5月5日，南網(wǎng)5+1考核系統(tǒng)中記錄4F的一次調(diào)頻動(dòng)作時(shí)間是2017-05-0502:06:05，結(jié)束動(dòng)作時(shí)間為2017-05-0502:32:24。當(dāng)時(shí)一次調(diào)頻頻繁動(dòng)作/復(fù)歸，本次調(diào)節(jié)是在上次復(fù)歸后不到1秒又開(kāi)始，但對(duì)積分電量無(wú)影響。確實(shí)是積分電量不足。如圖三所示。圖二一次調(diào)頻動(dòng)作曲線截圖圖三一次調(diào)頻動(dòng)作曲線截圖六、針對(duì)一次調(diào)頻被考核的優(yōu)化方法1） 針對(duì)考核系統(tǒng)記錄AGC指令信息不完整、南網(wǎng)考核系統(tǒng)無(wú)法記錄現(xiàn)地負(fù)荷調(diào)整情況造成考核的情況和電廠側(cè)與調(diào)度側(cè)判斷一次調(diào)頻復(fù)歸的邏輯不一致造成積分電量計(jì)算不正確的情況，我們采兩方面的措施。一方面，將相關(guān)情況向調(diào)度反映，要求調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)，但調(diào)度的考核系統(tǒng)短期內(nèi)無(wú)法修改。另一方面，組織相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員定期對(duì)考核系統(tǒng)進(jìn)行查看，對(duì)考核情況進(jìn)行分析，對(duì)比歷史記錄，如果是屬于可免考的情況，及時(shí)編制免考申請(qǐng)報(bào)告，提交調(diào)度，申請(qǐng)免考。實(shí)施效果：通過(guò)免考申請(qǐng)工作，大大降低了考核的次數(shù)和考核電量。通過(guò)積極的申請(qǐng)免考，僅2017年7月至12月，就成功申請(qǐng)免考電量33174.245MWH。該措施確定了很好的效果。2） 通過(guò)與值班員溝通，在監(jiān)控系統(tǒng)的AGC控制畫(huà)面中增加的每臺(tái)機(jī)組的頻率顯示和一次調(diào)頻動(dòng)作情況的顯示，方便運(yùn)行人員在調(diào)整負(fù)荷時(shí)觀察到一次調(diào)頻的動(dòng)作情況。實(shí)施效果：通過(guò)修改畫(huà)面，很好的解決了運(yùn)行人員在調(diào)整負(fù)荷時(shí)觀察不到一次調(diào)頻動(dòng)作情況的問(wèn)題。3） 通過(guò)專(zhuān)題分析會(huì)，形成要求，一次調(diào)頻動(dòng)作時(shí)，值班人員不操作增、減負(fù)荷；避免影響一次調(diào)頻的正確性。實(shí)施效果：通過(guò)制定制度和宣貫，避免了在一次調(diào)頻動(dòng)作時(shí)有人為操作的情況。通過(guò)對(duì)考核情況進(jìn)行了分析，沒(méi)有了在一次調(diào)頻動(dòng)作時(shí)間有人為操作被考核的情況。4） 通過(guò)修改一次調(diào)頻的動(dòng)作邏輯，使該廠的一次調(diào)頻動(dòng)作情況與調(diào)度5+1考核系統(tǒng)判定的動(dòng)作情況一致。2017年9月3日，為確保該廠一次調(diào)頻與電網(wǎng)的一次調(diào)頻完全同步，需將“調(diào)頻退出頻差（％）”從0.09改為0.1。將一次調(diào)頻復(fù)歸值由原來(lái)的±0.045HZ改變?yōu)椤?.05HZ，與一次調(diào)頻動(dòng)作值一致，即取消回差。實(shí)施效果：通過(guò)參數(shù)的修改和跟蹤分析，該廠與調(diào)度側(cè)一次調(diào)頻動(dòng)作不一致的情況得到了有效的解決，不一致的情況減少了很多，一次調(diào)頻考核的準(zhǔn)確性提升了很多。5） 針對(duì)某些情況積分電量不足的情況，采取了優(yōu)化調(diào)速器一次調(diào)頻參數(shù)的方法來(lái)解決。（1） 2017年6月，針對(duì)低水頭情況下，有功功率變化太小造成的一次調(diào)頻積分電量不足的情況，需將一次調(diào)頻開(kāi)度模式DB（%）的值由0.06改為0.05；修改前后調(diào)節(jié)計(jì)算為：修改前DB=0.06時(shí)計(jì)算頻差為0.02Hz，額定水頭下對(duì)應(yīng)1.6%開(kāi)度，14MW有功；修改后DB=0.05時(shí)計(jì)算頻差為0.025Hz，額定水頭下大約對(duì)應(yīng)2.0%開(kāi)度，17.5MW有功。（2） 2017年7月，跟蹤分析發(fā)現(xiàn)，在低水頭下，積分電量仍不足，還需優(yōu)化，需將一次調(diào)頻開(kāi)度模式DB（%）的值由0.05改為0.04；修改前后調(diào)節(jié)計(jì)算為:修改前DB=0.05時(shí)計(jì)算頻差為0.025Hz，額定水頭下對(duì)應(yīng)1.6%開(kāi)度，14MW有功;修改后DB=0.04時(shí)計(jì)算頻差為0.03Hz，額定水頭下大約對(duì)應(yīng)2%開(kāi)度，20MW有功。（3） 2017年10月，通過(guò)跟蹤發(fā)現(xiàn)，因該廠一次調(diào)頻調(diào)節(jié)幅度太大，在系統(tǒng)頻率頻繁擺動(dòng)工況時(shí)，會(huì)因?yàn)檎{(diào)節(jié)幅度太大，一次調(diào)頻結(jié)束時(shí)，導(dǎo)葉開(kāi)度不能及時(shí)復(fù)位，造成一次調(diào)頻不合格，需修改一次調(diào)頻參數(shù)。調(diào)速器一次調(diào)頻開(kāi)度模式DB（%）的值由0.04改為0.06。（4） 2018年3月，經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的跟蹤分析，使用較小的DB值，在出現(xiàn)一次調(diào)頻動(dòng)作不一致時(shí)，會(huì)出現(xiàn)幾個(gè)動(dòng)作周期內(nèi)計(jì)算出來(lái)的積分電量未負(fù)值（即與一次調(diào)頻動(dòng)作方向相反），這種情況無(wú)法申請(qǐng)免考。因此為了避免出現(xiàn)這種情況，