機組一次調(diào)頻功能的與實現(xiàn)

機組一次調(diào)頻功能的研究與實現(xiàn) 隨著機組容量的不斷增加和市場經(jīng)濟的進一步深入，電網(wǎng)的供電質(zhì)量要求也越來越高，要求電網(wǎng)頻率非常穩(wěn)定，滿足各用戶的要求。隨著計算機技術(shù)的應(yīng)用，機組DEH由原來的液調(diào)方式改為電調(diào)方式，一次調(diào)頻功能也由電調(diào)實現(xiàn)，雖然機組協(xié)調(diào)、AGC等功能投入運行，但由于一次調(diào)頻功能一般為運行人員控制它的投切，致使大部分機組未投入，造成電網(wǎng)頻率頻繁超限。2002年4月29日青島會議后，我省開始一次調(diào)頻功能的恢復(fù)工作，6月3日青島電廠＃2機組率先進行了一次調(diào)頻試驗，到現(xiàn)在為止，大部分電廠已經(jīng)投入了一次調(diào)頻功能，但也有部分電廠還沒有完成該功能的恢復(fù)工作?；舅枷胍淮握{(diào)頻功能是在電網(wǎng)由于機組或其他原因造成電網(wǎng)頻率超限的情況下，單元機組利用鍋爐蓄能，快速增減負荷，以彌補電網(wǎng)負荷缺口，保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定。名詞解釋電網(wǎng)頻率特性電網(wǎng)頻率是一個頻繁變化的參數(shù)，也是電網(wǎng)運行的重要監(jiān)視參數(shù)。主要包括三部分：低頻區(qū)為每天根據(jù)用戶的生活習慣和作息時間而變化的部分，由計劃運行的機組根據(jù)電網(wǎng)預(yù)測分配負荷，使系統(tǒng)負荷在發(fā)電機組之間實現(xiàn)經(jīng)濟分配；高頻區(qū)是由于用電負荷較小隨機變化而造成的，由AGC功能隨時完成調(diào)整；另外是由于系統(tǒng)內(nèi)機組跳閘或大用戶發(fā)生跳閘時，電網(wǎng)頻率發(fā)生瞬間變化，一般變化幅度較大，變化周期在10秒到2～3分鐘之間，要求網(wǎng)上機組的負荷能夠在允許的范圍內(nèi)快速地調(diào)整，以彌補網(wǎng)上的負荷缺口，保證電網(wǎng)頻率的穩(wěn)定，這就是一次調(diào)頻功能要完成的任務(wù)。在液調(diào)機組中由液壓系統(tǒng)的同步器根據(jù)機組的轉(zhuǎn)速直接反應(yīng)，為進一步提高機組的可控性和控制精度，現(xiàn)在的機組普遍采用電調(diào)系統(tǒng)，控制精度明顯提高，機組的協(xié)調(diào)控制也具備了條件，其中一次調(diào)頻作為DEH系統(tǒng)軟件部分的一個功能之一，在前一段時間內(nèi)被大家忽略一直未投入運行，造成電網(wǎng)頻率頻繁超限。轉(zhuǎn)速不等率機組轉(zhuǎn)速不等率(δ)：是指機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)給定值不變的情況下，機組功率由0至額定值對應(yīng)的轉(zhuǎn)速變化量（Δn）與額定轉(zhuǎn)速（n0）的比值，通常以百分數(shù)形式表示。（對承擔基本負荷的機組,一般取其不等率大一些,以希望電網(wǎng)周波的變化對其功率的影響要小,保證機組在經(jīng)濟工況下長期運行;對承擔尖峰負荷的機組,則不等率要小一些,在電網(wǎng)周波變化后希望多分擔一點變動負荷）功率補償量機組一次調(diào)頻的功率補償量(ΔP):是由機組轉(zhuǎn)速不等率δ和電網(wǎng)頻率偏差（可轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速偏差Δn）計算出來的，公式如下：其中：為額定轉(zhuǎn)速。為機組的額定功率。例如：額定容量為=300MW的發(fā)電機，當轉(zhuǎn)速偏差為Δn=-6轉(zhuǎn)（電網(wǎng)頻率偏差為Δf=-0.10HZ）時，該機組一次調(diào)頻的功率補償量ΔP：遲緩率機組的遲緩率：是指由于調(diào)速器、傳動放大機構(gòu)和配汽機構(gòu)部件有磨擦、間隙等原因使輸入信息與輸出信息之間存在的遲緩現(xiàn)象，這種遲緩現(xiàn)象作用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)使在一定的轉(zhuǎn)速變化范圍Δn，機組功率不變。遲緩率ε的計算公式如下：較ε竊=費(紡Δ歲n絕/洪)*100%氏其恰中環(huán)分為額定轉(zhuǎn)速。調(diào)頻死區(qū)筒機組一次調(diào)頻陵頻率死區(qū)，是私指系統(tǒng)在額定衰轉(zhuǎn)速附近對轉(zhuǎn)通速的不靈露敏區(qū)。為了在蔬電網(wǎng)頻率變化柴較小的情況下色提高機組穩(wěn)定婦性，一般在電皮調(diào)系統(tǒng)設(shè)置有錢頻率死區(qū)。麥一次調(diào)頻動態(tài)崖特性漢一次調(diào)頻特性城是汽輪發(fā)電機慚組并網(wǎng)運行的墓基本特性之潑一就,向球它是指電網(wǎng)負轎荷變化引起電甜網(wǎng)的頻率發(fā)生篩變化主后類,插雜機組供在虜康調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作柿用下自動地增蚊加〈電網(wǎng)頻率霧下降時〉或減校小稠(立疑電燕優(yōu)網(wǎng)頻率升高時省〉自身的功誼率音,專勺從而限制電網(wǎng)賄頻率變化的特肺性。格典型調(diào)節(jié)系統(tǒng)漫的一次調(diào)頻動向態(tài)特性拴純轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系尚統(tǒng)：在電網(wǎng)周可波降低要求機絨組負荷立即增直加時，使高調(diào)妙門動態(tài)過開到覆一個較大的數(shù)魄值，然后關(guān)小紛到與要求功率陣相適應(yīng)的穩(wěn)態(tài)敘值蓄型.恢用高壓缸多進趙的蒸汽量拖所閥色發(fā)出的功率來布補償中、低壓壓缸功率增加的凱滯甜后龍,肚早以使機組整按個蓮雹功率的增加接掌近于非再熱機元組的特性。澇功頻系統(tǒng)：當白電網(wǎng)周波突然誤降低，需要增克加機組功率時三，高壓調(diào)節(jié)閥粘在開始階段增曾加的開度為正斧常應(yīng)增加開度擁的兩倍，其后殊隨著功率的增俊加減小到正常結(jié)開度，由此補嶄償中、低壓缸照的功率滯后，讀提高再熱機組晨的一次調(diào)頻能罵力。等準恒功率系統(tǒng)改：該系統(tǒng)適應(yīng)泳于帶基本負荷始的機組，對周辭期較長的電網(wǎng)岔周波變化，機偏組的功率幾乎奸保持不變，在樣高頻段，一次發(fā)調(diào)頻作用取得卵主導(dǎo)地位，表蜂現(xiàn)為純轉(zhuǎn)速系碑統(tǒng)特性，這樣銀既可利用汽包服鍋爐的蓄熱參織與短期的一次妨調(diào)頻，又可避課免對鍋爐產(chǎn)生灘較大的擾動，忍保證機組在經(jīng)恢濟負荷下長期愈運行。寨控制策略比較繩分析遇在機組控制水形平達到一定的抽自動化水平后般，整個機組實夢現(xiàn)了協(xié)調(diào)控制籍，機組的負荷鈔受電網(wǎng)或運行材人員的控制，廢一次調(diào)頻功能筒作為事故處理宮手段應(yīng)該建立分機組協(xié)調(diào)控制活的基礎(chǔ)之上，剝同時為保證機排組一次調(diào)頻功扯能的完整性，指要求在機組不副在協(xié)調(diào)控制狀紛態(tài)下，查由通DE虹H孕完成一次調(diào)頻撒功能。館DE習H逢調(diào)頻方案牧方葬案北A非(掉見絲圖頃1)幻一次調(diào)頻作為續(xù)功率指令的校屆正信號加入值到吼PI拿D倉的設(shè)定值苗端景,太通來過右PI挨D瓜控制運業(yè)行幅,百相應(yīng)地調(diào)節(jié)汽釣輪機調(diào)門保證老機組實際負荷突等于經(jīng)校正后搶的功率指令。但優(yōu)點是頻率偏晨差與機組負荷磚變化成一定關(guān)智系早,顫在機組運行的碧任何工況擁下市,炸一定的頻率偏讓差理論上產(chǎn)生奧同樣幅度、速禽率的負荷變香化移,團有利于二次調(diào)瓶頻功能的運行范。缺點方是患:住由于作為定值濟校正信很號四,畝使得此種方式土必須在系統(tǒng)功態(tài)率回路投入的毅情況下才能起錫作斯用伸;論當汽輪機調(diào)門送控制柴從架DE星H載控低制橋(LOCA捧L蛋方顧式英)澆切換幸為叔CC荷S封控僅制排(REMOT縫E航方武式功)答后箏,DE慶H牙側(cè)功率回路退古出運猜行娛,袖也就是此種方榜式的一次調(diào)頻駝功能被禁止投以運駝;合由于經(jīng)過調(diào)節(jié)單器敲,隆一次調(diào)頻功能善的響應(yīng)時間受險調(diào)節(jié)器的參數(shù)囑控制。引方壘案陷B湊(兄見躍圖揉2)柱一次調(diào)頻作為教功率調(diào)節(jié)器輸誤出指令的校正什信航號農(nóng),昂經(jīng)校正后的指納令直接輸出到扮閥門管理程榆序樣,瞎保證機組調(diào)門德開度指懲令寸(巾指汽輪機的流逃量指雕令為)題等于經(jīng)一次調(diào)賭頻校正后的指屋令輸出。優(yōu)掘點擋:知1犬與以往老式的攔液調(diào)機組比謊較騎,臘兩者具有相同繡的控制方式。白一次調(diào)頻功能淺可以在功率回舒路解除的情況歇下正常投榜運測;街并且當汽輪機箱調(diào)門控制另從鈴DE陷H糖系統(tǒng)控瞇制棵(LOCA飲L釘方塵式類)燙切換傾為主CC烏S英系統(tǒng)控廉制英(鴨REMOTE旦方蓬式根)床后摩,DE壁H陽側(cè)的一次調(diào)頻盞功能仍可以起刮作用克。折2篇由于不經(jīng)過調(diào)炮節(jié)諸器圾,帥一次調(diào)頻功能穴的響應(yīng)速度很弟快梳,錘基本上沒有任泛何延時。缺帝點劫:秘因為頻率偏差啊與機組調(diào)門流您量指淹令叉(里線性化校正的要開度指高令牛)游成一定關(guān)指系孫,凳在機組運行的升任何情況許下痰,乖一定的頻率偏獻差產(chǎn)生同樣幅鞭度、速率的開阻度變化。但是泉對應(yīng)于機組負零荷而液言曠,刻在機組運行的癥不同情況奮下狠,糊一定的頻率偏敲差會產(chǎn)生不同全幅度、速率的爪實際功率變系化喉,航不利于二次調(diào)覽頻功能對控制墓對象的性能把肯握。裁方煎案晶C屈(稿見鼻圖厲3)百結(jié)底合荒A峰、筋B逃兩種方案的優(yōu)草點鵲,為功率回路投入摘時同方類案紐A擦,比功率回路解除浮時同方睛案練B子,刺在任何運行方碧式下均能投運劫一次調(diào)頻功能集。寸CC煎S招系統(tǒng)的調(diào)頻方炊案出方崇案姨A叢(不見猛圖儀4)剖頻率校正信號設(shè)加在經(jīng)速率限丙制后的功率指甩令上后作為設(shè)腎定值輸入儀到鉗PI場D壞調(diào)節(jié)器護的北S君P某端。優(yōu)渴點蛙:面頻率或轉(zhuǎn)速的蔑偏差與機組負坦荷變化成一定蒜關(guān)系。在機組調(diào)運行的任何情親況撒下唐,眉一定的頻將率據(jù)(杜或轉(zhuǎn)照速曉)維偏差理論上產(chǎn)嘴生同樣幅度、營速率的負荷變亡化。有利于二焦次調(diào)頻功能的懂運行。缺傭點沫:扛由于作為設(shè)定鳳值的校正信掩號怪,哭使得一次調(diào)頻線功能必須滴在頌CC至S喪系統(tǒng)亡的擠PI桂D脾回路投入的情授況下才能起作佩用拾。講1特當南CC胃S抄控制系統(tǒng)由于沫某種本身原因裁沒投功率回路王時象,剖一次調(diào)頻功能件不能投運睜。持2確由于經(jīng)過調(diào)節(jié)隙器園,今一次調(diào)頻功能望的響應(yīng)時間受土調(diào)節(jié)器的參數(shù)杜控制。浩(2植)捏方繳案勸B崇(堆見練圖侄4)濤頻率校正信號狹直接加在功率旗指令上后再經(jīng)問速率限制作為攝設(shè)定值輸入監(jiān)到紀PI擔D站調(diào)節(jié)器阿的勉S狠P稼端。這種方式巧一般來說沒有笛可取之處。速大率限制在校正盆運算的后館面協(xié),腥也就是候說希,蒸當機組穩(wěn)定運爪行腳,AG舞C露或陶CC喇S鳳指令沒有變化蒼時嘩,鼓在速率限制的鈴范圍內(nèi)一次調(diào)名頻功能可以起辰作用。但吊是陸,挖當機組正處于螞變負荷階該段林(至機組投谷運冒AG費C慘后經(jīng)常會出值現(xiàn)笛)稈,匠同方磚向蜜(紀加負荷過程中癢頻率偏低或者猾減負荷過程中婆頻率電高貼)君的一次調(diào)頻功北能就被禁止了航。齒通過記對冠DE石H炊、皆CC界S波各種一次調(diào)頻舞的分融析雨,烘合理的一次調(diào)議頻方法應(yīng)聞由尖CC喊S第系統(tǒng)的頻率校輪正潔(笨調(diào)歇頻泊)線功能猾及蠻DE值H幣系統(tǒng)的調(diào)頻功損能兩部分一起由作用來完成。求系統(tǒng)因此衍生樹出幾種調(diào)頻方虜式揚:址1)DE換H樂系統(tǒng)手動或閥弱位控制方式時駁的鑰DE勺H蝦一次調(diào)頻功宮能繁,輝相當于以前同肢步器液調(diào)機組夸的一次調(diào)頻功員能能,罷優(yōu)點是負荷響超應(yīng)速度很塑快旦,職但由于非線性而的閥門流量特革性及不同參數(shù)陶運行的工組況屈,貸靜態(tài)上不能準劇確地達到參數(shù)恢指標的幅度要復(fù)求倚;油2)DE斧H束系統(tǒng)功率回路犯自動方式時杯的寇DE池H羊頻率?？傉l(wèi)(東調(diào)嶺頻拔)休功演能丟,賞優(yōu)點是負荷響盟應(yīng)速度畜快歷,痰靜態(tài)上也可以流達到參數(shù)指標饒的幅度要寬求緣,鏟但是該狀態(tài)不侄能參加機組拋的繡CC鐮S投及秀AG心C拖調(diào)這節(jié)窯;歷3)DE辛H斃系統(tǒng)在遙控方國式膛,鋸汽機主控在手成動方式時目的廣DE榜H埋一次調(diào)頻功推能念,狡此時相當于方寒式頸1);劫4)DE勵H吐系統(tǒng)在遙控方夫式桂,記汽機主控在調(diào)缸功方式時有的字CC存S郵頻率校壓正弦(宿調(diào)迫頻臭)切功科能面,歡優(yōu)點是可以達產(chǎn)到參數(shù)指標的械幅度要土求老,箏但負荷響應(yīng)速辦度椒慢志;勁5)AG斯C票方式剖時征CC童S箏頻率校芒正刊(拋調(diào)竟頻竄)濟功謀能軌,很此時相當于方騰式雞4賭)反。由欣于躺CC珠S員頻率校型正徹(源調(diào)芒頻障)究功能要通回過穗PI背D堪實雕現(xiàn)賞,蝦如果機組調(diào)頻陪速度不能滿足康要煎求儀,研則在方議式溫4柳)肢和方匙式狗5稠)舊時要結(jié)合方孝式妄1若)蟲的彈DE燦H盞一次調(diào)頻功爭能青,遼以提高調(diào)頻的斜響應(yīng)速障度栗,危同時又保證參文數(shù)指標的尋幅度要求。聲機組浴在蹄AG椒C妹或瓜CC分S央工況團時妥,違為了快速響應(yīng)鞋調(diào)度負掛荷種,隨基本不使用汽危機主控調(diào)壓方鼻式牙,廁故該方式下一繼次調(diào)頻功能暫覆不要求。隸從大量試驗來指看變：爽(1包)斥大部分參加試丹驗的機組能在繩試驗開始由后寺1鴿0幕～飄20康s提內(nèi)負荷有明顯幣的變酷化醋;(2前)解由于中儲式機冊組的變負荷速伯率比較爸高英,膝故一次調(diào)頻能言力普遍優(yōu)于直柿吹式機制組腫;(3浪)輩機組容量越孩小遇,傻汽包容積越術(shù)大驢,落機組蓄熱量所芳占比例越敲大吧,翁一次調(diào)頻能力克越好。戚參數(shù)設(shè)置牲虹(悄與華北電網(wǎng)比肉較陡)不等率 有轉(zhuǎn)速不等率是艘機組一次調(diào)頻狂的主要指標之剖一，機組轉(zhuǎn)速街不等率回為衰5域％。熔火電機組速度槍不等率一般扁為商4紙％糖～悉5章％。遲緩率雹具粗有誤DE割H滴的機組遲緩率漏應(yīng)小役于沖0.0制6表％，其它機組般應(yīng)小捆于懇0.童1滴％林機組容晨量娃<100MW贈,含遲緩率要求小販于右0.酸4銳％；機組容道量走100M筆W叼～溪200M涌W朋，遲緩率要求吉小乖于青0.脂2刑％；機組容編量號>200M仁W喘，遲緩率要求務(wù)小四于奇0.限1冒％。功率補償量備負荷限制最大簽為機組額定容逃量搞的壤±根5揚％抹額定負品荷登200M挺W徹及以下的火電俊機組，限制幅筆度不小于機組急額定坦負荷仇的蹲±1餅0彼％；額定負鐘荷就22港0船～狂350M胞W被的火電機組，氣限制幅度不小送于機組額定負膏荷謀的?！罈?罪％；額定負計荷籍500M干W躁及以上的火電榮機組，限制幅番度不小于機組淘額定負荷滿的匠±辰6查％聯(lián)鍋爐的響應(yīng)能桶力是制約機組緩一次調(diào)頻幅度股的主要因素，躬具有不同的結(jié)扮構(gòu)形式與調(diào)節(jié)囑系統(tǒng)的鍋爐，策對不同變化速靜度的汽輪機蒸給汽流量擾動的咐響應(yīng)有所不同盡。如直流鍋爐仍與汽包鍋爐比域較，其蓄熱能瞞力小的多，閥戒門開度擾動對荒主汽壓的影響嫌快，而且幅度頓更大；另外，子采用機爐協(xié)調(diào)的控制系統(tǒng)與否政，對相同的蒸罰汽流量擾動造堆成的主汽壓變瞎化是不一樣的欄，有研究表明勁兩者相差達兩釣倍以上。因此波要設(shè)計某機組純的一次調(diào)頻動河態(tài)性或確定其鹿一次調(diào)頻幅度寺，首先應(yīng)獲取的鍋爐在主汽壓富不超界的情況集下，能承受的削最大蒸汽流量潤擾動，記供做訴Dmax(S錄)娘,磁它是頻率的函腸數(shù)，因為不同嶺的變化速度的北蒸汽流量擾動耍，引起主汽壓蹈變化的大小是叫不同的。死區(qū) 上機組一次調(diào)頻捧的動作轉(zhuǎn)速死您區(qū)為嫌：朵3000±赴6蛇轉(zhuǎn)吐/耳分鐘蝦火電機組一次惑調(diào)頻死區(qū)不大掩于托±r/min變負荷率灣機組增減負荷匪速度不低于額惰定容量付的沿3黨％鬧/疏分鐘佩（算AG茅C伐功能投入時，概可采你用歡AG殘C堂增減負荷速度法＋一次調(diào)頻增君減負荷速度）無響應(yīng)滯后時間楊機組一次調(diào)頻際功能進入動作序區(qū)到機組實發(fā)耐功率發(fā)生相應(yīng)傻變化的時間小睬于吹1袖5裂秒。燈當電網(wǎng)頻率變傳化達到一次調(diào)哀頻動作值到機險組負荷開始變餅化所需的時間練為一次調(diào)頻負聯(lián)荷響應(yīng)滯后時球間，應(yīng)小石于午3干秒穩(wěn)定時間無虧機組參與一次箏調(diào)頻過程中，派在電網(wǎng)頻率穩(wěn)公定后，機組負筑荷達到穩(wěn)定所躁需時間為一次絮調(diào)頻穩(wěn)定時間怒，應(yīng)小兆于唇1mi紙n驅(qū)，機組協(xié)調(diào)控煮制系統(tǒng)獲自動柴發(fā)電控制直（投AG賞C借）運行時，應(yīng)濕剔除負荷指令根變化的因素。幾點說明困如果機采組掩DE損