1.于歡歡 2.張 巖 2.張 赫

1.吉林省經(jīng)濟(jì)管理干部學(xué)院 2.華能九臺電廠

1 引言

該電廠采用超臨界一次中間再熱、高中壓合缸單軸三缸四排汽冷凝式汽輪發(fā)電機(jī)組，汽輪機(jī)采用高中壓聯(lián)合方式啟動，高壓主汽門方式?jīng)_轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速達(dá)到2900RPM時切換到高壓調(diào)門控制升速、帶負(fù)荷。每臺機(jī)組配有兩個T)、四個G)、兩個RSV、四個IV，汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)為DEH，電子設(shè)備采用為西門子的T3000系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)采用高壓抗燃油EH裝置。

2 優(yōu)化前一次調(diào)頻控制方式

一次調(diào)頻是指當(dāng)電網(wǎng)頻率超出規(guī)定的正常范圍后，電網(wǎng)頻率的變化使一次調(diào)頻的各機(jī)組自動地增減機(jī)組的有功功率，從而使電網(wǎng)頻率趨于50Hz并穩(wěn)定。

該電廠分為三種控制方式：閥控方式、功控方式及協(xié)調(diào)和DEH聯(lián)合控制方式，前兩種方式都是由機(jī)組DEH實現(xiàn)，即通過頻差信號轉(zhuǎn)化量的大小，疊加在汽輪機(jī)調(diào)速汽門指令的方式，完成了對機(jī)組一次調(diào)頻響應(yīng)。第三種是由DCS和DEH共同作用實現(xiàn)，為避免出現(xiàn)負(fù)荷反調(diào)現(xiàn)象，在協(xié)調(diào)方式投入AGC 運(yùn)行時，投入頻率校正回路和壓力拉回回路。

3 一次調(diào)頻存在的問題

機(jī)組投產(chǎn)后經(jīng)過多次檢修，機(jī)組閥門流量特性曲線發(fā)生變化，機(jī)組滑壓運(yùn)行曲線偏移，致使一次調(diào)頻響應(yīng)時間、快慢程度、調(diào)節(jié)量等產(chǎn)生誤差。

經(jīng)過曲線分析和試驗證明，該電廠一次調(diào)頻存在幾大主要問題：

第一，機(jī)組調(diào)節(jié)閥門流量曲線發(fā)生變化，出現(xiàn)線性不匹配，使一次調(diào)頻與實際需求流量相差大，閥門響應(yīng)程度不一致，閥門擺動等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響機(jī)組調(diào)節(jié)。

第二，機(jī)組定滑壓曲線不合適，在現(xiàn)有曲線下運(yùn)行，機(jī)組保持的主控指令過大，門前壓力過低，使閥門調(diào)節(jié)余量過小，門前儲存能量不足，導(dǎo)致機(jī)組在短暫響應(yīng)之后，20S左右易出現(xiàn)負(fù)荷下降的問題，不能滿足一次調(diào)頻調(diào)節(jié)負(fù)荷要求。

第三，機(jī)組DCS側(cè)汽機(jī)主控指令送到DEH側(cè)為硬件接線連接，存在信號衰減，違反重要信號冗余配置原則，存在危險隱患。

第四，機(jī)組投產(chǎn)初期，一次調(diào)頻要求標(biāo)準(zhǔn)不高，對于機(jī)組響應(yīng)時間、變化速度、60S內(nèi)調(diào)節(jié)負(fù)荷要求不高，所以導(dǎo)致頻差指令轉(zhuǎn)換閥門開度過小，有關(guān)系數(shù)不合適，導(dǎo)致機(jī)組響應(yīng)指標(biāo)不合格。

第五，在三種方式的調(diào)節(jié)回路中，對于頻差信號對應(yīng)負(fù)荷變化上下限沒有限制，會導(dǎo)致機(jī)組過調(diào)或者燃燒不穩(wěn)。

4 解決問題方法

第一，針對閥門流量曲線不準(zhǔn)確問題。經(jīng)試驗，得到相應(yīng)準(zhǔn)確的閥門流量曲線函數(shù)，保證汽機(jī)閥門在單閥或順閥狀態(tài)下，綜合閥位指令與蒸汽流量保持一定線性比例關(guān)系，順閥時保證4個高調(diào)閥重疊度合適，每個閥平穩(wěn)開關(guān)，確保機(jī)組穩(wěn)定前提下一次調(diào)頻合格。圖1為做出新的閥位流量曲線；

圖1 閥位流量曲線

第二，對于機(jī)組定滑壓曲線函數(shù)不合適問題。經(jīng)試驗，得到準(zhǔn)確的定滑壓曲線，保證機(jī)組穩(wěn)定，滿足門前蓄能不足問題，兼顧機(jī)組經(jīng)濟(jì)性，滿足一次調(diào)頻調(diào)節(jié)。

第三，對于汽機(jī)主控信號衰減問題。采取增加兩路硬接線，保證重要信號冗余配置的原則。再設(shè)計一個通信點，把汽機(jī)主控指令用通信方式從DCS傳給DEH，在畫面上做一個切換按鈕，在正常時用通信指令，當(dāng)通信出問題時在用硬接線指令，保證信號不出衰減問題，信號可靠。

第四，對于頻差信號轉(zhuǎn)換閥門指令量小問題。轉(zhuǎn)換系數(shù)，采取經(jīng)驗法和試湊法，算出最優(yōu)系數(shù)，保證機(jī)組一次調(diào)頻在增減負(fù)荷時，不出現(xiàn)過調(diào)和調(diào)節(jié)幅度小的可能，該電廠系數(shù)在閥控方式時，系數(shù)由0.15改為0.38，協(xié)調(diào)方式由0.11改為0.29。

第五，對于一次調(diào)頻調(diào)節(jié)的負(fù)荷變化，沒有上下限問題。根據(jù)吉林電網(wǎng)一次調(diào)頻最大出力要求，滿足額定負(fù)荷的6%，計算得±40MW。在機(jī)組負(fù)荷達(dá)到260MW穩(wěn)燃負(fù)荷時，在DEH側(cè)一次調(diào)頻負(fù)荷指令上限改為：660MW減去當(dāng)前負(fù)荷，最大不高于40MW；在DEH側(cè)一次調(diào)頻負(fù)荷指令下限改為：260MW減去當(dāng)前負(fù)荷，最小不低于-40MW；

5 結(jié)論

通過上述試驗驗證，機(jī)組一次調(diào)頻試驗，人為給定頻差信號±4轉(zhuǎn)±6轉(zhuǎn)，然后通過對比3S/15S/45S變化結(jié)果，一次調(diào)頻的負(fù)荷響應(yīng)滯后時間：小于3s；一次調(diào)頻的負(fù)荷調(diào)整幅度：所有機(jī)組在15s內(nèi)達(dá)到理論計算的一次調(diào)頻的最大負(fù)荷調(diào)整幅度的90%；調(diào)整幅度的偏差：在電網(wǎng)頻率變化超過機(jī)組一次調(diào)頻死區(qū)時開始的45s內(nèi)，機(jī)組實際出力與響應(yīng)目標(biāo)偏差的平均值應(yīng)在理論計算的調(diào)整幅度的±5%內(nèi)。完全滿足了機(jī)組一次調(diào)頻的需求。

[1]龔雪麗，電廠一次調(diào)頻控制策略的分析及優(yōu)化[J].電力建設(shè)，2005(9)

[2]劉康寧，紀(jì)云鋒，DEH系統(tǒng)一次調(diào)頻功能實踐[J].電力建設(shè)，2006(7)