摘要：本文介绍了某电厂一次调频考核的主要原因分析。通过分析原因，提出了解决优化方案，并成功解决了一次调频的考核问题。本文对大型水力发电厂一次调频考核问题的分析解决具有一定参考意义。
关键词：发电厂；一次调频；考核 ；分析；优化
电力系统辅助服务是指发电企业和用户为保证电力系统安全经济运行和电能质量而提供的服务，包括一次调频、自动发电控制、调峰、无功调节、备用和黑启动等服务。南方电网实施“南方区域并网发电厂辅助服务管理实施细则”期间，某电厂在“一次调频动作合格率”考核指标上考核较多，对电厂的运行评价和经济效益带来了较大的损失。该厂积极积极采取措施，针对一次调频不合格的问题进行分析，找到原因并提出了解决方法。
一、一次调频的原理及作用
机组并网运行时，因受外界负荷变动影响，电网频率发生变化并超出机组调速器设定的频率死区时，机组调节系统频率特性所固有的能力开始参与调节作用，改变机组所带的负荷,这就是机组一次调频过程。机组一次调频调节能力的大小（开度或功率值）与频率偏差及设置的永态转差率Bp 值有关，如图一所示。
图一
在永态转差率一定的情况下，一次调频调整量由频率偏差决定，而电网频率偏差一般较小，因此一次调频调整量小。当系统负荷偏差较大时，必须通过AGC 二次调频来实现负荷平衡。
二、一次调频的技术要求
1）机组的不等率（永态转差率）4％；
2）迟缓率（固有死区）小于0.07％；
3）一次调频死区0.05Hz；；
4）机组一次调频响应滞后时间小于或等于3s 。
5）机组一次调频稳定时间小于60s 。
6）水电机组参与一次调频的负荷变化幅度限制10%（新：水电机组不加限制）。
三、南方电网“两个细则”中对一次调频动作不合格的定义
以一分钟为一个时段，系统频率超出一次调频死区期间，实际出力变化量与系统频率偏差数值的正负号相同（反调）； 一次调频实际动作的积分电量与理论动作积分电量的比值小于50%。
四、一次调频的免考条件
1）机组一次调频动作调节目标超出机组可调节出力范围的。
2）同时存在AGC 指令的。
3）机组退出AGC 时，因发电计划改变，机组处于加减负荷时段的。
4）非电厂原因造成一次调频不合格。
5）因电网运行要求需电厂退出一次调频运行的时段。
五、几种考核情况分析
1）一次调频动作过程中存在AGC指令
南方电网对于电厂一次调频和AGC的协调关系要求为：机组在执行AGC设定值时应该不受一次调频功能的影响，出力变化应该是二者叠加的效果，如果调速机构不能同时执行一次调频功能和AGC负荷调节功能时，应该以AGC二次调节为主；没有AGC二次调频令时，以一次调频为主。因此当有二次调频令时，机组的负荷变化有AGC给定值决定，一次调频功能不起作用，这就造成与调度计算的一次调频动作要求不相符。
2）值班员操作负荷；
如：2017年6月13日，某电厂3、5、6号机一次调频被考核。一次调频动作后，全厂发电量减少，全厂实际负荷与调度给定负荷曲线产生偏差，值班人员根据负荷偏差手动进行了负荷调节，而造成一次调频不合格。
负荷操作记录：
3）电厂侧实际动作时间与系统侧判断的动作时间不同步
如：2017年1月20日，南网5+1考核系统中记录5F的一次调频动作时间是2017-01-20 17:39:28，结束动作时间为2017-01-20 17:46:04；而通过查看电厂监控记录，在这个时间段内，5F实际动作了3次。电厂与1+5系统不同步造成的，系统只动作了1次，而龙滩电厂在这1次时间里动作了3次。
4）因电厂侧与系统侧判断的动作时间不同步造成的计算积分电量不足
如：2017年3月7日，南网5+1考核系统中记录5F的一次调频动作时间是2017-03-07 06:26:17 ，结束动作时间为2017-03-07 06:29:15
；现场5号机3月7日6时26分，一次调频开始2秒后出现最低频率49.93Hz，由于上次的一次调频还在复归过程中，导致到本次积分偏少。（频率最大偏差出现在26分17秒，）,如图二所示
监控记录：
5）实际积分电量不足
如：2017年5月5日，南网5+1考核系统中记录4F的一次调频动作时间是2017-05-05 02:06:05 ，结束动作时间为2017-05-05 02:32:24。
当时一次调频频繁动作/复归，本次调节是在上次复归后不到1秒又开始，但对积分电量无影响。确实是积分电量不足。如图三所示。
图二 一次调频动作曲线截图
图三 一次调频动作曲线截图
六、针对一次调频被考核的优化方法
1）针对考核系统记录AGC指令信息不完整、南网考核系统无法记录现地负荷调整情况造成考核的情况和电厂侧与调度侧判断一次调频复归的逻辑不一致造成积分电量计算不正确的情况，我们采两方面的措施。一方面，将相关情况向调度反映，要求调度优化系统，但调度的考核系统短期内无法修改。另一方面，组织相关专业人员定期对考核系统进行查看，对考核情况进行分析，对比历史记录，如果是属于可免考的情况，及时编制免考申请报告，提交调度，申请免考。
实施效果：通过免考申请工作，大大降低了考核的次数和考核电量。通过积极的申请免考，仅2017年7月至12月，就成功申请免考电量33174.245MWH。该措施确定了很好的效果。
2）通过与值班员沟通，在监控系统的AGC控制画面中增加的每台机组的频率显示和一次调频动作情况的显示，方便运行人员在调整负荷时观察到一次调频的动作情况。
实施效果：通过修改画面，很好的解决了运行人员在调整负荷时观察不到一次调频动作情况的问题。
3）通过专题分析会，形成要求，一次调频动作时，值班人员不操作增、减负荷；避免影响一次调频的正确性。
实施效果：通过制定制度和宣贯，避免了在一次调频动作时有人为操作的情况。通过对考核情况进行了分析，没有了在一次调频动作时间有人为操作被考核的情况。
4）通过修改一次调频的动作逻辑，使该厂的一次调频动作情况与调度5+1考核系统判定的动作情况一致。
2017年9月3日，为确保该厂一次调频与电网的一次调频完全同步，需将“调频退出频差（%）”从0.09改为0.1。将一次调频复归值由原来的±0.045HZ改变为±0.05HZ，与一次调频动作值一致，即取消回差。
实施效果：通过参数的修改和跟踪分析，该厂与调度侧一次调频动作不一致的情况得到了有效的解决，不一致的情况减少了很多，一次调频考核的准确性提升了很多。
5）针对某些情况积分电量不足的情况，采取了优化调速器一次调频参数的方法来解决。
（1）2017年6月，针对低水头情况下，有功功率变化太小造成的一次调频积分电量不足的情况，需将一次调频开度模式DB（%）的值由0.06改为0.05；修改前后调节计算为：修改前DB=0.06时计算频差为0.02Hz，额定水头下对应1.6%开度，14MW有功；修改后DB=0.05时计算频差为0.025Hz，额定水头下大约对应2.0%开度，17.5MW有功。
（2）2017年7月，跟踪分析发现，在低水头下，积分电量仍不足，还需优化，需将一次调频开度模式DB（%）的值由0.05改为0.04；修改前后调节计算为：修改前DB=0.05时计算频差为0.025Hz，额定水头下对应1.6%开度，14MW有功；修改后DB=0.04时计算频差为0.03Hz，额定水头下大约对应2%开度，20MW有功。
（3）2017年10月，通过跟踪发现，因该厂一次调频调节幅度太大，在系统频率频繁摆动工况时，会因为调节幅度太大，一次调频结束时，导叶开度不能及时复位，造成一次调频不合格，需修改一次调频参数。调速器一次调频开度模式DB（%）的值由0.04改为0.06。
（4）2018年3月，经过几个月的跟踪分析，使用较小的DB值，在出现一次调频动作不一致时，会出现几个动作周期内计算出来的积分电量未负值（即与一次调频动作方向相反），这种情况无法申请免考。因此为了避免出现这种情况，通过讨论决定，将DB修改为0.08.
（5）实施效果：通过对2018年3月至6月的考核情况跟踪，没有在出现一次调频积分电量为负值的情况，一次调频的考核都可以通过免考。
七、结束语
通过上述一系列的措施实施，2017年5月至2018年6月，该电厂成功减少考核电量37843.399MWh，节约资金1161.79万元。取得了很好经济效益和示范效益。
论文作者:罗斌
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
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