摘要：衡量电能质量的重要依据之一是电网频率，如果电网的频率没有控制在要求的范围内，会严重影响电力系统的正常运行，威胁发电机组和电能用户的安全。另外如果频率波动非常严重，会直接导致冲击电网情况的出现，甚至有可能造成电网出现崩溃，导致巨大的经济损失出现。在各地电网公司开展调频工作的过程中，均明确要严格的分析和监测在网运行机组的一次调频功能，本文重点分析和研究火电机组一次调频功能试验与优化，以供同类型机组参考。
关键词：火电机组；一次调频；功能试验；优化
1一次调频试验过程及参数设置
1.1一次调频参数设置
通常条件下，火电机组在工作的过程中主要是通过DEH以及CCS系统来控制和监测机炉压力和负荷。频差的计算方法是电网额定频率减去实际电网频率的值获得的差值。按规定要求，机组一次调频功能需要通过DEH与CCS协同操作，共同完成一次调频。在实际操作过程中，300MW火电机组在进行一次调频的过程中，频率与负荷的修正曲线设置情况如下表所示(在计算的过程中，负荷的最大调整幅度依照±8%Pe来进行取值，转速不等率通常条件下依照5%来进行取值)。
表1 300MW火电机组一次调频频率一负荷修正参数
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1.2一次调频试验过程概述
1.2.1一次调频信号测试
机组退出一次调频或对一次调频最终输出量进行封锁，调度主站侧变化信号，观察DEH和CCS侧一次调频量变化是否与主站侧一致。
1.2.2迟缓率测试
(1)让机组处于稳定工作的状态，对负荷进行控制，使之处于50%-100%Pe负荷段中当中的一个固定值，保持时间大约在10min-20min左右。
(2)设置机组控制的方法是投入锅炉跟随法。
(3)在DEH控制画面上进行相应控制的时候，需要认真仔细，并分析检测控制系统中模块的执行顺序。
(4)在计算负荷补偿逻辑以及计算DEH的频差情况的过程中，对强制转速差进行控制很重要，需要设置强制转速差，这个时候可以设定为-3r/min，另外，在计算的过程中，需要关注一次调频负荷修正目标量，将一次调频负荷修正目标量设定为-0.667%Pe(-2.0MW)，需要保证机组的负荷逐步转为稳定的状态。
(5)在计算负荷补偿逻辑以及计算DEH的频差情况的过程中，需要关注步长的控制，设定步长的幅度为-0.05r/min，接着慢慢开始在控制的过程中将转速差值强制降低，另外，仔细地对DEH等效阀位开度进行观察，等到整个DEH等效阀位出现有单方向的转变的时候，再对造成DEH等效阀位开度出现变化的转速差变化△n0进行相应的记录。
(6)在计算负荷补偿逻辑以及计算DEH的频差情况的过程中，需要对步长进行调整，设定步长的幅度为0.05r/min，接着慢慢开始进行控制，将转速差值强制增加到一定的数值，在此过程中需要对DEH等效阀位开度进行严密观察，另外如果发现无法对DEH等效阀位开度信号进行观察，需要注意的是首先对速度级后压力和主汽压力信号进行观察，等整个DEH等效阀位处于相反方向的情况下，再开始对最小变化造成的DEH等效阀位开度转变的转速差变化量△n1进行记录。
(7)另外，对以上步骤进行重复操作，将△n2,△n3的值计算出来。
(8)依照△n1、△n2,△n3的具体数值来对DEH平均迟缓率进行计算。
1.2.3 DEH、CCS联合一次调频特性试验分析(以±3r/min为例)
(1)稳定机组负荷主要选择的位置是在50%-100%Pe负荷段当中一个区段10～20min的值。
(2)设置机组控制的方法是投入至协调控制的状态。
(3)在计算负荷补偿逻辑以及计算DEH的频差情况的过程中，需要首先对转速差进行调整，设置强制转速差是-3r/min，这个时候，在计算的过程中，往往需要加强控制，将一次调频负荷修正目标量的值设定为-0.667%Pe，另外需要保证机组的负荷逐步转为稳定的状态。
(4)在计算负荷补偿逻辑以及计算DEH的频差情况的过程中，其次需要设置强制转速差是0r/min，将一次调频负荷修正目标量的值设定为0%Pe，另外需要保证机组的负荷逐步转为稳定的状态。
(5)在计算负荷补偿逻辑以及计算DEH的频差情况的过程中，需要首先设置强制转速差是3r/min，将一次调频负荷修正目标量的值设定为0.667%Pe，另外需要保证机组的负荷逐步转为稳定的状态。
(6)在计算负荷补偿逻辑以及计算DEH的频差情况的过程中，需要首先设置强制转速差是0r/min，将一次调频负荷修正目标量的值设定为0%Pe，另外需要保证机组的负荷逐步转为稳定的状态。
(7)对一次调频过程中的纯迟延时间、调节过渡时间等数据进行观察。通常条件下，在15秒时间内的一次调频实际调节量需要控制在最大理论调节量大约75%以上，另外在30秒时间内的一次调频贡献电量需要控制在理论贡献电量的90%左右，否则就需要依照实际情况对参数进行一定程度的调整，让一次调频在响应时的流程优化，接着对上述步骤(3)到(6)，进行多次重复操作。
2 火电机组一次调频功能优化分析
2.1 火电机组运行现状
当前，在进行机组运行模式选择的过程中，通常情况下可分为三种模式：CCS、TF、MAN。在进行机组大扰动验收的过程中主要选择的模式是 CCS 模式，但因为主要辅机设备出现了一定的异常情况，为保证安全运行，机组可能切换至 TF 或MAN 模式运行，从而导致机组在进行调频操作的过程中做功量的不足，需要重视这个问题。
2.2 优化措施
在实际进行一次调频功能运行的时候，会因为在电网频率方面出现一些无规则的上下波动或者是出现一定的机组功率信号噪声扰动，造成调频量出现被掩盖的情况，造成机组在一次调频的过程中没有及时动作，故需要及时优化DEH一次调频回路，比如采用调频同源改造等方法，以实现网源频率信号的统一。
为确保机组在多种模式下运行时，一次调频性能满足电网需求，需进行动态幅值校正，比如TF 或MAN 模式时可适当对调频量进行线性放大，以保证动作幅值达到所期望的标准值。但需注意的几个方面是，首先，为了避免在一次调频动作的过程中对机组的安全运行出现影响，需要适当的进行一些一次调频低限和高限限制回路的设置。其次，在机组AGC或者说机组本地的机组负荷目标值改变的时候，需采取一定的措施做出加减负荷的操作，比如采取汽机主控闭锁等方案，防止机组在一次调频动作时的方向和机组在加减负荷方面的方向处于相反状态。另外，防止机组处于汽机调门全开的状态下进行运行，如发现，需及时对主汽压力等进行调整，留出调频空间。
结束语
电能质量指标当中电网频率是相对而言比较关键的，在对电网稳定进行判断的过程中具有非常重要的应用。所以，需要严格执行机组一次调频性能的考核。保证火电机组在一次调频方面的效率，需要进一步优化一次调频的设计，加强机组的安全性，让机组在一次调频方面的能力提高，这也是确保电能质量的基本举措，对维护电网的安全具有非常重要的意义。
参考文献
[1]黄道火，沈敏.火电机组一次调频功能试验与优化[J].发电与空调,2013,34(4):6-10.
[2]李云，韩秋喜，邹包产，郝臻.火电机组一次调频逻辑优化与试验分析[J].电子测试,2016(9x):47-48.
论文作者:杨新宇1,张洁1,黄利军1,雷文涛2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/12
标签：机组论文; 负荷论文; 过程中论文; 火电论文; 转速论文; 电网论文; 步长论文; 《电力设备》2018年第21期论文;