660MW機組一次調頻優(yōu)化改造方案與實現(xiàn)

1、660MW 機組一次調頻優(yōu)化改造方案與實現(xiàn)摘要：應華中電監(jiān)局要求，為提高一次調頻合格率，目前華中區(qū)域各發(fā)電機廠 均加快了對各機組一次調頻的優(yōu)化改造。本文以湖北華電江陵發(fā)電廠一期工程 2X660MW超超臨界燃煤機組1號機一次調頻優(yōu)化改造方案為例，分析且優(yōu)化了 一次調頻改造方案，確保機組良好的一次調頻功能。關鍵詞：超超臨界燃煤機組；一次調頻；智能變送采樣裝置；邏輯引言目前江陵發(fā)電廠一期2x660MW超超臨界燃煤機組工程1號機組自2017年12 月 31 日投產以來，一次調頻動作合格率一直偏低。該機組一次調頻采用機組轉 速信號，而調控中心對機組一次調頻考核是由 PMU 裝置上傳的相電壓和相電流 值通

2、過換算所得的頻率值。機組因一次調頻響應電網負荷靈敏度不高造成考核。 分析認為主要原因為調頻負荷響應不同步、電網考核選取的頻率信號和機組測量 信號不同源，以及機組實際負荷受鍋爐燃燒影響等幾個方面的原因造成的。電網要求火電機組調頻死區(qū)為2 r/m in,在火電機組一次調頻實際響應中經常 出現(xiàn)調頻幅值不足和遲滯問題。若人為把機組調頻死區(qū)修改為小于2 r/mi n,雖可 以提高一次調頻的響應幅值，但是造成機組調門動作過頻甚至會影響機組安全運 行。電網雖然送DCS系統(tǒng)有電網頻率信號，但是量程一般為4555 Hz,精度無法 滿足需求。時間比較長，難以滿足靈活反應的要求。優(yōu)化改造方案 為了大幅度提高一次調頻

3、合格率，減少調度的考核扣減的積分電量。在使用 高精度頻率信號源的同時，還需要對熱工的控制邏輯進行優(yōu)化，使調門動作的次 數(shù)大量降低，可減少調門的壽命周期意外損耗，改善機組運行經濟性等綜合優(yōu)化 目標。使用BPT9301FA高精度一次調頻采樣變送裝置，為系統(tǒng)提供多路高精度的頻 率信號源，來供熱工等部門使用；對一次調頻相關邏輯和參數(shù)進行優(yōu)化及整定， 實現(xiàn)一次調頻邏輯更加合理有效的對電網頻率波動做出正確相應，從而使一次調 頻動作效果得到進一步有效提升，另一方面，通過邏輯參數(shù)的調整，降低機組設 備的無效動作次數(shù)，減少對機組正常運行的干擾。信號源改造1號機組使用兩臺BPT9301FA 一次調頻智能變送采樣裝

4、置，用來替換原來的 一次調頻采樣設備，該裝置采集主變高壓側相電壓和相電流，通過換算，輸出高 精度的頻率信號源，來供熱工使用。其他設備如果需要高精度頻率信號的話，也 可以從此設備上面獲取。該裝置主要用于將主變高壓側的頻率信號的數(shù)值送至 DEH、CCS、AGC等控制系統(tǒng)，參與DEH、CCS、AGC等控制系統(tǒng)的邏輯控制。這 類信號不止要求變速器的輸出滿足穩(wěn)態(tài)要求，還需要考慮變送器的暫態(tài)特性。控制邏輯優(yōu)化一次調頻控制方式有DEH系統(tǒng)調頻方式、CCS系統(tǒng)調頻方式和DEH + CCS系統(tǒng) 調頻方式等三種控制方式。目前 1 號機組僅采用 DEH 系統(tǒng)調頻方式，將頻差信號 疊加在DEH中、汽輪機調門指令處和D

5、CS中功率調節(jié)器入口完成一次調頻控制， 即僅采用開關高壓主汽調門的方式暫態(tài)滿足電網要求，缺點是調節(jié)品質較差，不 利于機組穩(wěn)定運行。一次調頻控制邏輯優(yōu)化采用DEH + CCS程序控制進行調節(jié)，DEH側采取將頻 率差信號對應的轉速不等率設計函數(shù)（帶調頻死區(qū)處理）直接疊加在汽機閥位指 令處；同時，在CCS側設計頻率校正回路，DEH在遙控位，機組投入CCS協(xié)調控 制模式，DEH由DCS協(xié)調控制系統(tǒng)CCS控制。在該調頻控制方式下，一次調頻的 快速響應由DEH和CCS協(xié)調控制系統(tǒng)的一次調頻功能來共同實現(xiàn)，而響應后期一 次調頻的準確性由 CCS 協(xié)調控制系統(tǒng)的一次調頻功能來保證，當負荷達到穩(wěn)態(tài)時 負荷的目標

6、值和實際值基本一致，負荷沒有偏差。此方式采用“DEH快速粗調， CCS 閉環(huán)校驗”，既確保了一次調頻的響應速度，又保障了一次調頻的持續(xù)性。采樣裝置與熱控系統(tǒng)接口一次調頻采樣變送裝置通過420mA硬接線方式與與控制系統(tǒng)進行信號傳輸, 方便靈活。 1 號機組相關邏輯優(yōu)化選擇在機組停機檢修期間完成。各類邏輯修改、 參數(shù)優(yōu)化完成后均進行了靜態(tài)及在線試驗。保證邏輯無誤，動作準確。在線試驗1 號機組邏輯修改完成并完成靜態(tài)測試，于機組穩(wěn)定運行時進行了若干工況 的在線驗證試驗。根據(jù)機組負荷狀況，進行了多個負荷工況下的一次調頻性能試驗，并分別在 DEH 閥控方式和 CCS 方式下分別進行。經模擬實際網頻變化特征

7、，進行在線試驗驗證，優(yōu)化后一次調頻邏輯動作正 確，動作幅度能夠滿足考核規(guī)則合格要求。一次調頻優(yōu)化改造所處理的問題（1）高精度一次調頻采樣變送裝置頻率測量精度V0.002 Hz,信號精確可 靠，安裝該裝置后，從裝置取得的網頻信號作為一次調頻邏輯驅動信號，該信號 精度高于汽機轉速信號。使用網頻信號控制一次調頻邏輯，大大改善一次調頻動 作準確性。（2）高精度一次調頻采樣變送裝置具有實時顯示和報告查詢功能，方便故障 查詢和與調度一次調頻數(shù)據(jù)核對。（3）由于驅動信號精度提升，通過優(yōu)化后的邏輯處理將大量短時長的頻率波 動過濾掉，使得無效的短時間一次調頻動作次數(shù)大幅度減少，避免了汽輪機調節(jié) 汽門等重要設備的頻繁無謂波動，對機組避免執(zhí)行機構勞損以及提升平穩(wěn)安全運 行起到了積極作用。改造前后曲線如下圖 1 優(yōu)化前曲線圖 2 優(yōu)化后曲線 對比圖1和圖2曲線，可以看出優(yōu)化后機組負荷曲線和一次調頻負荷指令曲 線重合較多，并完全重合，差異明顯小于優(yōu)化前曲線。結束語湖北華電江陵發(fā)電廠一期工程2X660MW超超臨界機組1號機通過高精度一 次調頻采樣變送裝置和優(yōu)化熱工邏輯投入使用后，使其一次調頻動作效果得到了 大幅度提升，省調公布的月度一次調頻合格率逐月提高，取得明顯效果，一次調 頻月度合格率從治理前的20%提升到95%，并在