660MW機(jī)組一次調(diào)頻優(yōu)化改造方案與實(shí)現(xiàn)

1、660MW 機(jī)組一次調(diào)頻優(yōu)化改造方案與實(shí)現(xiàn)摘要：應(yīng)華中電監(jiān)局要求，為提高一次調(diào)頻合格率，目前華中區(qū)域各發(fā)電機(jī)廠 均加快了對(duì)各機(jī)組一次調(diào)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(jī)組1號(hào)機(jī)一次調(diào)頻優(yōu)化改造方案為例，分析且優(yōu)化了 一次調(diào)頻改造方案，確保機(jī)組良好的一次調(diào)頻功能。關(guān)鍵詞：超超臨界燃煤機(jī)組；一次調(diào)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(jī)組工程1號(hào)機(jī)組自2017年12 月 31 日投產(chǎn)以來(lái)，一次調(diào)頻動(dòng)作合格率一直偏低。該機(jī)組一次調(diào)頻采用機(jī)組轉(zhuǎn) 速信號(hào)，而調(diào)控中心對(duì)機(jī)組一次調(diào)頻考核是由 PMU 裝置上傳的相電壓和相電流 值通

2、過(guò)換算所得的頻率值。機(jī)組因一次調(diào)頻響應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷靈敏度不高造成考核。 分析認(rèn)為主要原因?yàn)檎{(diào)頻負(fù)荷響應(yīng)不同步、電網(wǎng)考核選取的頻率信號(hào)和機(jī)組測(cè)量 信號(hào)不同源，以及機(jī)組實(shí)際負(fù)荷受鍋爐燃燒影響等幾個(gè)方面的原因造成的。電網(wǎng)要求火電機(jī)組調(diào)頻死區(qū)為2 r/m in,在火電機(jī)組一次調(diào)頻實(shí)際響應(yīng)中經(jīng)常 出現(xiàn)調(diào)頻幅值不足和遲滯問(wèn)題。若人為把機(jī)組調(diào)頻死區(qū)修改為小于2 r/mi n,雖可 以提高一次調(diào)頻的響應(yīng)幅值，但是造成機(jī)組調(diào)門(mén)動(dòng)作過(guò)頻甚至?xí)绊憴C(jī)組安全運(yùn) 行。電網(wǎng)雖然送DCS系統(tǒng)有電網(wǎng)頻率信號(hào)，但是量程一般為4555 Hz,精度無(wú)法 滿(mǎn)足需求。時(shí)間比較長(zhǎng)，難以滿(mǎn)足靈活反應(yīng)的要求。優(yōu)化改造方案 為了大幅度提高一次調(diào)頻

3、合格率，減少調(diào)度的考核扣減的積分電量。在使用 高精度頻率信號(hào)源的同時(shí)，還需要對(duì)熱工的控制邏輯進(jìn)行優(yōu)化，使調(diào)門(mén)動(dòng)作的次 數(shù)大量降低，可減少調(diào)門(mén)的壽命周期意外損耗，改善機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性等綜合優(yōu)化 目標(biāo)。使用BPT9301FA高精度一次調(diào)頻采樣變送裝置，為系統(tǒng)提供多路高精度的頻 率信號(hào)源，來(lái)供熱工等部門(mén)使用；對(duì)一次調(diào)頻相關(guān)邏輯和參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化及整定， 實(shí)現(xiàn)一次調(diào)頻邏輯更加合理有效的對(duì)電網(wǎng)頻率波動(dòng)做出正確相應(yīng)，從而使一次調(diào) 頻動(dòng)作效果得到進(jìn)一步有效提升，另一方面，通過(guò)邏輯參數(shù)的調(diào)整，降低機(jī)組設(shè) 備的無(wú)效動(dòng)作次數(shù)，減少對(duì)機(jī)組正常運(yùn)行的干擾。信號(hào)源改造1號(hào)機(jī)組使用兩臺(tái)BPT9301FA 一次調(diào)頻智能變送采樣裝

4、置，用來(lái)替換原來(lái)的 一次調(diào)頻采樣設(shè)備，該裝置采集主變高壓側(cè)相電壓和相電流，通過(guò)換算，輸出高 精度的頻率信號(hào)源，來(lái)供熱工使用。其他設(shè)備如果需要高精度頻率信號(hào)的話(huà)，也 可以從此設(shè)備上面獲取。該裝置主要用于將主變高壓側(cè)的頻率信號(hào)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(lèi)信號(hào)不止要求變速器的輸出滿(mǎn)足穩(wěn)態(tài)要求，還需要考慮變送器的暫態(tài)特性?？刂七壿媰?yōu)化一次調(diào)頻控制方式有DEH系統(tǒng)調(diào)頻方式、CCS系統(tǒng)調(diào)頻方式和DEH + CCS系統(tǒng) 調(diào)頻方式等三種控制方式。目前 1 號(hào)機(jī)組僅采用 DEH 系統(tǒng)調(diào)頻方式，將頻差信號(hào) 疊加在DEH中、汽輪機(jī)調(diào)門(mén)指令處和D

5、CS中功率調(diào)節(jié)器入口完成一次調(diào)頻控制， 即僅采用開(kāi)關(guān)高壓主汽調(diào)門(mén)的方式暫態(tài)滿(mǎn)足電網(wǎng)要求，缺點(diǎn)是調(diào)節(jié)品質(zhì)較差，不 利于機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。一次調(diào)頻控制邏輯優(yōu)化采用DEH + CCS程序控制進(jìn)行調(diào)節(jié)，DEH側(cè)采取將頻 率差信號(hào)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速不等率設(shè)計(jì)函數(shù)（帶調(diào)頻死區(qū)處理）直接疊加在汽機(jī)閥位指 令處；同時(shí)，在CCS側(cè)設(shè)計(jì)頻率校正回路，DEH在遙控位，機(jī)組投入CCS協(xié)調(diào)控 制模式，DEH由DCS協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)CCS控制。在該調(diào)頻控制方式下，一次調(diào)頻的 快速響應(yīng)由DEH和CCS協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的一次調(diào)頻功能來(lái)共同實(shí)現(xiàn)，而響應(yīng)后期一 次調(diào)頻的準(zhǔn)確性由 CCS 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的一次調(diào)頻功能來(lái)保證，當(dāng)負(fù)荷達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí) 負(fù)荷的目標(biāo)

6、值和實(shí)際值基本一致，負(fù)荷沒(méi)有偏差。此方式采用“DEH快速粗調(diào)， CCS 閉環(huán)校驗(yàn)”，既確保了一次調(diào)頻的響應(yīng)速度，又保障了一次調(diào)頻的持續(xù)性。采樣裝置與熱控系統(tǒng)接口一次調(diào)頻采樣變送裝置通過(guò)420mA硬接線方式與與控制系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)傳輸, 方便靈活。 1 號(hào)機(jī)組相關(guān)邏輯優(yōu)化選擇在機(jī)組停機(jī)檢修期間完成。各類(lèi)邏輯修改、 參數(shù)優(yōu)化完成后均進(jìn)行了靜態(tài)及在線試驗(yàn)。保證邏輯無(wú)誤，動(dòng)作準(zhǔn)確。在線試驗(yàn)1 號(hào)機(jī)組邏輯修改完成并完成靜態(tài)測(cè)試，于機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)進(jìn)行了若干工況 的在線驗(yàn)證試驗(yàn)。根據(jù)機(jī)組負(fù)荷狀況，進(jìn)行了多個(gè)負(fù)荷工況下的一次調(diào)頻性能試驗(yàn)，并分別在 DEH 閥控方式和 CCS 方式下分別進(jìn)行。經(jīng)模擬實(shí)際網(wǎng)頻變化特征

7、，進(jìn)行在線試驗(yàn)驗(yàn)證，優(yōu)化后一次調(diào)頻邏輯動(dòng)作正 確，動(dòng)作幅度能夠滿(mǎn)足考核規(guī)則合格要求。一次調(diào)頻優(yōu)化改造所處理的問(wèn)題（1）高精度一次調(diào)頻采樣變送裝置頻率測(cè)量精度V0.002 Hz,信號(hào)精確可 靠，安裝該裝置后，從裝置取得的網(wǎng)頻信號(hào)作為一次調(diào)頻邏輯驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該信號(hào) 精度高于汽機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)。使用網(wǎng)頻信號(hào)控制一次調(diào)頻邏輯，大大改善一次調(diào)頻動(dòng) 作準(zhǔn)確性。（2）高精度一次調(diào)頻采樣變送裝置具有實(shí)時(shí)顯示和報(bào)告查詢(xún)功能，方便故障 查詢(xún)和與調(diào)度一次調(diào)頻數(shù)據(jù)核對(duì)。（3）由于驅(qū)動(dòng)信號(hào)精度提升，通過(guò)優(yōu)化后的邏輯處理將大量短時(shí)長(zhǎng)的頻率波 動(dòng)過(guò)濾掉，使得無(wú)效的短時(shí)間一次調(diào)頻動(dòng)作次數(shù)大幅度減少，避免了汽輪機(jī)調(diào)節(jié) 汽門(mén)等重要設(shè)備的頻繁無(wú)謂波動(dòng)，對(duì)機(jī)組避免執(zhí)行機(jī)構(gòu)勞損以及提升平穩(wěn)安全運(yùn) 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(duì)比圖1和圖2曲線，可以看出優(yōu)化后機(jī)組負(fù)荷曲線和一次調(diào)頻負(fù)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(jié)束語(yǔ)湖北華電江陵發(fā)電廠一期工程2X660MW超超臨界機(jī)組1號(hào)機(jī)通過(guò)高精度一 次調(diào)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(diào)頻動(dòng)作效果得到了 大幅度提升，省調(diào)公布的月度一次調(diào)頻合格率逐月提高，取得明顯效果，一次調(diào) 頻月度合格率從治理前的20%提升到95%，并在