水力發(fā)電廠一次調(diào)頻考核分析及優(yōu)化方法

水力發(fā)電廠一次調(diào)頻考核分析及優(yōu)化方法摘要：本文介紹了某電廠一次調(diào)頻考核的主要原因分析。通過分析原因，提出了解決優(yōu)化方案，并成功解決了一次調(diào)頻的考核問題。本文對大型水力發(fā)電廠一次調(diào)頻考核問題的分析解決具有一定參考意義。關鍵詞：發(fā)電廠；一次調(diào)頻；考核；分析；優(yōu)化電力系統(tǒng)輔助服務是指發(fā)電企業(yè)和用戶為保證電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行和電能質(zhì)量而提供的服務，包括一次調(diào)頻、自動發(fā)電控制、調(diào)峰、無功調(diào)節(jié)、備用和黑啟動等服務。南方電網(wǎng)實施“南方區(qū)域并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務管理實施細則〃期間，某電廠在"一次調(diào)頻動作合格率〃考核指標上考核較多，對電廠的運行評價和經(jīng)濟效益帶來了較大的損失。該廠積極積極采取措施，針對一次調(diào)頻不合格的問題進行分析，找到原因并提出了解決方法。一、 一次調(diào)頻的原理及作用機組并網(wǎng)運行時，因受外界負荷變動影響，電網(wǎng)頻率發(fā)生變化并超出機組調(diào)速器設定的頻率死區(qū)時，機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)頻率特性所固有的能力開始參與調(diào)節(jié)作用，改變機組所帶的負荷，這就是機組一次調(diào)頻過程。機組一次調(diào)頻調(diào)節(jié)能力的大?。ㄩ_度或功率值）與頻率偏差及設置的永態(tài)轉差率Bp值有關，如圖一所示。圖一在永態(tài)轉差率一定的情況下，一次調(diào)頻調(diào)整量由頻率偏差決定，而電網(wǎng)頻率偏差一般較小，因此一次調(diào)頻調(diào)整量小。當系統(tǒng)負荷偏差較大時，必須通過AGC二次調(diào)頻來實現(xiàn)負荷平衡。二、 一次調(diào)頻的技術要求1） 機組的不等率（永態(tài)轉差率）4%；2） 遲緩率（固有死區(qū)）小于0.07%；3） 一次調(diào)頻死區(qū)0.05Hz；；4） 機組一次調(diào)頻響應滯后時間小于或等于3s。5） 機組一次調(diào)頻穩(wěn)定時間小于60s。6） 水電機組參與一次調(diào)頻的負荷變化幅度限制10%（新：水電機組不加限制）。三、 南方電網(wǎng)“兩個細則〃中對一次調(diào)頻動作不合格的定義以一分鐘為一個時段，系統(tǒng)頻率超出一次調(diào)頻死區(qū)期間，實際出力變化量與系統(tǒng)頻率偏差數(shù)值的正負號相同（反調(diào)）；一次調(diào)頻實際動作的積分電量與理論動作積分電量的比值小于50%。四、 一次調(diào)頻的免考條件1） 機組一次調(diào)頻動作調(diào)節(jié)目標超出機組可調(diào)節(jié)出力范圍的。2） 同時存在AGC指令的。3） 機組退出AGC時，因發(fā)電計劃改變，機組處于加減負荷時段的。4） 非電廠原因造成一次調(diào)頻不合格。5） 因電網(wǎng)運行要求需電廠退出一次調(diào)頻運行的時段。五、 幾種考核情況分析1）一次調(diào)頻動作過程中存在AGC指令南方電網(wǎng)對于電廠一次調(diào)頻和AGC的協(xié)調(diào)關系要求為：機組在執(zhí)行AGC設定值時應該不受一次調(diào)頻功能的影響，出力變化應該是二者疊加的效果，如果調(diào)速機構不能同時執(zhí)行一次調(diào)頻功能和AGC負荷調(diào)節(jié)功能時，應該以AGC二次調(diào)節(jié)為主；沒有AGC二次調(diào)頻令時，以一次調(diào)頻為主。因此當有二次調(diào)頻令時，機組的負荷變化有AGC給定值決定，一次調(diào)頻功能不起作用，這就造成與調(diào)度計算的一次調(diào)頻動作要求不相符。2） 值班員操作負荷；如：2017年6月13日，某電廠3、5、6號機一次調(diào)頻被考核。一次調(diào)頻動作后，全廠發(fā)電量減少，全廠實際負荷與調(diào)度給定負荷曲線產(chǎn)生偏差，值班人員根據(jù)負荷偏差手動進行了負荷調(diào)節(jié)，而造成一次調(diào)頻不合格。負荷操作記錄：3） 電廠側實際動作時間與系統(tǒng)側判斷的動作時間不同步如：2017年1月20日，南網(wǎng)5+1考核系統(tǒng)中記錄5F的一次調(diào)頻動作時間是2017-01-2017:39:28，結束動作時間為2017-01-2017:46:04；而通過查看電廠監(jiān)控記錄，在這個時間段內(nèi)，5F實際動作了3次。電廠與1+5系統(tǒng)不同步造成的，系統(tǒng)只動作了1次，而龍灘電廠在這1次時間里動作了3次。4） 因電廠側與系統(tǒng)側判斷的動作時間不同步造成的計算積分電量不足如：2017年3月7日，南網(wǎng)5+1考核系統(tǒng)中記錄5F的一次調(diào)頻動作時間是2017-03-0706:26:17，結束動作時間為2017-03-0706:29:15；現(xiàn)場5號機3月7日6時26分，一次調(diào)頻開始2秒后出現(xiàn)最低頻率49.93Hz，由于上次的一次調(diào)頻還在復歸過程中，導致到本次積分偏少。（頻率最大偏差出現(xiàn)在26分17秒，），如圖二所示監(jiān)控記錄：5） 實際積分電量不足如：2017年5月5日，南網(wǎng)5+1考核系統(tǒng)中記錄4F的一次調(diào)頻動作時間是2017-05-0502:06:05，結束動作時間為2017-05-0502:32:24。當時一次調(diào)頻頻繁動作/復歸，本次調(diào)節(jié)是在上次復歸后不到1秒又開始，但對積分電量無影響。確實是積分電量不足。如圖三所示。圖二一次調(diào)頻動作曲線截圖圖三一次調(diào)頻動作曲線截圖六、針對一次調(diào)頻被考核的優(yōu)化方法1） 針對考核系統(tǒng)記錄AGC指令信息不完整、南網(wǎng)考核系統(tǒng)無法記錄現(xiàn)地負荷調(diào)整情況造成考核的情況和電廠側與調(diào)度側判斷一次調(diào)頻復歸的邏輯不一致造成積分電量計算不正確的情況，我們采兩方面的措施。一方面，將相關情況向調(diào)度反映，要求調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)，但調(diào)度的考核系統(tǒng)短期內(nèi)無法修改。另一方面，組織相關專業(yè)人員定期對考核系統(tǒng)進行查看，對考核情況進行分析，對比歷史記錄，如果是屬于可免考的情況，及時編制免考申請報告，提交調(diào)度，申請免考。實施效果：通過免考申請工作，大大降低了考核的次數(shù)和考核電量。通過積極的申請免考，僅2017年7月至12月，就成功申請免考電量33174.245MWH。該措施確定了很好的效果。2） 通過與值班員溝通，在監(jiān)控系統(tǒng)的AGC控制畫面中增加的每臺機組的頻率顯示和一次調(diào)頻動作情況的顯示，方便運行人員在調(diào)整負荷時觀察到一次調(diào)頻的動作情況。實施效果：通過修改畫面，很好的解決了運行人員在調(diào)整負荷時觀察不到一次調(diào)頻動作情況的問題。3） 通過專題分析會，形成要求，一次調(diào)頻動作時，值班人員不操作增、減負荷；避免影響一次調(diào)頻的正確性。實施效果：通過制定制度和宣貫，避免了在一次調(diào)頻動作時有人為操作的情況。通過對考核情況進行了分析，沒有了在一次調(diào)頻動作時間有人為操作被考核的情況。4） 通過修改一次調(diào)頻的動作邏輯，使該廠的一次調(diào)頻動作情況與調(diào)度5+1考核系統(tǒng)判定的動作情況一致。2017年9月3日，為確保該廠一次調(diào)頻與電網(wǎng)的一次調(diào)頻完全同步，需將“調(diào)頻退出頻差（％）”從0.09改為0.1。將一次調(diào)頻復歸值由原來的±0.045HZ改變?yōu)椤?.05HZ，與一次調(diào)頻動作值一致，即取消回差。實施效果：通過參數(shù)的修改和跟蹤分析，該廠與調(diào)度側一次調(diào)頻動作不一致的情況得到了有效的解決，不一致的情況減少了很多，一次調(diào)頻考核的準確性提升了很多。5） 針對某些情況積分電量不足的情況，采取了優(yōu)化調(diào)速器一次調(diào)頻參數(shù)的方法來解決。（1） 2017年6月，針對低水頭情況下，有功功率變化太小造成的一次調(diào)頻積分電量不足的情況，需將一次調(diào)頻開度模式DB（%）的值由0.06改為0.05；修改前后調(diào)節(jié)計算為：修改前DB=0.06時計算頻差為0.02Hz，額定水頭下對應1.6%開度，14MW有功；修改后DB=0.05時計算頻差為0.025Hz，額定水頭下大約對應2.0%開度，17.5MW有功。（2） 2017年7月，跟蹤分析發(fā)現(xiàn)，在低水頭下，積分電量仍不足，還需優(yōu)化，需將一次調(diào)頻開度模式DB（%）的值由0.05改為0.04；修改前后調(diào)節(jié)計算為:修改前DB=0.05時計算頻差為0.025Hz，額定水頭下對應1.6%開度，14MW有功;修改后DB=0.04時計算頻差為0.03Hz，額定水頭下大約對應2%開度，20MW有功。（3） 2017年10月，通過跟蹤發(fā)現(xiàn)，因該廠一次調(diào)頻調(diào)節(jié)幅度太大，在系統(tǒng)頻率頻繁擺動工況時，會因為調(diào)節(jié)幅度太大，一次調(diào)頻結束時，導葉開度不能及時復位，造成一次調(diào)頻不合格，需修改一次調(diào)頻參數(shù)。調(diào)速器一次調(diào)頻開度模式DB（%）的值由0.04改為0.06。（4） 2018年3月，經(jīng)過幾個月的跟蹤分析，使用較小的DB值，在出現(xiàn)一次調(diào)頻動作不一致時，會出現(xiàn)幾個動作周期內(nèi)計算出來的積分電量未負值（即與一次調(diào)頻動作方向相反），這種情況無法申請免考。因此為了避免出現(xiàn)這種情況，