火電機(jī)組一次調(diào)頻講稿

西北電網(wǎng)并網(wǎng)機(jī)組一次調(diào)頻培訓(xùn)1概述電網(wǎng)的調(diào)頻包含三個(gè)概念：自然調(diào)頻、一次調(diào)頻和二次調(diào)頻。自然調(diào)頻和一次調(diào)頻構(gòu)成了電網(wǎng)的調(diào)頻特性，它決定著電網(wǎng)頻率的穩(wěn)定性。1.1自然調(diào)頻自然調(diào)頻是電網(wǎng)的動態(tài)調(diào)頻特性，其特點(diǎn)是利用電網(wǎng)中旋轉(zhuǎn)慣量的蓄能，首先承擔(dān)電網(wǎng)負(fù)荷的變化。在這一過程中，電網(wǎng)頻率偏差將隨時(shí)間逐漸增大。自然調(diào)頻的過程是自然完成的，不需要任何調(diào)整手段，其響應(yīng)時(shí)間約為零點(diǎn)幾秒。雖然龐大的旋轉(zhuǎn)慣量有穩(wěn)頻作用，但它卻不能取代一次調(diào)頻，由一次調(diào)頻決定的電網(wǎng)靜態(tài)調(diào)頻特性才是電網(wǎng)頻率穩(wěn)定的基礎(chǔ)。一次調(diào)頻一次調(diào)頻是電網(wǎng)的靜態(tài)調(diào)頻特性，其特點(diǎn)是通過電網(wǎng)中各機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性，利用機(jī)組的蓄能承擔(dān)電網(wǎng)負(fù)荷變化，最終使電網(wǎng)頻率形成一個(gè)穩(wěn)態(tài)頻率偏差，一次調(diào)頻依靠原動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)自動完成，無需電網(wǎng)調(diào)度部門進(jìn)行干預(yù)，其響應(yīng)時(shí)間約為幾秒。當(dāng)電網(wǎng)中所有機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)都參與一次調(diào)頻時(shí)，電網(wǎng)將負(fù)荷擾動按各機(jī)組的不等率分配到各臺機(jī)組上，不等率小的機(jī)組將承擔(dān)較多的負(fù)荷分配。電網(wǎng)中各機(jī)組通常按容量相對值承擔(dān)一次調(diào)頻量。各機(jī)組的不等率具有大致相同的數(shù)值，一般為4%—5%。1.3二次調(diào)頻電網(wǎng)頻率的準(zhǔn)確性主要靠電網(wǎng)的二次調(diào)頻來保證。過去，二次調(diào)頻通常由指定的部分機(jī)組完成，這些機(jī)組稱為調(diào)頻機(jī)組。二次調(diào)頻是電網(wǎng)調(diào)度通過手動或自動方式對電網(wǎng)頻率的干預(yù)過程，將電網(wǎng)的負(fù)荷變化轉(zhuǎn)移到由預(yù)先指定的調(diào)頻機(jī)組來承擔(dān)，消除一次調(diào)頻過程留下的頻率偏差，使電網(wǎng)頻率回到額定值。同時(shí)非調(diào)頻機(jī)組根據(jù)一次調(diào)頻承擔(dān)的負(fù)荷變化量，將按其靜態(tài)特性自動恢復(fù)、負(fù)荷又回到擾動前的數(shù)值。隨著機(jī)組自動化程度的提高，越來越多的機(jī)組具備AGC功能，可以不同程度參與電網(wǎng)的二次調(diào)頻。二次調(diào)頻的響應(yīng)時(shí)間約為幾十秒至一分鐘。電網(wǎng)中不參加一次調(diào)頻的機(jī)組越多，電網(wǎng)的自平衡能力越差。自平衡能力差的電網(wǎng)，二次調(diào)頻任務(wù)加重，對二次調(diào)頻的響應(yīng)速度要求更高。綜上所述，一次調(diào)頻過程是有差的比例調(diào)節(jié)，二次調(diào)頻由于有積分作用，調(diào)整結(jié)果沒有靜差。電網(wǎng)頻率是通過一次調(diào)頻和二次調(diào)頻來共同保證的，而機(jī)組參與電網(wǎng)一次調(diào)頻的程度，又必須與電網(wǎng)的發(fā)展和運(yùn)行水平相一致。如果電網(wǎng)中的并網(wǎng)機(jī)組不投入一次調(diào)頻或一次調(diào)頻的指標(biāo)不能滿足電網(wǎng)的要求，這些機(jī)組將會給電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來極大的危害，同樣對機(jī)組本身的運(yùn)行帶來極大的危害，可能導(dǎo)致電網(wǎng)供電質(zhì)量不合格、電網(wǎng)震蕩、汽輪機(jī)超速等事故。2—次調(diào)頻參數(shù)設(shè)置2.1轉(zhuǎn)速不等率5轉(zhuǎn)速不等率也叫速度變動率，指汽輪機(jī)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，汽輪機(jī)空負(fù)荷時(shí)所對應(yīng)的最大轉(zhuǎn)速和額定負(fù)荷時(shí)所對應(yīng)的最小轉(zhuǎn)速之差，與汽輪機(jī)額定轉(zhuǎn)速之比。轉(zhuǎn)速不等率即為汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)荷靜態(tài)控制特性曲線的斜率。轉(zhuǎn)速不等率越小，機(jī)組參與電網(wǎng)一次調(diào)頻所承擔(dān)的負(fù)荷變動量越大。轉(zhuǎn)速不等率5二瞄工一褊nX100%No最大轉(zhuǎn)速曲￥最小轉(zhuǎn)速Nmin額定轉(zhuǎn)速No上式表示汽輪機(jī)從額定負(fù)荷到空負(fù)荷變化時(shí)的轉(zhuǎn)速升高值與汽輪機(jī)額定轉(zhuǎn)速(3000r/min)之比為速度變動率。若此時(shí)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速由3000r/min升高到3150r/min，速度變動率0即為5%?！握{(diào)頻量一次調(diào)頻量和頻差信號、調(diào)頻系數(shù)有關(guān)，計(jì)算公式如下：APf=KXAf一次調(diào)頻量△p調(diào)頻系數(shù)W■-頻差信號(.用轉(zhuǎn)速差表示)調(diào)頻系數(shù)K與速度變動率。之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系用下式表示：100NoX6在我國，額定轉(zhuǎn)速N0=3000r/min，因此，上式簡化為:當(dāng)0=5%時(shí)，K=0.667%/r/min。2.3遲緩率￡汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的遲緩率是指在調(diào)速系統(tǒng)中由于各部件的摩擦、卡澀、不靈活以及連桿、絞鏈等結(jié)合處的間隙、錯(cuò)油門的重疊度等因素造成的動作遲緩程度。2.4轉(zhuǎn)速（頻率）死區(qū)為了在電網(wǎng)頻率變化較小的情況下提高機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，一般在電調(diào)系統(tǒng)設(shè)置有轉(zhuǎn)速（頻率）死區(qū)。機(jī)組一次調(diào)頻死區(qū)指系統(tǒng)在額定轉(zhuǎn)速附近對轉(zhuǎn)速的不靈敏區(qū)。設(shè)置轉(zhuǎn)速不靈敏區(qū)的目的是消除因轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定引起的機(jī)組負(fù)荷波動或調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動。轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定指轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的精度不夠引起的測量誤差。一次調(diào)頻函數(shù)的設(shè)置見下圖：一次調(diào)頻量A——I—y 匕~~1——?轉(zhuǎn)速差330MW機(jī)組的一次調(diào)頻函數(shù)：*x）=（2865,20）、（2988,20）、（2998，0）、（3002,0）、（3012,-20）、冬廨，頻直矗600MW機(jī)組的一次調(diào)頻函數(shù)：f（x）=（2865,36）、（2988,36）、（2998，0）、（3002,0）、（3012,-36）、（3135，-36）。2.5電網(wǎng)對并網(wǎng)機(jī)組一次調(diào)頻參數(shù)設(shè)置的技術(shù)要求并網(wǎng)機(jī)組一次調(diào)頻基本參數(shù)設(shè)置要求見下表：一次調(diào)頻設(shè)置參數(shù)要求值轉(zhuǎn)速不等率。4%—5%轉(zhuǎn)速（頻率）死區(qū) ±2r/min（±0.033Hz）一次調(diào)頻量限幅6%額定負(fù)荷遲緩率￡<0.06%

穩(wěn)定時(shí)間<45秒響應(yīng)時(shí)間（滯后時(shí)間）V3秒響應(yīng)時(shí)間（完全響應(yīng)時(shí)間）<15秒3協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（CCS）的一次調(diào)頻校正回路一次調(diào)頻回路一般都在DEH實(shí)現(xiàn)，但應(yīng)在CCS進(jìn)行補(bǔ)償。只要頻差信號不為零，一次調(diào)頻回路將始終影響負(fù)荷控制回路的輸出，最終使機(jī)組的實(shí)發(fā)功率與負(fù)荷指令不相等。由于協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)都有功率閉環(huán)校正回路，其輸出一般都用于汽機(jī)主控回路，如果不對DEH的一次調(diào)頻作用在CCS上進(jìn)行補(bǔ)償，CCS的功率閉環(huán)校正回路將把這一過程視為內(nèi)擾，由于比例積分的調(diào)節(jié)作用，又會把負(fù)荷控制回路的輸出拉回。負(fù)荷指令頻差限幅頻差限幅限速0.0MW頻差限幅限速0.0MW4并網(wǎng)機(jī)組一次調(diào)頻試驗(yàn)并網(wǎng)機(jī)組的一次調(diào)頻試驗(yàn)是檢機(jī)組的驗(yàn)機(jī)組一次調(diào)頻能力的重要試驗(yàn),|試驗(yàn)應(yīng)反映并網(wǎng)機(jī)組的一次調(diào)頻試驗(yàn)是檢機(jī)組的驗(yàn)機(jī)組一次調(diào)頻能力的重要試驗(yàn),|試驗(yàn)應(yīng)反映頻參數(shù)是否正確、一次調(diào)頻的貢獻(xiàn)量是否滿足電網(wǎng)要求等方面的內(nèi)容，，一次調(diào)頻報(bào)告是電網(wǎng)核查并網(wǎng)機(jī)組一次調(diào)頻能力的重要技術(shù)文件。并網(wǎng)發(fā)電廠要認(rèn)真組織試驗(yàn)的相關(guān)技術(shù)環(huán)節(jié)，真實(shí)毆映機(jī)組能力，做好一次調(diào)頻試驗(yàn)工作。一次調(diào)頻試驗(yàn)依據(jù)的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和文件4.1.1《火電工程調(diào)整試運(yùn)質(zhì)量檢驗(yàn)及評定標(biāo)準(zhǔn)》（19茹年最）4.1.24.1.34.1.4《電力建設(shè)安全工作規(guī)4.1.24.1.34.1.4《火力發(fā)電廠基本建設(shè)工程啟動及竣工驗(yàn)收規(guī)程》（1996年版）《火電機(jī)組啟動驗(yàn)收性測試驗(yàn)導(dǎo)則》（1996年版）—piPID4.1.5《模擬量控制系統(tǒng)驗(yàn)收測試規(guī)程》（DL-2006）4.1.6《西北電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻運(yùn)行管理辦法》4.1.7《西北電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻運(yùn)行考評管理辦法》一次調(diào)頻試驗(yàn)條件4.2.1電網(wǎng)頻率穩(wěn)定在試驗(yàn)規(guī)定的范圍內(nèi)。4.2.2機(jī)組負(fù)荷50%—100%，設(shè)備無異常，穩(wěn)定運(yùn)行。4.2.3協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)控制參數(shù)經(jīng)過優(yōu)化，調(diào)節(jié)品質(zhì)擾動試驗(yàn)合格。4.2.4一次調(diào)頻校正回路參數(shù)按要求設(shè)置完成。一次調(diào)頻試驗(yàn)方法分兩種情況：電網(wǎng)頻率升高0.15HZ時(shí)，機(jī)組一次調(diào)頻響應(yīng)能力、電網(wǎng)頻率降低0.15HZ時(shí)，機(jī)組一次調(diào)頻響應(yīng)能力。由于網(wǎng)調(diào)不進(jìn)行實(shí)際頻率的變化，要求電廠自己改變頻率，因此試驗(yàn)當(dāng)中由控制人員在組態(tài)內(nèi)部改變頻率值，引發(fā)一次調(diào)頻動作。一次調(diào)頻試驗(yàn)方案考慮到一次調(diào)頻時(shí)DEH側(cè)的快速動作必然會影響到機(jī)組的壓力迅速變化，為保證機(jī)組的穩(wěn)定和安全，只采取一種試驗(yàn)方式，艮即當(dāng)CCS在投入方式下，機(jī)組所有子控制系統(tǒng)處于自動，DEH控制處于遙控方式，投入一次調(diào)頻回路，而CCS解除后，一次調(diào)頻回路解除。一次調(diào)頻試驗(yàn)報(bào)告反映的內(nèi)容一次調(diào)頻試驗(yàn)報(bào)告的數(shù)據(jù)要實(shí)事求是，除真實(shí)反映試驗(yàn)狀態(tài)，也要反映電網(wǎng)對并網(wǎng)機(jī)組一次調(diào)頻運(yùn)行管理方面的內(nèi)容。下面的報(bào)告格式及數(shù)據(jù)表格僅供參考。頻差X由0.0MWf-36MW試驗(yàn)時(shí)間：09年3月23日7：17：00至7：30：00頻差變化幅度36MW試驗(yàn)計(jì)算時(shí)間540s頻率變化持續(xù)時(shí)間517s開始時(shí)實(shí)際負(fù)荷指令510.0MW開始時(shí)實(shí)際負(fù)荷509.71MW

一次調(diào)頻響應(yīng)滯后時(shí)間<3s(1s)頻率變化完成時(shí)，實(shí)際負(fù)荷指令464.60MW頻率變化完成時(shí)，實(shí)際負(fù)荷值464.88MW頻率變化完成時(shí)，實(shí)際負(fù)荷變化量36.03MW穩(wěn)定時(shí)間（頻率變化完成后）<26s頻率變化完成后26秒時(shí)，實(shí)際負(fù)荷值464.95MW頻率變化完成后26秒，實(shí)際負(fù)荷變化量36.56MW試驗(yàn)期間壓力最大偏差±0.57MPa負(fù)荷最終變化量36.36MW頻差X由-36MWf-0.0MW試驗(yàn)時(shí)間：09年3月23日7：17：00至7：30：00頻差變化幅度36MW試驗(yàn)計(jì)算時(shí)間600s頻率變化持續(xù)時(shí)間600s開始時(shí)實(shí)際負(fù)荷指令464.00MW開始時(shí)實(shí)際負(fù)荷464.86MW一次調(diào)頻響應(yīng)滯后時(shí)間<3s(2s)頻率變化完成時(shí)，實(shí)際負(fù)荷指令510.46MW頻率變化完成時(shí)，實(shí)際負(fù)荷值510.86MW頻率變化完成時(shí)，實(shí)際負(fù)荷變化量36.40MW穩(wěn)定時(shí)間（頻率變化完成后）<20s頻率變化完成后20秒時(shí)，實(shí)際負(fù)荷值507.86MW頻率變化完成后20秒時(shí)，實(shí)際負(fù)荷變化量507.77MW試驗(yàn)期間壓力最大偏差0.62MPa負(fù)荷最終變化量36.86MW4.5.2試驗(yàn)報(bào)告要有試驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)變化趨勢。趨勢時(shí)間、數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)表格內(nèi)容

相符。下面的一次調(diào)頻歷史趨勢僅供參考。一次調(diào)頻試驗(yàn)結(jié)論。一次調(diào)頻的優(yōu)化策略4.6.1為保證一次調(diào)頻的響應(yīng)速度，增加頻差X的微分環(huán)節(jié)。4.6.2將上述的微分環(huán)節(jié)作為鍋爐主控的前饋引入，以加快給煤的速度，保證主汽壓力的穩(wěn)定。5影響一次調(diào)頻貢獻(xiàn)量的原因分析5.1并網(wǎng)發(fā)電企業(yè)對《西北電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻運(yùn)行考評管理辦法》和《西北電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻運(yùn)行管理辦法》理解不深刻，未能認(rèn)真履行兩個(gè)辦法的文件精神。5.2發(fā)電企業(yè)對本企業(yè)熱工、運(yùn)行等重點(diǎn)專業(yè)的管理工作監(jiān)管不到位，一次調(diào)頻的投、退管理缺失，未能使一次調(diào)頻的投入做到常態(tài)化。5.3新并網(wǎng)機(jī)組未能從思想上重視一次調(diào)頻的重要性。5.4鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)及其輔機(jī)的設(shè)備缺陷因素對一次調(diào)頻控制指標(biāo)的影響。5.5煤種因素對一次調(diào)頻控制指標(biāo)的影響。5.6無法定期開展一次調(diào)頻調(diào)節(jié)品質(zhì)試驗(yàn)工作，優(yōu)化控制參數(shù)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并整改，導(dǎo)致控制系統(tǒng)因素對一次調(diào)頻指標(biāo)的影響。5.7當(dāng)AGC和一次調(diào)頻都投入的情況下，AGC和一次調(diào)頻存在反調(diào)現(xiàn)象，導(dǎo)致控制系統(tǒng)因素對一次調(diào)頻指標(biāo)的影響。6一次調(diào)頻綜合指標(biāo)及考核度量辦法6.1要求一次調(diào)頻未經(jīng)網(wǎng)調(diào)允許不得退出，否則根據(jù)退出時(shí)間長短考核電量。6.2性能考核，表征一次調(diào)頻貢獻(xiàn)量的指標(biāo)中，最重要的四項(xiàng)指標(biāo)是：轉(zhuǎn)速（頻率）死區(qū)、響應(yīng)時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、速度變動率。6.3一次調(diào)頻正確動作率。當(dāng)某臺機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，在電網(wǎng)頻率越過機(jī)組一次調(diào)頻死區(qū)的一個(gè)積分期間，如果機(jī)組的一次調(diào)頻功能貢獻(xiàn)量為正（或者機(jī)組的一次調(diào)頻動作指令表明機(jī)組在該期間機(jī)組一次調(diào)頻動作），則統(tǒng)計(jì)為該機(jī)組一次調(diào)頻正確動作1次，否則為不正確動作1次。7結(jié)束語一次調(diào)頻兩個(gè)辦法的實(shí)施，會對各發(fā)電廠一次調(diào)頻的獎(jiǎng)懲結(jié)果差異很大。機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)即使投運(yùn)效果良好，如果想獲得電網(wǎng)的獎(jiǎng)勵(lì)，也需要加強(qiáng)機(jī)組的安全性和設(shè)備可靠性管理，加強(qiáng)對熱工、運(yùn)行、燃料等重點(diǎn)專業(yè)的管理工作，才能保證一次調(diào)頻的投入和考核滿足電網(wǎng)的要求。建議各發(fā)電公司在考慮一次調(diào)頻的獎(jiǎng)懲條件時(shí)要根據(jù)機(jī)組的現(xiàn)狀，制定一個(gè)兼顧機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性的綜合控制方案。一次調(diào)頻定義一次調(diào)頻和二次調(diào)頻在電網(wǎng)并列運(yùn)行的機(jī)組當(dāng)外界負(fù)荷變化引起電網(wǎng)頻率改變時(shí)，網(wǎng)內(nèi)各運(yùn)行機(jī)組的調(diào)節(jié)系統(tǒng)將根據(jù)各自的靜態(tài)特性改變機(jī)組的功率，以適應(yīng)外界負(fù)荷變化的需要，這種由調(diào)節(jié)系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)功率，以減小電網(wǎng)頻率改變幅度的方法，稱為一次調(diào)頻。一次調(diào)頻是一種有差調(diào)節(jié)，不能維持電網(wǎng)頻率不變，只能緩和電網(wǎng)頻率的改變程度。所以我們增減某些機(jī)組的負(fù)荷，以恢復(fù)電網(wǎng)的頻率，這一過程稱為二次調(diào)頻。二次調(diào)頻的實(shí)現(xiàn)方法有以下三種：1） 電網(wǎng)調(diào)頻由中心調(diào)度所調(diào)度員根據(jù)負(fù)荷潮流及電網(wǎng)頻率，給各廠下達(dá)負(fù)荷調(diào)整命令，由各發(fā)電單位進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的二次調(diào)頻。2） 采用自動控制系統(tǒng)（AGC），由計(jì)算機(jī)（電腦調(diào)度員）對各廠機(jī)組進(jìn)行遙控，來實(shí)現(xiàn)調(diào)頻全過程，參與該系統(tǒng)的各機(jī)組必須具有協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。3）在機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)中設(shè)有二次調(diào)頻功能，以頻率為閉環(huán)。一次調(diào)頻二次調(diào)頻快速性快慢是否閉環(huán)調(diào)節(jié)否是電力系統(tǒng)調(diào)頻問題傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的調(diào)頻采用多次調(diào)頻措施配合使用。一次調(diào)頻由發(fā)電機(jī)的調(diào)速器實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，目的是完成負(fù)荷實(shí)時(shí)跟蹤，將頻率變動控制在允許的范圍之內(nèi)。二次調(diào)頻由調(diào)頻機(jī)組負(fù)責(zé)，目的是消除功率不平衡，使頻率回復(fù)到50Hz。三次調(diào)頻通過合理安排發(fā)電計(jì)劃，減少不平衡發(fā)生的機(jī)會。在電力市場中，調(diào)頻措施有三種：（1） 一次調(diào)頻在電力市場中，在市場電價(jià)的一個(gè)更新周期內(nèi)，電價(jià)保持不變，可以采用與頻率掛鉤的罰款/津貼方法來實(shí)時(shí)地改變發(fā)電機(jī)與用戶的結(jié)算電價(jià)而促使發(fā)電機(jī)和用戶迅速地調(diào)整發(fā)電量和用電量來加速不平衡的過渡過程。將頻率的變動控制在允許的范圍之內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)一次調(diào)頻的目的。（2） 二次調(diào)頻在電力市場中，頻率偏50Hz意味著發(fā)電機(jī)已有部分電能積壓或不足，發(fā)電機(jī)已經(jīng)蒙受了一定的經(jīng)濟(jì)利益損失，同時(shí)頻率偏離50Hz對發(fā)電機(jī)設(shè)備的健康運(yùn)行也產(chǎn)生較大的影響，所以發(fā)電廠必然主動調(diào)整以將積壓/不足的電能出清，從而最終使得頻率回復(fù)到50Hz，實(shí)現(xiàn)二次調(diào)頻的目的。（3） 三次調(diào)頻在電力市場中，發(fā)電容量長期緊張或者發(fā)電容量長期過剩將造成電價(jià)長期偏高或偏低，最終導(dǎo)致資金的合理流動，因此市場機(jī)制將自發(fā)地解決三次調(diào)頻問題。液調(diào)機(jī)組與電調(diào)機(jī)組在一次調(diào)頻功能實(shí)現(xiàn)上的區(qū)別2.1液調(diào)機(jī)組的一次調(diào)頻電力生產(chǎn)對發(fā)電用的汽輪機(jī)控制系統(tǒng)提出了兩個(gè)基本要求：一是保證能夠隨時(shí)滿足用戶對對電能的需要；二是使機(jī)組能夠維持一定的轉(zhuǎn)速，保證供電的頻率和機(jī)組本身的安全。汽輪發(fā)電機(jī)組的電功率與汽輪機(jī)的進(jìn)汽參數(shù)、排汽壓力，進(jìn)汽量有關(guān)。如果汽輪機(jī)的進(jìn)汽參數(shù)和排汽壓力都保持不變，那么機(jī)組發(fā)出的電功率基本上與汽輪機(jī)的進(jìn)汽量成正比，當(dāng)電力用戶的用電量（即外界電負(fù)荷）增大時(shí)，汽輪機(jī)的進(jìn)汽量應(yīng)增大，反之亦然。如果外界電負(fù)荷增加（或減少）時(shí)，汽輪機(jī)進(jìn)汽量不做相應(yīng)增大（或減?。?，那么，汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速將會減小（或增大）。為使汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電功率與外界電負(fù)荷相適應(yīng)，機(jī)組將在另一轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，這就是汽輪機(jī)的自調(diào)整性能。若僅依靠自調(diào)整性能，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速則會產(chǎn)生很大的變化。因?yàn)橥饨珉娯?fù)荷的變化是很大的，僅依靠汽輪機(jī)的自調(diào)整性能，不但不能保證電能質(zhì)量（電頻率、電壓），發(fā)電機(jī)組并列亦困難，因此必須在汽輪機(jī)上安裝自動控制系統(tǒng)，利用汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速變化的信號對汽輪機(jī)進(jìn)行控制。a1-5苴棧調(diào)句系統(tǒng) 圉伐M接睢節(jié)刀*危南1飛屋2FJ1桿M旭虧我期 I一湖速擔(dān)；2-RH,.^-illl^^t4-調(diào)節(jié)商謝；—滴門2.1.1直接控制圖1—5是汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速直接控制系統(tǒng)示意。當(dāng)汽輪機(jī)負(fù)荷減小而導(dǎo)致轉(zhuǎn)速升高時(shí)，離心調(diào)速器的重錘1向外張開，通過杠桿2關(guān)小調(diào)節(jié)汽閥3,使汽輪機(jī)的功率相應(yīng)減小，建立起新的平衡。當(dāng)負(fù)荷增加時(shí)，轉(zhuǎn)速降低，重錘向內(nèi)移動開大調(diào)節(jié)汽閥增大汽輪機(jī)的功率。由此可見，調(diào)速器不僅能使轉(zhuǎn)速維持在一定的范圍內(nèi)，而且還能自動保持功率的平衡。該系統(tǒng)是利用調(diào)速器重錘的位移直接帶動調(diào)速汽閥的，所以稱為直接控制系統(tǒng)，由于調(diào)速器的能量有限，一般難以帶動調(diào)節(jié)汽閥，所以應(yīng)將調(diào)速器滑閥的位移在能量上加以放大，從而構(gòu)成間接控制系統(tǒng)。2.1.2間接控制圖1—6是最簡單的一級放大間接控制系統(tǒng)示意。在間接控制系統(tǒng)中調(diào)速器所帶動的不是調(diào)節(jié)汽閥，而是錯(cuò)油門滑閥。轉(zhuǎn)速升高時(shí)，調(diào)速器1的滑環(huán)A向上移動，通過杠桿2帶動錯(cuò)油門滑閥5向上移動，這時(shí)錯(cuò)油門滑閥套筒上的油口m和壓力油管連通而下部的油口n則和排油口相通。壓力油經(jīng)過油口m流入油動機(jī)3活塞的上腔，油動機(jī)活塞在上下油壓力差作用力的推動下，向下移動，關(guān)小調(diào)節(jié)汽閥4。轉(zhuǎn)速降低時(shí)，調(diào)速器滑環(huán)向下移動，帶動錯(cuò)油門滑閥向下，這時(shí)油動機(jī)活塞下腔通過油口n和壓力油路相通，而上腔則通過油口m和排油口相通，活塞上下的壓力差推動活塞向上移動，開大調(diào)節(jié)汽閥。2.2電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一次調(diào)頻以新華控制工程公司的DEH為例，其控制結(jié)構(gòu)原理見圖1。

實(shí)際轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速1￡（4一次調(diào)頻因子功率回路投入根據(jù)實(shí)際閥位反算的流量指令實(shí)際功率前饋調(diào)門指令實(shí)際轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速1￡（4一次調(diào)頻因子功率回路投入根據(jù)實(shí)際閥位反算的流量指令實(shí)際功率前饋調(diào)門指令圖1DEH中一次調(diào)頻原理圖其中汽輪機(jī)額定轉(zhuǎn)速（一般為3000r/min）與實(shí)際轉(zhuǎn)速的差值經(jīng)函數(shù)f（x）轉(zhuǎn)換后生成一次調(diào)頻因子，直接疊加到根據(jù)實(shí)際閥位反算的流量指令（投入功率回路時(shí)相當(dāng)于功率給定）上。當(dāng)投入功率回路時(shí)，一次調(diào)頻因子直接加在有功功率的給定值上，同時(shí)作為前饋加在PID調(diào)節(jié)器輸出上；當(dāng)不投功率回路時(shí)即閥位控制方式，一次調(diào)頻因子直接流量指令上。在DCS系統(tǒng)投入?yún)f(xié)調(diào)控制時(shí)，DEH在閥位控制方式中已經(jīng)加入一次調(diào)頻，只需將一次調(diào)頻因子加在負(fù)荷給定的速率限制塊之后，讓協(xié)調(diào)不反調(diào)即可。這種控制方案可以保證一次調(diào)頻的響應(yīng)時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間滿足一次調(diào)頻管理規(guī)定的要求。600MW36MW11rpm36MW11rpm-150rpm150|rpm-11rpmA

-36MW-150rpm150|rpmA=2rpm-600MW圖2一次調(diào)頻函數(shù)液調(diào)機(jī)組與電調(diào)機(jī)組一次調(diào)頻的比較液調(diào)機(jī)組沒有死區(qū)限制，沒有限幅限制，有差即調(diào)；電調(diào)機(jī)組中的一次調(diào)頻是作為一個(gè)單獨(dú)的附加功能用相應(yīng)的DCS控制系統(tǒng)組態(tài)加入的，其死區(qū)，限幅，對應(yīng)函數(shù)，轉(zhuǎn)速不等率，都可以根據(jù)工程師對一次調(diào)頻的認(rèn)識進(jìn)行修改，甚至是在線修改。可以很好的實(shí)現(xiàn)一次調(diào)頻功能的同時(shí)保證機(jī)組安全。2.3不投入一次調(diào)頻的表現(xiàn)形式2.3.1在運(yùn)行操作畫面中加入投切開關(guān)想投入就投入，不想投入就不投入。2.3.2將死區(qū)加的很大，使一次調(diào)頻基本不動作。2.3.3在一次調(diào)頻函數(shù)中加入限幅，使一次調(diào)頻動作時(shí)只動作很小的幅值（不滿足一次調(diào)頻管理規(guī)定的相關(guān)條款）。2.3.4在轉(zhuǎn)速偏差后或一次調(diào)頻函數(shù)后加速率限制塊。2.3.5只在功率控制情況下有一次調(diào)頻2.3.6協(xié)調(diào)控制時(shí)加在速率限制之前。2.4電廠不投入一次調(diào)頻的錯(cuò)誤思想2.4.1很多電廠的領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)為電網(wǎng)中大部分機(jī)組不投入一次調(diào)頻功能，自己投入一次調(diào)頻功能本機(jī)組承擔(dān)的負(fù)荷改變過大會對機(jī)組有較大沖擊。按照《華北電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻運(yùn)行管理規(guī)定》的要求，網(wǎng)內(nèi)機(jī)組都應(yīng)投入一次調(diào)頻功能，同時(shí)管理規(guī)定允許參與一次調(diào)頻的負(fù)荷變化幅度進(jìn)行限制，一次調(diào)頻不會對機(jī)組設(shè)備產(chǎn)生較大沖擊，也不會影響機(jī)組安全。在液調(diào)機(jī)組中曾經(jīng)出現(xiàn)過由于一次調(diào)頻動作導(dǎo)致機(jī)組收到嚴(yán)重沖擊的情況，主要原因是同步器向上的富裕行程過大，一次調(diào)頻沒有限幅。2.4.2有一些電廠領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)為自己的機(jī)組投入一次調(diào)頻不利于機(jī)組搶負(fù)荷。當(dāng)網(wǎng)頻偏高，一次調(diào)頻投入時(shí)自動關(guān)小調(diào)門開度以降低負(fù)荷，而不投入一次調(diào)頻的機(jī)組可以搶負(fù)荷并且不受一次調(diào)頻的限制。事實(shí)上網(wǎng)內(nèi)機(jī)組負(fù)荷大小應(yīng)當(dāng)服從調(diào)度指令，不能以一廠私利影響整個(gè)電網(wǎng)安全，對于這種情況調(diào)度會給以嚴(yán)厲制止。2.4.3機(jī)組投入?yún)f(xié)調(diào)控制時(shí)為了減小電網(wǎng)頻率對機(jī)組協(xié)調(diào)控制的擾動而將一次調(diào)頻功能切除。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)在調(diào)整參數(shù)時(shí)，為了分清干擾的來源，可以短時(shí)間的把一次調(diào)頻切除，正常投運(yùn)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)滿足由于一次調(diào)頻動作產(chǎn)生擾動。2.3汽輪機(jī)液壓控制系統(tǒng)的靜態(tài)特性由直接和間接控制的工作原理可以看出，汽輪機(jī)負(fù)荷變化時(shí)，其轉(zhuǎn)速也會相應(yīng)地發(fā)生變化。在穩(wěn)定狀態(tài)下，汽輪機(jī)地功率與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，稱為汽輪機(jī)控制系統(tǒng)的靜態(tài)特性。rti圖1-9用繪圖法維制

靜態(tài)特性曲線圖rti圖1-9用繪圖法維制

靜態(tài)特性曲線圖1-L0靜態(tài)特性曲

線上的不靈敏區(qū)一次調(diào)頻轉(zhuǎn)速不等率8定義為：ln/n0*100%式中An一機(jī)組空負(fù)荷時(shí)和滿負(fù)荷時(shí)的轉(zhuǎn)速差值，r/min；□n0 機(jī)組額定轉(zhuǎn)速，r/min。汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性曲線是一條負(fù)荷不斷增大轉(zhuǎn)速不斷降低的連續(xù)傾斜的曲線，其傾斜度可用調(diào)節(jié)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速不等率8表示。8是調(diào)節(jié)系統(tǒng)最重要的指標(biāo)，即反應(yīng)一次調(diào)頻能力的強(qiáng)弱，又表明穩(wěn)定性的好壞。8越小一次調(diào)頻能力越強(qiáng)，但是穩(wěn)定性越差；8越大一次調(diào)頻能力越弱，穩(wěn)定性越強(qiáng)。按照一次調(diào)頻管理規(guī)定的要求火電機(jī)組轉(zhuǎn)速不等率一般為4%?5%；水電機(jī)組的轉(zhuǎn)速不等率一般為3%?4%。轉(zhuǎn)速不等率8的實(shí)際意義（以轉(zhuǎn)速不等率5%為例）是當(dāng)實(shí)際轉(zhuǎn)速（網(wǎng)頻）比額定轉(zhuǎn)速大150r/min時(shí)，機(jī)組應(yīng)將負(fù)荷從100%降到0;反之如果當(dāng)實(shí)際轉(zhuǎn)速（網(wǎng)頻）低于額定轉(zhuǎn)速150r/min時(shí)機(jī)組應(yīng)將負(fù)荷從0降到100%。在一次調(diào)頻轉(zhuǎn)換函數(shù)中8確定了函數(shù)超出死區(qū)后直線的斜率。圖MO靜態(tài)特性曲第上的不戾虢區(qū)ffl.1圖MO靜態(tài)特性曲第上的不戾虢區(qū)ffl.1小，芾此區(qū):6職米帽的次調(diào)技念數(shù)的設(shè)置兩故關(guān)系國2.姓雄率由于調(diào)節(jié)系統(tǒng)各部套間的連續(xù)部分存在著間隙、摩擦力以及錯(cuò)油門重疊度等原因，使機(jī)鮑在加負(fù)荷過程和賺負(fù)荷過程中，靜態(tài)特性曲線是不重合的，中間存在若帶狀寬度的不靈敏區(qū)，如@140所示，不靈敏區(qū)的轉(zhuǎn)速差和額定轉(zhuǎn)速之比稱為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的遲緩率八也稱為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的不靈敏度，其關(guān)系式為?-~X100%歸式中￥-?減負(fù)荷時(shí)，功率為/所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速；戴——加負(fù)荷時(shí)，功率為多所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速。由于加負(fù)荷與成負(fù)荷過程中，兩條靜態(tài)特性曲統(tǒng)不一定互相平行，即不靈敏區(qū)的寬度是不一樣的。，其中轉(zhuǎn)速最大差值A(chǔ)n皿與嗣定轉(zhuǎn)速也之比稱為最大返緩率，其關(guān)系式為冬言x100%調(diào)節(jié)系統(tǒng)坦緩率是一個(gè)重要的質(zhì)量指標(biāo),一般要求越小越好。過大的退緩率會引起機(jī)蛆的速度或負(fù)荷擺動,甚至引起調(diào)節(jié)系統(tǒng)不穩(wěn)定4圖1-11單機(jī)運(yùn)行時(shí)平瑋靜態(tài)特性曲線的作用頻率的變化顯然是不希望的，為了補(bǔ)償頻率的變化，在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中附加了一種頻率（即轉(zhuǎn)速）

調(diào)整設(shè)備，稱為同步器。它的作用是使靜態(tài)特性曲線做平行的上下移動，從自動原理的角度講，操作同步器就相當(dāng)于改變調(diào)節(jié)系統(tǒng)的給定值。在單機(jī)運(yùn)行時(shí)，平移特性的結(jié)果是改變汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，汽輪機(jī)的功率則取決于外界的負(fù)荷，不受平移特性曲線的影響。E)普志特技的洛厘樣枚_在汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)，必須保持發(fā)電機(jī)額率汩定，怛是汽機(jī)組魚荷變化時(shí)，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速將I 按靜態(tài)特性曲線變化,實(shí)踐表明，靜態(tài)特性般線的形: 狀如果不符合要