胡治炜
（湖北华电江陵发电有限公司 湖北省荆州市 434100）
摘要：应华中电监局要求，为提高一次调频合格率，目前华中区域各发电机厂均加快了对各机组一次调频的优化改造。本文以湖北华电江陵发电厂一期工程2×660MW超超临界燃煤机组1号机一次调频优化改造方案为例，分析且优化了一次调频改造方案，确保机组良好的一次调频功能。
关键词：超超临界燃煤机组；一次调频；智能变送采样装置；逻辑
1 引言
目前江陵发电厂一期2×660MW超超临界燃煤机组工程1号机组自2017年12月31日投产以来，一次调频动作合格率一直偏低。该机组一次调频采用机组转速信号，而调控中心对机组一次调频考核是由 PMU 装置上传的相电压和相电流值通过换算所得的频率值。机组因一次调频响应电网负荷灵敏度不高造成考核。分析认为主要原因为调频负荷响应不同步、电网考核选取的频率信号和机组测量信号不同源，以及机组实际负荷受锅炉燃烧影响等几个方面的原因造成的。
电网要求火电机组调频死区为 2 r/min，在火电机组一次调频实际响应中经常出现调频幅值不足和迟滞问题。若人为把机组调频死区修改为小于 2 r/min，虽可以提高一次调频的响应幅值，但是造成机组调门动作过频甚至会影响机组安全运行。
电网虽然送 DCS 系统有电网频率信号，但是量程一般为 45～55 Hz，精度无法满足需求。时间比较长，难以满足灵活反应的要求。
2 优化改造方案
为了大幅度提高一次调频合格率，减少调度的考核扣减的积分电量。在使用高精度频率信号源的同时，还需要对热工的控制逻辑进行优化，使调门动作的次数大量降低，可减少调门的寿命周期意外损耗，改善机组运行经济性等综合优化目标。
使用BPT9301FA高精度一次调频采样变送装置，为系统提供多路高精度的频率信号源，来供热工等部门使用；对一次调频相关逻辑和参数进行优化及整定，实现一次调频逻辑更加合理有效的对电网频率波动做出正确相应，从而使一次调频动作效果得到进一步有效提升，另一方面，通过逻辑参数的调整，降低机组设备的无效动作次数，减少对机组正常运行的干扰。
2.1 信号源改造
1号机组使用两台BPT9301FA一次调频智能变送采样装置，用来替换原来的一次调频采样设备，该装置采集主变高压侧相电压和相电流，通过换算，输出高精度的频率信号源，来供热工使用。其他设备如果需要高精度频率信号的话，也可以从此设备上面获取。该装置主要用于将主变高压侧的频率信号的数值送至DEH、CCS、AGC等控制系统，参与DEH、CCS、AGC等控制系统的逻辑控制。这类信号不止要求变速器的输出满足稳态要求，还需要考虑变送器的暂态特性。
2.2 控制逻辑优化
一次调频控制方式有 DEH 系统调频方式、CCS 系统调频方式和 DEH + CCS 系统调频方式等三种控制方式。目前1号机组仅采用 DEH 系统调频方式，将频差信号叠加在 DEH 中、汽轮机调门指令处和 DCS 中功率调节器入口完成一次调频控制，即仅采用开关高压主汽调门的方式暂态满足电网要求，缺点是调节品质较差，不利于机组稳定运行。
一次调频控制逻辑优化采用 DEH + CCS 程序控制进行调节，DEH侧采取将频率差信号对应的转速不等率设计函数（带调频死区处理）直接叠加在汽机阀位指令处；同时，在 CCS 侧设计频率校正回路，DEH 在遥控位，机组投入 CCS 协调控制模式，DEH 由 DCS 协调控制系统 CCS 控制。在该调频控制方式下，一次调频的快速响应由 DEH 和CCS 协调控制系统的一次调频功能来共同实现，而响应后期一次调频的准确性由 CCS 协调控制系统的一次调频功能来保证，当负荷达到稳态时，负荷的目标值和实际值基本一致，负荷没有偏差。此方式采用“DEH 快速粗调，CCS 闭环校验”，既确保了一次调频的响应速度，又保障了一次调频的持续性。
2.3 采样装置与热控系统接口
一次调频采样变送装置通过4～20mA硬接线方式与与控制系统进行信号传输，方便灵活。1号机组相关逻辑优化选择在机组停机检修期间完成。各类逻辑修改、参数优化完成后均进行了静态及在线试验。保证逻辑无误，动作准确。
2.4 在线试验
1号机组逻辑修改完成并完成静态测试，于机组稳定运行时进行了若干工况的在线验证试验。
根据机组负荷状况，进行了多个负荷工况下的一次调频性能试验，并分别在 DEH 阀控方式和 CCS 方式下分别进行。
经模拟实际网频变化特征，进行在线试验验证，优化后一次调频逻辑动作正确，动作幅度能够满足考核规则合格要求。
3 一次调频优化改造所处理的问题
（1）高精度一次调频采样变送装置频率测量精度 ＜±0.002 Hz，信号精确可靠，安装该装置后，从装置取得的网频信号作为一次调频逻辑驱动信号，该信号精度高于汽机转速信号。使用网频信号控制一次调频逻辑，大大改善一次调频动作准确性。
（2）高精度一次调频采样变送装置具有实时显示和报告查询功能，方便故障查询和与调度一次调频数据核对。
（3）由于驱动信号精度提升，通过优化后的逻辑处理将大量短时长的频率波动过滤掉，使得无效的短时间一次调频动作次数大幅度减少，避免了汽轮机调节汽门等重要设备的频繁无谓波动，对机组避免执行机构劳损以及提升平稳安全运行起到了积极作用。
改造前后曲线如下
图1 优化前曲线
图2 优化后曲线
对比图1和图2曲线，可以看出优化后机组负荷曲线和一次调频负荷指令曲线重合较多，并完全重合，差异明显小于优化前曲线。
4 结束语
湖北华电江陵发电厂一期工程2×660MW超超临界机组1号机通过高精度一次调频采样变送装置和优化热工逻辑投入使用后，使其一次调频动作效果得到了大幅度提升，省调公布的月度一次调频合格率逐月提高，取得明显效果，一次调频月度合格率从治理前的20%提升到95%，并在今年10月份取得湖北区域合格率第一名的好成绩，达到了治理预期效果。
参考文献：
[1] 晋兆安.发电厂继电保护系统[P].中国专利：ZL 2012 2 0031211.8.
作者简介：
胡治炜（1984-），男，湖北潜江，本科，工程师，发电厂设备安装，调试维护。
论文作者:胡治炜
论文发表刊物:《河南电力》2018年15期
论文发表时间:2019/1/21
标签：机组论文; 逻辑论文; 信号论文; 频率论文; 装置论文; 负荷论文; 方式论文; 《河南电力》2018年15期论文;