摘要：一次调频功能是保证电网频率稳定的一项有效措施。目前，国内火电机组采用汽轮机转速差计算一次调频功率指令，针对该现状笔者分析认为：在稳定状态下汽机转速能够比较准确反映电网实际频率，但在电网频率动态震荡下，汽轮机转速不能准确反映电网的实际频率，对一次调频功能产生不利影响。本文提出采用电网实际频率计算一次调频功率指令，这样机组能够快速准确的调节机组负荷，改善了传统方法存在的不足，提高了一次调频的精度。
目前机组一次调频指标面临电网考核较大的压力，机组核心参数仅能在正常工况下维持较好效果，在电网频率震荡工况下，机组一次调频功能不能准确调节电网频率，对考核指标影响较大，虽然我厂月度平均合格率高于60%（电网考核下限），但由于一次调频转速不等率超标和响应特性不达标问题，导致我厂的一次调频指标屡屡被电网考核，下面结合国电克拉玛依电厂的一次调频的改造，讨论一下一次调频的改造情况以及效果分析。
关键词：一次调频优化
1基本概念
1.1 -次调频
一次调频控制原理是将电网频率信号计算出功率指令叠加到PID功控的设定值上，当电网频率发生变化，通过控制汽轮机的高压调节阀，改变机组负荷，使电网频率维持在50HZ。汽轮机调节系统、机组协调控制系统根据电网频率的变化情况利用锅炉的蓄能，自动改变调门的开度，即改变发电机的功率，使之适应电网负荷的随机变动，来满足电网负荷变化的过程就是一次调频。
1.2速度变动率
速度变动率是指汽轮机由满负荷到空负荷的转速变化与额定转速之比，一般应为4%～5%，国电克拉玛依电厂速度变动率取5%。
1.3响应滞后时间和稳定时间
响应滞后时间：当电网频率变化达到一次调频动作值到机组负荷开始变化所需的时间。
稳定时间：机组参与一次调频过程中，在电网频率稳定后，机组负荷达到稳定所需的时间。
1.4负荷变化幅度
机组参与一次调频的负荷变化幅度，是考虑当频率变化过大时，机组负荷不再随频率变化，以保证机组稳定运行。但是，变化幅度限制的越小，一次调频能力越弱。
2西北电网发电机组一次调频运行规定中的主要参数要求
（1）采用电液调速系统（DEH）的汽轮机组，一次调频功能应由DEH实现。应采取将频差信号叠加在汽轮机调速汽门指令处的设计方法，以保证一次调频的响应速度。
（2）-次调频的人工死区控制在士0.033Hz（±2r/min）内。
（3）机组调速系统的速度变动率一般为4%～5%。
（4）-次调频的最大调整负荷限幅，额定负荷210MW～490MW的火电机组，一次调频的负荷调整限幅为机组额定负荷的±8%.额定负荷100MW～200MW的火电机组，一次调频的负荷调整限幅为机组额定负荷的±10%。
（5）电液调节控制系统的火电机组，其调速系统的迟缓率小于0.06%。
3国电克拉玛依公司电厂一次调频改造前的情况，本发电厂是在2013年开始陆续进行DCS改造的，改造后DEH系统中具有一次调频功能，DEH系统有四种运行方式：功率方式、主汽压方式、阀位方式，其中只有运行在功率方式时才可以实现一次调频功能，而且操作画面设有一次调频投切按钮，机组运行人员可以根据机组运行状况进行人为投入、退出。一次调频的人工死区控制在±0.099Hz（±6r/min）内}一次调频投入时，一次调频的负荷调整限幅为机组额定负荷的±6%；机组负荷最大波动不超过21MW。从以上数据可以看出，当时机组的一次调频状况对稳定网频的贡献是相当有限的。
4改造情况
国电克拉玛依公司电厂从2013年开始陆续对各机组进行一次调频功能的试验及改造工作，经过多次的改造后，主要技术指标达到了电网公司的要求，个别指标还优于电网公司的指标，目前各机组的主要参数如下。
图1 一次调频改进后的响应曲线
（1）采取将实际电网频率信号叠加在汽轮机调速汽门指令处的设计方法，以保证一次调频的响应速度，即把电网实际频率信号直接叠加在综合阀位指令出口，在所有运行方式（功率方式、主气压方式、阀位方式、协调方式）下均可实现一次调频功能，取消逻辑中一次调频叠加后的一阶惯性延迟（原定为2S）以保证响应速度。当机组工作在机组协调或AGC方式时，由DEH、DCS共同完成一次调频功能，以保证机组一次调频的响应速度和持续性。
（2）取消电调、协调中的一次调频投/切操作按钮，即人为不能进行一次调频的投切操作，改为由负荷判断后自动投切一次调频，自动投切一次调频参数修改为：机组（额定负荷350MW）高于140MW自动投入一次调频，低于140MW自动切除一次调频，此指标优于电网公司的指标。
（3）为了保证一次调频对转速的精度要求，DEH系统中的转速选择改为三取中逻辑。
（4）-次调频的人工死区控制在±0.025Hz（土1.5r/min）内，此指标优于电网公司的指标。
（5）机组调速系统的速度变动率设为4%。
5结语
通过对机组一次调频的改造，从图1中可以看出，当电网频率下降时，负荷指令增加，主汽调门开度增加，能够保证机组负荷迅速提高，满足电网供电的需求，同时参与一次调频的机组稳定性也未受到影响，因此一次调频功能的改造取得了良好的效果。
参考文献：
[1]段南，大型火电机组一次调频功能投入的研究[J].华北电力技术，2003（10）.
[2]肖增弘，徐丰，汽轮机数字式电液调节系统[Ml.北京：中国电力出版社，2003.
论文作者:缪磊石,戴卫林
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/8
标签：机组论文; 电网论文; 负荷论文; 频率论文; 汽轮机论文; 克拉玛依论文; 功能论文; 《电力设备》2018年第2期论文;