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摘要：文章简单介绍火电机组一次调频的概念和控制方式，分析一次调频过程中存在的问题，并针对这些问题提出了相应的对火电机组一次调频性能进行优化的措施，以供参考。
关键词：火电机组；一次调频；性能优化
1引言
近年来随着我国经济的发展和我国社会用电负荷的增多，电力企业在不断扩大规模以及增加装机容量，与此同时机组参数也在不断增加，而且区域网间输电回路也逐渐增多。在电网运行中直流输电回路一旦发生故障就会对电网造成较大的冲击，而在上述形势下此种故障的概率也在不断增加，因此也增大了对电网的冲击危害，这就会导致在电网运行中出现低频事件而造成系统公路的损失和电网频率的降低，这主要是由于火电机组的一次调频能力不足而引起的，因此就需要针对目前火电机组中一次调频存在的问题，分析其原因并对其一次调频性能进行优化来确保电网的安全和稳定运行。
2火电机组一次调频概述
在火电机组以及电网系统的正常运行过程中，频率是比较重要的参数之一，而且对于火电机组运行稳定的要求就是要确保在电网系统受到干扰并且导致系统的频率发生变化之后，能够确保在其自我调节能力下将频率在较短的时间内恢复到正常的频率范围内并接近额定频率数值。这就要求电网系统需要具有在对负荷进行尽可能少的切除前提下对发电量和用电量进行平衡的保持，避免电力系统频率变化过大而影响发电机以及系统运行的安全性。通常对于电力系统中的频率控制主要分为三级频率控制。其中的一级频率控制就是所谓的一次调频，其主要作用就是在电网系统运行中的频率偏离正常频率范围时就需要确保发电机组能够在最短的时间内做出自动反应来对系统的有功出力进行调整，实现对电力系统频率的稳定作用。因此对于一次调频来说，需要其具有较快的响应速度的性能，但是由于其只能进行有差控制而比较适合于进行短周期、小幅度的负荷分量的贫困控制。而二级频率控制则是对调度中心的指令进行执行来对发电机有功输出进行调节。三级频率控制则是对电厂之间的负荷进行经济分配以维持电网经济和稳定运行的控制方式。其中一次调频是频率控制的第一道房山线，也是对电网频率稳定起到最直接、快速作用的控制方式。
3存在问题及原因分析
3.1不动作或者滞后时间长的问题
引起此问题的原因主要有以下几个方面：一是调门的原因。这主要是由于机组在正常运行状态下其调门处于晃动状态而导致符合振荡问题的发生，如果此振荡比较大而导致电网频差超过设定死区时则无法通过一次调频来实现对负荷变化的控制。二是测量信号的原因。这主要是由于一次调频采用的是频率变送器信号来进行控制的，其所对应的输出电流信号大小为4~20mA，而且具有较大的量程和较差的灵敏度，并且会由于测量误差的存在而导致其稳定性受到不利影响。此外，如果在一次调频控制逻辑中在CCS侧采用频率信号进行频差计算，并且对DEH侧采用汽轮机转速信号进行频差计算就会导致其信号不统一的问题发生。三是运行方式的原因。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前火电机组主要是采用顺序阀控制的方式运行，但是此种方式下会由于汽轮机调门处于重叠区位置时导致调门之间存在死行程而导致阀门的开度与汽轮机进气量不对应，这就会导致一次调频响应不够灵敏而对调频效果产生不利影响。
3.2反向动作的问题
引起此问题的主要原因就是由于火电机组采用的保压方式运行且在DEH控制逻辑中存在压力控制回路，这就是导致在系统进行一次调频过程中，汽机调门开度的变化会引起压力变化而导致压力控制回路发生保压回路动作，而且此时的压力控制与一次调频控制的调门动作方向相反，因而出现反向动作的问题。此外，对于采用能量平衡控制策略的协调控制系统来说，此系统中的一级压力控制内回路会对一次调频产生反调作用，也会导致一级压力变化方向与一次调频动作需求方向相反。而如果是一次调频功能在CCS侧投入控制系统中，一次调频时会导致调门出现阶跃变化，并且会导致压力控制回路对调节级压力快速调节，使得输出阀位指令与一次调频指令相反。
4火电机组一次调频性能优化措施
首先是针对一次调频反向动作的问题。主要是通过对压力控制回路定值进行切换的方式，就是根据实际压力的大小来对压力定值进行调节，并且通过频差信号按一定比例对压力定值进行修整的方式进行控制。或者是通过修整调节阀综合开度指令的方式，也就是引入压力补偿来对主汽压力对一次调频的影响进行削弱。或者是引入频率偏差修整调节级压力定值的方式，确保在调频作用下调节剂压力定值能够随电网频率的变化相适应，并且能够产生调节偏差将调节级压力快速调回。最还可以对AGC调节进行抑制来对其动作方向进行保证。可以通过对AGC指令的调节进行闭锁的方式对一次调频的控制需要进行有限保证，并将其调频有限控制逻辑设置为：AGC方式下发电机组对一次调频的变符合任务进行优先执行。
其次是对一次调频相应速度和负荷增量进行提高。所采用的主要方式一是对过死区负荷阶跃函数进行设置，就是将频差函数的起始阶段的斜率设置偏大甚至设置成起始值阶跃的方式。二是修整阀门特性曲线，根据一次调频速度变动率进行阀门增量函数的整定，或者采用降压运行方式来避开切换点并对阀门重叠度进行减少来提高其相应的灵敏度。三是增加主汽压力修整逻辑，就是通过将额定压力除以机前压力的方式来对一次调频作用进行补偿修整，并将修正后的一次调频指令与汽机阀位指令进行叠加。四是对一次风压力设定值进行改变，就是在电网一次调频动作时提高一次风压力设定值来将磨煤机中的剩粉吹入炉膛而提高锅炉的燃烧速度以及锅炉的蒸汽压力。
5结语
火电机组一次调频中容易出现文章所述的不动作或者滞后时间长的问题以及反向动作等问题，此外还会发生富裕增量不足以及频差与负荷增量不对应等问题，在采用文章所介绍的方法进行一次调频性能进行优化之外，还可以在CCS和DEH侧同时投入一次调频控制以及对频差计算进行优化等方式来进行性能优化，确保一次调频效果的改善以及机组的安全稳定运行。
参考文献：
[1] 李云, 邹包产, 郝臻. 火电机组一次调频性能优化研究与应用[J]. 内燃机与配件, 2017(3):143-145.
[2] 高晓光, 李小军, 唐戢群. 水电机组一次调频性能优化研究[J]. 长江科学院院报, 2016, 33 (10):145-148.
论文作者:陈亮
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/12
标签：机组论文; 频率论文; 火电论文; 压力论文; 电网论文; 方式论文; 调门论文; 《电力设备》2018年第21期论文;