（华能伊敏电厂 内蒙古呼伦贝尔市 021130）
摘要：本文通过对华能伊敏电厂两台600MW亚临界燃煤机组一次调频的组态分析，来阐述一次调频功能实现的方式和过程，并对一次调频在投入过程中存在的问题进行了分析，同时从侧面说明了一次调频功能的投入对电网安全稳定运行的重要性。
关键词：DCS；CCS；DEH；一次调频
为了保证电网的安全经济运行，提高电能质量和电网频率的控制水平，迅速消除由于电网负荷变化而引起的频率波动，电网对机组的一次调频要求越来越高。这就需要我们对一次调频的控制策略进行不断优化，通过试验选出最佳投入方式，同时兼顾CCS的控制要求，并结合机组的实际运行工况设置合理的一次调频参数，使机组即能满足对电网频率变化的快速响应，又能保证机组的安全稳定运行。
1、一次调频要求
只要是在电网中并列运行的机组，任何时候汽轮机的转速都是同步的。同时我们知道电能是不能存储的，电网中的总的发电负荷与用户的实际用电量是平衡的，当用户用电量发生变化时，电网的电负荷改变，引起电网频率变化时，电网中全部并列运行的机组均自动的按其静态特性承担一定的负荷变化以减少频率的变化，这种功能就叫做一次调频。那么现实中一次调频功能是靠机组的蓄热能力和调节汽轮机调门的开度来快速响应电网周波的变化来实现。一次调频是一种有差调节，不能使电网频率完全恢复，只能使电网频率稳定在静态特性规定的偏差范围内，缓和电网频率的改变程度。机组参与一次调频的程度取决于汽轮机调节系统速度变化率（调节系数）和不灵敏度（频差死区）。速度变化率反应了机组一次调频的能力，而频差死区则反应了系统一次调频作用的起点。
稳定性：这是一次调频功能投入的基础。如一次调频投入后反倒影响机组的安全稳定运行，不但没有起到应有的作用反而会扩大了电网事故。所以为了保证一次调频投入后机组的稳定运行，当电网频率基本稳定在额定值时，机组对频率的微小波动不产生调节作用，因此在额定转速附近设置了频差死区。一般死区为±2rpm。而机组调速系统的速度变化率也是保证一次调频安全投入的重要参数，机组调速系统的速度变动率（δ）是指机组调节系统给定值不变的情况下,机组功率由零至额定值对应的转速变化量（Δn）与额定转速（n0）的比值。大型火电机组的速度变化率一般取4%—5%（伊敏电厂为4%）。一次调频参数的选择与机组的稳定密切相关，如死区和速度变化率设置过大，机组的稳定性虽然提高了，但是对电网的调频的作用却大大减小了，所以参数的整定应当兼顾机组稳定性和一次调频的响应速度。
快速性：它表征了一次调频的特性。主要是指电网频率偏移后负荷变化的响应滞后时间和稳定时间。一般响应时间小于3s，稳定是时间小于1min。
负荷调整范围：参与一次调频的负荷调整范围为机组核定的正常运行出力范围，伊敏电厂两台机组最大负荷调整限幅为±36MW。
2、一次调频函数的确定
图1（机组一次调频特性曲线）
当汽机调节系统的速度变化率和频差死区确定后，一次调频函数曲线也随之确定。这时频差的变化和一次调频因子的数值的关系是线性的，实现一次调频参数设置的方法有很多，伊敏电厂采用的是ABB公司（symphony）组态软件中的函数发生器f（x）进行一次调频参数的设置。如（表1）所示为一次调频的函数设置，（图1）为在此函数设置下的带死区双向限幅的一次调频特性曲线。
4、一次调频投入存在问题分析及改善方法
目前在电网中运行的机组都要求投入一次调频功能，投入后确实能起到减缓电网频率偏离的作用，同时也存在一些问题。有的机组死区、速度变化率设置不当，调门动作存在速率限制等，造成一次调频响应缓慢、调整负荷不足、回调时甚至根本不动作。还有机组CCS侧与DEH侧一次调频动作不同步，这主要是两侧所取的频差信号不一致。或者是机跟炉的协调方式，一次调频动作后机前压力波动大，使调门快速回调保压，造成负荷的摆动。
影响负荷响应速度的主要因素是锅炉的延迟特性、蓄热能力。锅炉的燃烧过程具有较大的延时和惯性，而蓄热能力决定了机组相应负荷变化的持续性。所以要提高响应速度我们可以适当超调锅炉的燃烧率，使锅炉热负荷快速跟上电负荷的变化要求，并使机前压力快速恢复，超调的实现可以在通过负荷指令的前馈作用来完成。蓄热能力可以通过CCS+DEH控制方式延长调门打开时间来实现。
5、一次调频的重要作用
电网频率是电能质量和电网稳定运行的重要指标，反映了电力系统供需能量的平衡状态，当系统内供电量与用电量失衡时，电网频率发生偏移，这对需求侧用户和发电机组的危害很大，轻则曾加耗能，重则造成设备的损坏甚至电网瘫痪，而一次调频就是稳定电网频率的重要手段。
6、结束语
目前伊敏发电厂全部四台机组均已投入一次调频功能。所以无论机组容量、型式各异，只要一次调频控制策略得当，根据机组的实际情况合理选择一次调频参数，就能在保证机组安全稳定运行的基础上，充分发挥一次调频的作用，同时也能增强机组在电网中的竞争力。
论文作者:李刚
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/16
标签：机组论文; 电网论文; 负荷论文; 频率论文; 死区论文; 伊敏论文; 稳定论文; 《电力设备》2017年第32期论文;