（华能嘉祥发电有限公司 山东济宁 272400）
摘要：“十三五”期间，山东电网进入以“特高压”为特征的快速发展期，根据国网统一规划，伴随着“东纵”（锡盟——济南）、“北横”（榆横——潍坊）特高压交流工程于2016年、2017年的分别投产，至2020年，山东电网接受外来输电约占全山东电网的50%以上。同时网内风电、光伏新能源以及核电在电源结构中的占比持续攀升，系统传动惯量以及频率、电压调节能力总体承下降趋势，安全基础不断削弱，作为电网调频调峰主力的火电机组的性能得到日益重视，山东电网至2014年六月已对火电机组小扰动开始考核，并计划开展对大扰动的远程测试，实现对火电机组一次调频的全程监控
关键词：一次调频；火电机组；影响因素；解决方案；
1 有关概念
一次调频:机组并网运行时,受外界负荷变动影响,电网频率发生变化,这时,各机组的调节系统参数与调节作用,改变各机组所带的负荷,使之与外界负荷相平衡.同时,还尽力减少电网频率的变化,这一过程即为一次调频.简而言之，即是汽轮机调速系统根据电网频率的变化，自发的进行调整机组负荷以恢复电网频率的过程。
2 验收标准
目前，山东电网按照Q/GDW669-2011《火力发电机组一次调频试验导则》技术标准中要求的动态指标及参与一次调频机组的负荷变化幅度，进行修后验收。
3 考核标准
一次调频的考核自2014年六月就开始了，山东电力调度控制中心开发了一次调频性能考核系统，与调度计划系统、EMS/WAMSD5000实时库系统、PMU实时库系统实现数据交换，完成对应机组的频率、有功等测点信息的定义在WAMS系统遥测定义表中。根据WAMS中定义遥测信息，从PMU实时数据库中获取一次调频扰动计算的频率、有功、转速及一次调频前后的指令等遥测数据。进而进行有效的识别后，分别进行考核。
4 影响因素
机组大修后，一次调频试验验收基本是合格的，原因是这些试验都是在额定工况进行的，故一次调频合格率得到了保证。但机组正常运行时，由于设备改造后性能改变、自动调节未能及时优化、运行人员的水平参差不齐以及节能小指标等各种因素的影响，仍存在诸多问题。主要原因如下：
1）机组改造影响：由于机组的高背压改造、通流改造以及油动机的解体维修等，致使汽轮机的在原有工况下，汽轮机调门的特性曲线与修前有异，调节品质发生了较大的变化。
2）数据不同源对一次调频的影响：调度考核用的PMU上传频率、功率等信号，而机组DCS调频用的则是汽轮机本身测量用的转速信号或或者精度0.5的频率变送器送出的4~20mA电流信号，数据来源存在较大偏差。
3）信号的精度不同：一次调频考核用的PMU上传的高精度信号，信号精度为0.01级，而DCS控制用的频率信号是有0.2级，且量程为45HZ~55HZ的频率变送器将主变PT机端电压转变而来的4~20mA信号，经DCS、DEH通道送人，或者是汽轮机转速信号有转速卡转换而来。其精度大于0.5级，致使信号从根源上造成一次调频可控性降低。
4）汽轮机调门的自身问题：由于汽轮机调门的解体或更换，造成汽机调门响应速度与阀门流量特性曲线不匹配，致使机组负荷正常运行时处于小幅抖动状态，对机组一次调频相应不及时、超调，甚至形成反调现象。当电网频差超过设定死区时，一次调频小频差变动根本反映不出负荷变化。
5）CCS及DEH控制逻辑的影响：有些机组控制逻辑参数设置不合理，缺乏限幅逻辑或设置函数曲线斜率小区间过大或者机组符合前馈过大，当一次调频动作时造成严重超调现象，致使负荷控制发散，危及机组安全运行等。
6）AGC与一次调频的互扰：当一次调频指令与AGC指令同向重叠时，将产生过调现象，反之，则产生欠调现象；一些电厂为了追求AGC指标，将汽机主控制器调的过快，在一次调频动作幅度大时，造成机组控制发散，甚至失控。
5 解决方案
1）更换高精度频率变送器：在主变高压侧增加三台0.2级，量程为49.5HZ~50.5HZ频率变送器，分别送入DEH控制系统三块不同的AI卡件，在DEH逻辑做三取中，分三路分别用于DEH控制自动调节；CCS协调控制；上传至PMU，这样能做到一次调频数据同源，但合格率不稳定，波动较大。
2）函数修正：将一次调频转速死区调小，如某电厂将一次调频死区调整为1.8转，将一次调频函数曲线调整为12段函数。如下表。
此方案虽能满足一次调频要求，但调频动作过于频繁，无效扰动站扰动量的90%以上。且对汽轮机调门造成频繁冲击，有可能造成调门弹簧疲劳断裂现象。
3）设置逻辑闭锁：当一次调频动作时，为保一次调频合格，闭锁AGC指令，确保一次调频动作合格及机组调节的稳定性。
4）增加NX-PFR一次调频智能控制装置：该装置采用嵌入式系统设计，采用高频、高精度传感器，可实现对电网频率信号的高频率、高精度采集；同时采用基于电网功率变化动态调整的先进控制策略，控制逻辑置于装置内部，可实现信号采集和控制的无缝链接，直接输出控制指令。采用高性能双核CPU，32位ARM处理器和32位浮点数字信号处理器，功能合理分布，结构紧凑，可实现高性能、高可靠性长周期连续运行；采用16位高精度A/D转换、模拟通道高速同步采样控制计算、自动频率跟踪；一次调频智能控制装置冗余配置，独立运算后送入DCS/DEH控制系统，针对电网不同频差采用不同的动作幅值，有效扑捉一次调频元素，既能保证一次调频动作合格率，又能有效的降低一次调频动作次数。消除了一次调频对AGC指标的影响，提高机组运行的经济性、可靠性，确保电网和机组的协调运行，实现网源供应。
下表和趋势图为淄博电厂NX-PFR一次调频智能控制装置改造前、后的动作情况对比
6 结语
随着电力新时代的发展，一次调频问题欲显突出，管理与考核更加严格。仅将自己对一次调频这点浅薄的认识书写出来，与同仁共享。
参考文献：
[1]山东电网一次调频分析与对策报告,2016-4,李军
[2]火力发电机组一次调频试验导则，2011-11-18.（Q/GDW669-2011）
[3]火力发电厂热工自动化系统可靠性评估技术导则，2012-07-01.（DL/T261-2012）
[4]火电厂热工自动化系统试验（朱北恒）。北京：中国电力出版社2007
[5]南定热电-一次调频工作汇报，2016-4,张洵
[6]火力发电厂分散控制系统技术条件，2008-11-01.（DL/T1082-2008）
论文作者:常咸伟,尚洪奎,秦向辉
论文发表刊物:《电力设备》2016年第23期
论文发表时间:2017/1/16
标签：机组论文; 电网论文; 频率论文; 汽轮机论文; 调门论文; 信号论文; 山东论文; 《电力设备》2016年第23期论文;