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摘 要:本文主要针对某发电厂330MW火电机组一次调频反应速度较慢,设定值及调频幅度偏差较大问题,进行了具体的分析,并究其原因提出了相应的优化方案。通过试验结果证明数字式电液控制系统(DEH)一次调频存在着相对严重的调频速率及幅度的问题。经参数优化调整后,问题得到了有效的解决。
关键词:火电机组 一次调频 优化方案
引言:
在当前的用电规模不断扩大过程中,针对电力系统是否能够保持常态的稳定性成为了其工作的重点。为了有效的保障人们用电的正常稳定,提升电网质量和频率的控制标准,减少由于负荷问题而引起的频率不稳定现象。对于机组调频的要求标准变得越来越高。由于数字式电液控制系统的生产商的多样化,导致其功能参数也不一样,因此,在具体的工作中,在应用的过程中需要不断的调整磨合,才能满足相关标准要求。
一、机组一次调频功能基本参数
依照Q/GDW 669-2011《火力发电机组一次调频试验导则》对于一次调频的投入使用规定;一次调频功能实现主要是由数字式电液控制系统(DEH)结合分散式控制系统(DCS)。根据电网频率的变化情况,通过相应的调整曲线方式,进行具体的负荷调整措施。其设计方法是将频率信号叠加于汽轮机调速汽门指令上,从而可有效的保障一次调频的速度反应效率。在此情况下,为了有效避免超负荷现象出现,增加分散式控制系统(DCS)的频率校正回路;当机组工作处于自动发电控制(AGC)或协调方式时,由数字式电液控制系统(DEH)结合分散式控制系统(DCS)配合完成一次调频工作。由于相关因素的影响,本次试验则主要针对数字式电液控制系统(DEH)进行单独的优化调整。当转速差值通过函数f(x)时,会被转变成相应的功率输出;其中函数的上下限规定调频死区不得超过2r/min,转速不等率要在5%左右,调频限制幅度为26.4MW。且将调频的输出功率与机组负荷指令相叠加,保障调频的反应机制。
二、分析机组一次调频功能试验过程及结果
针对性的选取典型号机组为试验研究对象,其机组的实际负荷为80%的额定工况,采用DEH顺序阀的手动控制运行方式,机组定压运行。采用强制的系统转速信号,转速上升或下降10r/min,此时的负荷变化响应时间为3s以内,功率变化的最大值为11MW,处于调频顶峰值的时间为75s。
对于主要的数据参数变化程度不大。依据Q/GDW 669-2011《火力发电机组一次调频试验导则》规定,燃煤机组达到 75 %目标负荷的时间应不大于 15s ,达到 90 %目标负荷的时间应不大于 30s;但此次试验结果未达到相应的标准范围。据图1 的相应趋势分析可知,如果机组发生阶跃性转速偏差,且f(x)函数的相应输出功率未在机组负荷指令上发生阶跃性叠加;那么就可能因为其长时间的滞后导致调频动作迟缓。通过具体分析后,发现其主要原因是因为函数f(x)存在相应的滞后模块,且滞后时间设置较长。针对机组的运行压力主要包括定压和滑压,不管是哪种方式在工作时,都会随着机组运行负荷变化而变化。在同样的频率变化量中,两种压力下的汽机调门的快速前馈量是一致的。这导致其在不同负荷阶段中,负荷量的产生不一致。所以,其一次的调频负荷动作量满足不了相关的标准要求。
三、优化DEH一次调频具体方法
经人工设定限制机组的负荷上/下限范围,防止负荷在行上/下限边缘运行过程中,调频动作超出其负荷限制标准。对于当前的一次调频系统,其主要是经叠加的负荷控制输出调频动作量实现机组增或减负荷功能,即一次调频动作结束,叠加量消失,系统自动将负荷恢复到动作前负荷点,短时间内完成一次负荷先增后减或先减后增,影响机组安全运行。因此,在设计时要考虑在一次调频动作后,从当前负荷点进行调频增或减负荷量叠加控制,以此实现相应的负荷功能运作,可有效的减轻一次调频对机组负荷的影响,为机组的安全运行做好基础保障。通过对本次一次调频实验结果分析,确定机组优化方案。1、优化其一次调频逻辑中的滞后模块;将其超前时间从2秒改成0秒,滞后时间从15秒改成1秒。2、改变其调频函数,将其由(±2,0)(±4,±4.5)(±8,±20)改成由(±2,0)(±3,±4.4)(±4,±6.6),(±14,±26.4)使其与负荷的快速线性响应频率一致。3、改变一次调频输出负荷增益,保持其与典型额定工况下的压力流量相适应。做到一次调频负荷输出标准要求。在经过优化后,又进行了一次相同的试验,当转速阶跃性变化上升或下降14r/min时,其负荷变化响应时间在3s之内;此时的功率最大变化值为28MW,调峰值达到的时间为18s。这些数据与Q/GDW 669-2011《火力发电机组一次调频试验导则》相关要求基本吻合。
四、结束语:
经过对相应的火电机组DEH行具体的实验后,针对一次调频逻辑进行的相应的分析,并对其中的相关细节性偏差进行对应的优化处理。通过对优化后的机组进行相应实验后发现,其各项数据都基本达到了相关的管理规定要求。经过优化后,一次调频逻辑负载适应能力,系统的响应速度,等各方面都有了良好的改善。而且在以后的工作中,还会不断的针对其具体的运行环境行针对性的优化。力求保持调频动作的稳定性和可靠性;推动电网工作的稳定常态化运作。
参考文献:
[1]赵军,云-广特高压直流输电滤波电容器[J],电力电容器与无功补偿2010,31(1):48-49.
[2] 王云,邢维宪.浅析串联补偿电容装置不平衡电流的测试[J]高压电器,2009,45(6):87-90.
[3] 张永军,陈波,火电机组一次调频性能分析及优化,[J]浙江电力, 2010,(09),31-35
[4] 李卓霖,大型火电机组一次调频控制策略的优化,[J]发电设备, 2011,(02),131-133
[5] 王瑞,张军,李昱,330MW火电机组一次调频分析与优化,[J]宁夏电力,2013,(03),46-49
关键词:火电机组 一次调频 优化方案
引言:
在当前的用电规模不断扩大过程中,针对电力系统是否能够保持常态的稳定性成为了其工作的重点。为了有效的保障人们用电的正常稳定,提升电网质量和频率的控制标准,减少由于负荷问题而引起的频率不稳定现象。对于机组调频的要求标准变得越来越高。由于数字式电液控制系统的生产商的多样化,导致其功能参数也不一样,因此,在具体的工作中,在应用的过程中需要不断的调整磨合,才能满足相关标准要求。
一、机组一次调频功能基本参数
依照Q/GDW 669-2011《火力发电机组一次调频试验导则》对于一次调频的投入使用规定;一次调频功能实现主要是由数字式电液控制系统(DEH)结合分散式控制系统(DCS)。根据电网频率的变化情况,通过相应的调整曲线方式,进行具体的负荷调整措施。其设计方法是将频率信号叠加于汽轮机调速汽门指令上,从而可有效的保障一次调频的速度反应效率。在此情况下,为了有效避免超负荷现象出现,增加分散式控制系统(DCS)的频率校正回路;当机组工作处于自动发电控制(AGC)或协调方式时,由数字式电液控制系统(DEH)结合分散式控制系统(DCS)配合完成一次调频工作。由于相关因素的影响,本次试验则主要针对数字式电液控制系统(DEH)进行单独的优化调整。当转速差值通过函数f(x)时,会被转变成相应的功率输出;其中函数的上下限规定调频死区不得超过2r/min,转速不等率要在5%左右,调频限制幅度为26.4MW。且将调频的输出功率与机组负荷指令相叠加,保障调频的反应机制。
二、分析机组一次调频功能试验过程及结果
针对性的选取典型号机组为试验研究对象,其机组的实际负荷为80%的额定工况,采用DEH顺序阀的手动控制运行方式,机组定压运行。采用强制的系统转速信号,转速上升或下降10r/min,此时的负荷变化响应时间为3s以内,功率变化的最大值为11MW,处于调频顶峰值的时间为75s。
对于主要的数据参数变化程度不大。依据Q/GDW 669-2011《火力发电机组一次调频试验导则》规定,燃煤机组达到 75 %目标负荷的时间应不大于 15s ,达到 90 %目标负荷的时间应不大于 30s;但此次试验结果未达到相应的标准范围。据图1 的相应趋势分析可知,如果机组发生阶跃性转速偏差,且f(x)函数的相应输出功率未在机组负荷指令上发生阶跃性叠加;那么就可能因为其长时间的滞后导致调频动作迟缓。通过具体分析后,发现其主要原因是因为函数f(x)存在相应的滞后模块,且滞后时间设置较长。针对机组的运行压力主要包括定压和滑压,不管是哪种方式在工作时,都会随着机组运行负荷变化而变化。在同样的频率变化量中,两种压力下的汽机调门的快速前馈量是一致的。这导致其在不同负荷阶段中,负荷量的产生不一致。所以,其一次的调频负荷动作量满足不了相关的标准要求。
三、优化DEH一次调频具体方法
经人工设定限制机组的负荷上/下限范围,防止负荷在行上/下限边缘运行过程中,调频动作超出其负荷限制标准。对于当前的一次调频系统,其主要是经叠加的负荷控制输出调频动作量实现机组增或减负荷功能,即一次调频动作结束,叠加量消失,系统自动将负荷恢复到动作前负荷点,短时间内完成一次负荷先增后减或先减后增,影响机组安全运行。因此,在设计时要考虑在一次调频动作后,从当前负荷点进行调频增或减负荷量叠加控制,以此实现相应的负荷功能运作,可有效的减轻一次调频对机组负荷的影响,为机组的安全运行做好基础保障。通过对本次一次调频实验结果分析,确定机组优化方案。1、优化其一次调频逻辑中的滞后模块;将其超前时间从2秒改成0秒,滞后时间从15秒改成1秒。2、改变其调频函数,将其由(±2,0)(±4,±4.5)(±8,±20)改成由(±2,0)(±3,±4.4)(±4,±6.6),(±14,±26.4)使其与负荷的快速线性响应频率一致。3、改变一次调频输出负荷增益,保持其与典型额定工况下的压力流量相适应。做到一次调频负荷输出标准要求。在经过优化后,又进行了一次相同的试验,当转速阶跃性变化上升或下降14r/min时,其负荷变化响应时间在3s之内;此时的功率最大变化值为28MW,调峰值达到的时间为18s。这些数据与Q/GDW 669-2011《火力发电机组一次调频试验导则》相关要求基本吻合。
四、结束语:
经过对相应的火电机组DEH行具体的实验后,针对一次调频逻辑进行的相应的分析,并对其中的相关细节性偏差进行对应的优化处理。通过对优化后的机组进行相应实验后发现,其各项数据都基本达到了相关的管理规定要求。经过优化后,一次调频逻辑负载适应能力,系统的响应速度,等各方面都有了良好的改善。而且在以后的工作中,还会不断的针对其具体的运行环境行针对性的优化。力求保持调频动作的稳定性和可靠性;推动电网工作的稳定常态化运作。
参考文献:
[1]赵军,云-广特高压直流输电滤波电容器[J],电力电容器与无功补偿2010,31(1):48-49.
[2] 王云,邢维宪.浅析串联补偿电容装置不平衡电流的测试[J]高压电器,2009,45(6):87-90.
[3] 张永军,陈波,火电机组一次调频性能分析及优化,[J]浙江电力, 2010,(09),31-35
[4] 李卓霖,大型火电机组一次调频控制策略的优化,[J]发电设备, 2011,(02),131-133
[5] 王瑞,张军,李昱,330MW火电机组一次调频分析与优化,[J]宁夏电力,2013,(03),46-49