楊 勇

神華國華國際電力股份有限公司北京熱電分公司

供熱機組一次調(diào)頻功能優(yōu)化

楊 勇

神華國華國際電力股份有限公司北京熱電分公司

介紹了神華國華北京熱電分公司兩臺抽汽供熱機組的控制基本結(jié)構(gòu)及原一次調(diào)頻設計方案中的不足之處，經(jīng)過認真的分析和討論，制定了機組的一次調(diào)頻功能優(yōu)化方案并施行，得到了預期的效果。

一次調(diào)頻；頻率；轉(zhuǎn)速；優(yōu)化

1 概述

神華國華北京熱電機組現(xiàn)有兩臺200MW燃煤供熱機組，為兩爐一機配置，機組DCS控制及DEH控制分別為ABB公司的PROCONTRAL-P14、P13控制系統(tǒng)。兩者通過冗余結(jié)構(gòu)的通訊方式實現(xiàn)機組控制，通訊結(jié)構(gòu)見下圖1。

圖1 DCS與DEH通訊結(jié)構(gòu)

從上圖1我們可以看出，DCS與DEH的通訊是通過P14的通訊模件88QT03、88QB03及P13的通訊模件70BT01實現(xiàn)的，DCS側(cè)的兩塊通訊模件88QT03、88QB03分別位于兩個多功能處理站CJK01、CJK02的站內(nèi)總線上，兩個多功能控制站又分別通過站通訊模件實現(xiàn)與P14遠程總線的通訊。DEH側(cè)的兩塊通訊模件70BT01再分別通過P13的站總線實現(xiàn)與其CPU模件70PR05的通訊。

2 原機跟爐方式下一次調(diào)頻設計方案及存在的問題

圖2、圖3分別為機跟爐方式下的協(xié)調(diào)CCS部分和DEH部分的一次調(diào)頻設計方案。在CCS部分機組功率設定指令中疊加了由汽機轉(zhuǎn)速差計算的一次調(diào)頻功率指令，并可通過運行人員的手動操作選擇死區(qū)調(diào)頻和線性調(diào)頻兩種模式，且該功能必須在爐跟機方式下才能投入；DEH部分設置速度不等率5%，計算得出的轉(zhuǎn)速差直接控制閥門開度。

因此我們可以看出原一次調(diào)頻方案存在著以下問題：

1）原設計方案中機組必須在爐跟機運行方式下才能投入，但目前機組經(jīng)常在機跟爐方式下運行。

2）原設計方案中有死區(qū)調(diào)頻和線性調(diào)頻兩種方式，而目前按照華北電網(wǎng)要求應為死區(qū)調(diào)頻，死區(qū)范圍為2rpm。

3）原設計方案中在機前壓力設定回路中未設計修正回路，這樣必將造成當一次調(diào)頻動作時，調(diào)頻指令使汽機閥門快速動作，造成機前壓力迅速變化，而此時的壓力設定值若不進行修正則必然會導致閥門的動作遲緩或動作后又快速拉回原位。

4）原設計方案中未設計機組頻差信號異常切除一次調(diào)頻的功能，這樣若頻差信號故障必將會導致機組一次調(diào)頻誤動。

5）原設計方案中DEH的機組速度不等率設定為5%，但是根據(jù)實際動作情況看速度不等率偏大。

6）CCS側(cè)使用的轉(zhuǎn)速差信號靈敏度不夠：即汽機轉(zhuǎn)速信號與實際的電網(wǎng)頻率信號對應關系不嚴格一致。

圖2 優(yōu)化前CCS側(cè)一次調(diào)頻方案

圖3 優(yōu)化前DEH側(cè)一次調(diào)頻方案

3 對原一次調(diào)頻方案的優(yōu)化

針對以上原設計方案中的不足，我們做了以下優(yōu)化：

3.1 取消CCS側(cè)必須在爐跟機方式下才能投入一次調(diào)頻的限制，根據(jù)規(guī)定的要求，一次調(diào)頻必須全程投入，不受調(diào)節(jié)方式變化的影響。

3.2 在取消上述條件后，增加機組頻差信號故障后切除一次調(diào)頻的功能，保證機組的安全穩(wěn)定運行。

3.3 如圖4所示，取消CCS側(cè)死區(qū)調(diào)頻和線性調(diào)頻兩種方式的切換，將該功能鎖定為死區(qū)調(diào)頻，并將原來的由轉(zhuǎn)速差信號計算頻差改為由精度達到0.2級的頻率變送器計算頻差指令，該指令的函數(shù)關系如表1所示：死區(qū)0.016HZ、調(diào)頻幅度2MW/0.016HZ。采用死區(qū)調(diào)頻既可以滿足電網(wǎng)的頻率調(diào)整要求，又減少機組不必要的負荷波動。

圖4 優(yōu)化后CCS側(cè)一次調(diào)頻方案

表1 優(yōu)化后頻差與CCS負荷指令對應關系

3.4 如圖5所示，增加機前壓力的一次調(diào)頻設定值修正回路，保證在機組一次調(diào)頻動作時不發(fā)生由于機前壓力波動造成的動作遲緩或反調(diào)。該修正函數(shù)關系如表2所示。

3.5 針對實際機組的速度不等率達不到5%，修改DEH的速度不等率參數(shù)設定值為3.333%。

表2 優(yōu)化后頻差與機前壓力設定值修正量對應關系

圖5 優(yōu)化后DEH側(cè)一次調(diào)頻方案

4 優(yōu)化后的效果分析

圖6、圖7分別為機組的一次調(diào)頻功能優(yōu)化前后的動態(tài)試驗曲線，從試驗曲線中我們可以看出經(jīng)過優(yōu)化后的機組一次調(diào)頻性能得到明顯的改善，實際響應延遲時間在3秒以內(nèi)，實際速度不等率小于5%，一次調(diào)頻功能優(yōu)化后效果良好，滿足了電網(wǎng)的要求。

圖6 一次調(diào)頻功能優(yōu)化前動態(tài)試驗曲線

圖7 一次調(diào)頻功能優(yōu)化后動態(tài)試驗曲線

5 結(jié)語

一次調(diào)頻主要是調(diào)節(jié)電網(wǎng)中的快變負荷分量，隨著電網(wǎng)的大型化，如發(fā)生突發(fā)性事故造成負荷大的擾動時只有通過所有并網(wǎng)機組的共同努力才能達到保證電網(wǎng)頻率質(zhì)量的目的，我們通過不斷的優(yōu)化使我廠的機組一次調(diào)頻性能得到了改善，直到滿足電網(wǎng)的要求，為電網(wǎng)運行的安全貢獻了我們的力量。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.22.053

楊勇.男，1980年1月出生，本科，工程師，2002年至今從事火力發(fā)電廠熱控維護工作。