摘要：火電機組一次調(diào)頻是電網(wǎng)頻率穩(wěn)定的有力和優(yōu)質(zhì)支撐，因此調(diào)度對機組一次調(diào)頻的作用極其重視。但火電機組的一次調(diào)頻控制存在頻率測量不精確，控制受機組不同負荷工況影響大等問題。本文通過在控制的測量與策略進行技術改造，達到了較理想的一次調(diào)頻控制品質(zhì)，可對一次調(diào)頻優(yōu)化提供較好的參考作用。

關鍵詞：火電機組一次調(diào)頻;控制品質(zhì);技術改造;頻率測量;控制優(yōu)化

1 概述

某電廠2臺300MW機組在投入一次調(diào)頻控制后，在云南調(diào)度控制中心輔助服務考核[1][2]中是處于被考核最嚴重的廠之一，經(jīng)對機組的一次調(diào)頻控制系統(tǒng)問題進行分析，主要存在如下問題：

（1）一次調(diào)頻的調(diào)頻指令形成信號-機組頻率采用汽機轉(zhuǎn)速信號的精度問題。DEH三選信號[3]的測量精度目前僅為1轉(zhuǎn)/分鐘，在低轉(zhuǎn)速偏差時形成的一次調(diào)頻動作量誤差很大，如：除去2轉(zhuǎn)/分鐘頻率偏差死區(qū)后，若汽機轉(zhuǎn)速為3003轉(zhuǎn)/分鐘時，5%調(diào)差系數(shù)時的調(diào)頻功率指令為-2MW，實際計算調(diào)頻功率指令因測量誤差可能為0，顯然不合格;若汽機轉(zhuǎn)速為3004轉(zhuǎn)/分鐘時，5%調(diào)差系數(shù)時的調(diào)頻功率指令為-4MW，實際計算調(diào)頻功率指令因測量誤差可能為-2MW，加之負荷調(diào)節(jié)有響應時間，也很難達到要求的50%調(diào)頻電量。低于額定轉(zhuǎn)速的一次調(diào)頻也類似。

（2）一次調(diào)頻在不同的工況時，機組主汽壓力對負荷閉環(huán)調(diào)節(jié)的響應影響很大，導致為滿足額定壓力的負荷控制不超調(diào)、振蕩，在低壓力時的負荷自動控制較慢，影響了一次調(diào)頻的考核指標。

（3）在鍋爐側(cè)的主要自動未投入、投好時，主汽壓力控制不佳，在機組一次調(diào)頻負荷響應時，因壓力朝相反方向變化，抵消了機組負荷控制的快速響應能力，導致一次調(diào)頻的調(diào)節(jié)指標變差。

（4）機組的DEH汽機調(diào)門為進一步提高機組的經(jīng)濟性進行了開度的優(yōu)化，致響應機組開度流量線性化變差，負荷響應變慢。

2 解決方案

（1）針對問題1。選用升級版的DEH轉(zhuǎn)速卡件更換老的轉(zhuǎn)速卡，使轉(zhuǎn)速測量進入DCS系統(tǒng)后達到0.001轉(zhuǎn)/分鐘的計算精度，大幅提高調(diào)頻功率指令精度，滿足規(guī)定與實際要求。若采用機組頻率變送器，現(xiàn)在市面上的頻率變送器精度最高為0.2%量程，量程一般在45-55Hz，計算出的頻率精度為0.02Hz即1.2轉(zhuǎn)/分鐘，計算的一次調(diào)頻功率指令誤差仍然很大，不能滿足一次調(diào)頻指令精度要求。

（2）針對問題2。采用機組主汽壓力自適應[4]的負荷控制方法，補償主汽壓力變化對負荷控制的影響，保證一次調(diào)頻控制品質(zhì)在不同壓力工況下的一致性。

（3）針對問題3。采用快速自適應燃煤熱值的協(xié)調(diào)控制策略[5]及磨煤機模擬風量自動控制方法[6]，解決目前機組因磨煤機風量測量不準，導致的磨風量自動不能投入影響燃料調(diào)節(jié)中燃燒滯后加大，影響協(xié)調(diào)控制的調(diào)節(jié)品質(zhì);采用軟測量的快速燃煤熱值協(xié)調(diào)控制新技術，極大解決了各種煤參燒的燃煤熱值變化大及因磨煤系統(tǒng)堵煤引起的給煤控制變化大的擾動，相關技術已經(jīng)成功應用在多個電廠。

（4）針對問題4?；謴?68小時試運的汽機調(diào)門曲線線性修正函數(shù)，以提高機組調(diào)門的負荷響應快速性與線性化。

3 改造實施內(nèi)容

3.1轉(zhuǎn)速卡的更換與測試

針對1號機組，升級轉(zhuǎn)速卡及配套的機架與連接件，并配置了DEH組態(tài)軟件，進行了相關的轉(zhuǎn)速精度測試和OPC、超速保護等測試，測試表明轉(zhuǎn)速計算精度為0.001RPM，實際測量誤差為0.150RPM，精度滿足一次調(diào)頻控制的需要。

3.2 控制邏輯修改

3.2.1 主汽壓力自適應機組功率調(diào)節(jié)的改進

進行了機組功率調(diào)節(jié)的的主汽壓力自適應的技術改進。通過改進，可使機組功率閉環(huán)PID調(diào)節(jié)在不同的主汽壓力下，保持機組負荷調(diào)節(jié)品質(zhì)的一致性和高品質(zhì)，使機組的一次調(diào)頻的快速響應能力在影響最大的主汽壓力參數(shù)變化后仍然得到保證。

3.2.2 快速自適應燃煤熱值的協(xié)調(diào)控制策略的改進

進行了鍋爐燃料調(diào)節(jié)的快速燃煤熱值自適應改進。燃煤熱值軟測量方法可極大提高響應時間，燃煤熱值可20秒開始響應燃煤的變化，燃料調(diào)節(jié)可在2-4分鐘響應完成燃煤熱值變化的擾動，極大提高機組供煤品質(zhì)的多變與摻燒的協(xié)調(diào)控制適應能力。

進行了協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的控制策略的改進。在鍋爐能量需求中，增加了壓力偏差及微分的補償，使機組的協(xié)調(diào)控制過程中主汽壓力控制更快、偏差更小，進一步加強機組一次調(diào)頻控制的精度與快速性。

4 投用與分析

在機組的AGC投入后，從圖1的機組負荷控制可看出：1、機組轉(zhuǎn)速測量可精確、靈敏地變化，機組的一次調(diào)頻量功率值能準確靈敏的隨著機組轉(zhuǎn)速及時形成并疊加在機組的負荷指令上;2、機組功率控制因引入了壓力自適應，在機組各不同主汽壓力負荷階段，機組的負荷控制穩(wěn)定、快速，從而提高了機組的一次調(diào)頻考核的指標，也提高了機組AGC的負荷控制快速性與控制精度指標，即使因機組鍋爐側(cè)原因未投入燃料、氧量風量、一次風壓力等自動控制，機組的一次調(diào)頻與AGC指標也能顯著改善;3、機組協(xié)調(diào)控制的關鍵參數(shù)熱量信號計算與整定準確，不會因機組調(diào)門開度變化引起機組壓力變化的擾動而變化;4、在機組鍋爐主要自動投入后，機組的主汽壓力控制精度能進一步提高，可進一步改善機組的負荷控制品質(zhì)。

5 結(jié)論

通過在某燃煤機組的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中實施了的快速煤質(zhì)自適應控制、壓力自適應機組功率控制等新技術，在燃料自動控制中實施燃煤的快速煤質(zhì)軟測量新技術，在磨的風量控制中實施了磨的模擬風量測量與控制等新技術，結(jié)合機組DEH轉(zhuǎn)速卡的升級改造達到高精度的一次調(diào)頻頻率的測量運算，實現(xiàn)了機組一次調(diào)頻與AGC控制品質(zhì)的大幅提高，極大減少了機組的輔助服務的電量考核，達到了升級改造目的。

參考文獻：

[1]南方區(qū)域發(fā)電廠并網(wǎng)運行管理實施細則[Z].2017.

[2]南方區(qū)域并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務管理實施細則[Z].2017.

[3]趙志剛. 淺析熱電廠DEH系統(tǒng)功能與調(diào)試[J].能源與節(jié)能，2016，12.

[4]劉友寬，劉偉. DEB協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)模擬試驗及應用[J].云南電力技術，2004，01.

[5]劉友寬，潘巾杰，田沛，趙永輝，朱全聰. 煤質(zhì)自適應校正方案建模仿真[J].熱力發(fā)電，2014，01.

[6]劉友寬，盧勇，蘇適，董均宇. 煤質(zhì)自適應的火電機組AGC控制仿真與應用[J].云南電力技術，2010，02.

作者簡介：

趙森，男，助理工程師，主要從事火電廠發(fā)電運行、工程、燃料及綜合事務管理工作。