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        關(guān)于頻率閉鎖機組啟停的分析及其處理

        2019-12-02 07:36:04白云飛李廣亮
        水電站機電技術(shù) 2019年11期

        白云飛,李廣亮

        (華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司,浙江 天臺317200)

        1 引言

        桐柏抽水蓄能電站位于浙江省天臺縣,安裝4臺單機容量為300 MW的立軸混流可逆式水輪發(fā)電機組,以兩回500 kV出線接入華東電網(wǎng),在電網(wǎng)承擔(dān)調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相以及事故備用等作用。抽水蓄能機組有停機、水輪機、發(fā)電、發(fā)電調(diào)相、抽水、抽水調(diào)相、拖動機和線路充電等多種工況,機組啟停頻繁。正常情況下,4臺機組在成組控制模式,按照96點負荷曲線自動控制機組啟停。在成組控制模式下,設(shè)有頻率閉鎖機組啟停功能,以確保機組啟停流程轉(zhuǎn)換時不會造成電網(wǎng)頻率超出正常范圍。

        2 事件分析

        2.1 事件現(xiàn)象

        某日3臺機組發(fā)電運行,按照96點負荷曲線,當(dāng)前時間點需要停2臺機組,下個時間點再停1臺機組,根據(jù)設(shè)置的優(yōu)先級,正常停機順序為3號機、2號機、1號機。

        3號機組按照96點負荷曲線由成組控制正常停機,2號機組發(fā)電停機前,上位機報“頻率低閉鎖1號機成組抽水是”信號(同時閉鎖2、3、4號機組),成組控制按照96點負荷曲線給2號機組發(fā)停機命令,上位機確認后(成組控制方式在指導(dǎo)模式),但未執(zhí)行停機流程。1 min后,2號機組自動切至“單機控制”模式。

        表1 事件列表

        2.2 原因分析

        針對2號機組未執(zhí)行停機流程,原因有以下3種:

        1)成組控制異常,導(dǎo)致2號機組不能正常執(zhí)行停機流程。

        2)2號機組內(nèi)部程序故障或卡死,不能正常執(zhí)行停機流程。

        3)頻率閉鎖信號存在,閉鎖2號機組正常停機。

        3 現(xiàn)場檢查及處理

        3.1 針對可能性1

        2號機組發(fā)電停機之前,成組控制按照96點負荷曲線正常給3號機組下停機令,3號機組正常停機。成組控制能正常給2號機、1號機下停機令,檢查成組控制無異常報警信號,可以排除成組控制異常導(dǎo)致2號機組不能正常執(zhí)行停機流程的可能。

        3.2 針對可能性2

        檢查2號機組無故障或異常報警信號,2號機組運行正常,且之后2號機組能正常執(zhí)行停機流程,可以排除2號機組內(nèi)部程序故障或卡死導(dǎo)致不能正常執(zhí)行停機流程的可能。

        3.3 針對可能性3

        頻率閉鎖信號存在,閉鎖2號機組正常停機。

        頻率閉鎖機組啟停邏輯如下,在系統(tǒng)頻率<49.95 Hz且持續(xù)10 s以上時,閉鎖機組抽水開機(同時閉鎖發(fā)電停機)。在系統(tǒng)頻率>50.05 Hz且持續(xù)10 s以上時,閉鎖機組發(fā)電開機(同時閉鎖抽水停機)。當(dāng)發(fā)電開機或發(fā)電停機或抽水開機或抽水停機工況轉(zhuǎn)換時,出現(xiàn)頻率閉鎖信號,閉鎖機組自動啟停,1 min后機組自動由成組控制切至單機模式,頻率閉鎖信號持續(xù)2 min后會復(fù)歸停機令。

        圖1 頻率閉鎖邏輯

        成組控制系統(tǒng)不考慮系統(tǒng)頻率,因此仍按照96點負荷曲線發(fā)出2號機組停機命令,上位機確認后到機組邏輯中LBD_SPO。若當(dāng)時無頻率閉鎖信號,即發(fā)出LBD_SPO_INT,到SEQ順控邏輯流程中,開始執(zhí)行停機流程。若存在頻率閉鎖信號,則會在置位模塊中保存停機令,2 min內(nèi)若頻率閉鎖信號解除,停機命令就能正常發(fā)出到SEQ邏輯中。若頻率閉鎖時間超過1 min,機組自動切至單機模式,停機令發(fā)送至SEQ邏輯中也將無法執(zhí)行;若頻率閉鎖時間超過2 min,將會復(fù)位停機令,不會再自動停機。

        從事件列表可以看到,2號機停機命令確認(有效)之后1 min,2號機自動切換至單機控制模式。原因是成組控制系統(tǒng)中,給機組的開停機命令發(fā)出后,若1 min內(nèi)未收到機組相應(yīng)流程已在執(zhí)行的反饋,就會給相應(yīng)機組發(fā)切換至單機控制模式命令。邏輯如圖3。

        圖2 LBD_SPO_INT停機令邏輯

        圖3 切換至單機控制模式邏輯圖

        機組由成組控制模式切換至單機控制模式命令,到機組中為IBD_JC_EXIT。

        以上頻率閉鎖邏輯分析,得出2號機組停機時,由于系統(tǒng)頻率<49.95 Hz,頻率閉鎖2號機發(fā)電停機令的存在,導(dǎo)致成組給2號機組下停機令,2號機不能正常執(zhí)行停機流程。

        通過修改頻率閉鎖邏輯,增加在系統(tǒng)頻率>50.05 Hz且持續(xù)10 s以上時,上位機報:“頻率高閉鎖1~4號機成組發(fā)電開機(抽水停機)”,在系統(tǒng)頻率<49.95 Hz且持續(xù)10 s以上時,上位機報:“頻率低閉鎖1~4號機成組抽水開機(發(fā)電停機)”送上位機事件列表顯示。同時應(yīng)加強值守人員對頻率閉鎖信號的監(jiān)視,做好頻率閉鎖導(dǎo)致機組不能正常啟停的事故預(yù)想。

        4 結(jié)語

        抽水蓄能機組單機容量大(300 MW/臺),對電網(wǎng)運行有較大沖擊,設(shè)置機組頻率閉鎖功能十分重要,確保在機組啟停流程轉(zhuǎn)換時不會造成電網(wǎng)頻率超出正常范圍。在機組開停機流程轉(zhuǎn)換時,出現(xiàn)頻率低閉鎖成組抽水開機(發(fā)電停機)或頻率高閉鎖成組發(fā)電開機(抽水停機)信號,先在全廠電氣主接線畫面查看500 kV母線Ⅰ/Ⅱ頻率,再將成組控制切至指導(dǎo)模式,防止機組異常啟停。當(dāng)頻率閉鎖持續(xù)1 min之內(nèi),只要監(jiān)視機組正常開停機流程是否正常;當(dāng)頻率閉鎖持續(xù)1~2 min,機組將自動由成組控制切至單機模式,然后給下一個優(yōu)先級的機組發(fā)工況轉(zhuǎn)換命令,此時不要點擊“確認”按鈕,先向網(wǎng)調(diào)匯報頻率閉鎖情況,詢問網(wǎng)調(diào)是否需要按照96點負荷曲線手動開停機,按網(wǎng)調(diào)的調(diào)度指令執(zhí)行,確保在機組啟停流程轉(zhuǎn)換時不會造成電網(wǎng)頻率超出正常范圍,保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

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