一次調(diào)頻控制功能投入對(duì)單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)影響的分析秦成果內(nèi)蒙古電力科學(xué)研究院熱控自動(dòng)化研究所2009年9月17日內(nèi)蒙古呼和浩特

0引言

單元機(jī)組一次調(diào)頻功能的投入，對(duì)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)帶來(lái)直接影響是負(fù)荷指令的頻繁增減，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)處于不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，這種指令的疊加，往往會(huì)加劇機(jī)組負(fù)荷和機(jī)前壓力的波動(dòng)，這是單元機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中最不愿意見到的；另一方面，由于電網(wǎng)對(duì)一次調(diào)頻調(diào)節(jié)質(zhì)量要求提高，并通過(guò)相關(guān)本行業(yè)內(nèi)法規(guī)，對(duì)一次調(diào)頻的投入率、調(diào)節(jié)指標(biāo)等進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定；在保證網(wǎng)內(nèi)具備一次調(diào)頻功能投運(yùn)的機(jī)組運(yùn)行安全的前提下，為了這些具體指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，必須對(duì)這些機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)回路及一次調(diào)頻的控制結(jié)構(gòu)和控制方法進(jìn)行改進(jìn)，以適應(yīng)電網(wǎng)對(duì)單元機(jī)組一次調(diào)頻控制指標(biāo)要求的變化，為電廠減少由于電網(wǎng)考核指標(biāo)無(wú)法完成而帶來(lái)不必要的經(jīng)濟(jì)損失。一次調(diào)頻控制功能投入對(duì)單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)影響的分析

1一次調(diào)頻功能實(shí)現(xiàn)的基本原則

目前，多數(shù)電廠一次調(diào)頻功能是以CCS與DEH聯(lián)合控制的方式實(shí)現(xiàn)，如圖1：一次調(diào)頻控制功能投入對(duì)單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)影響的分析圖1典型一次調(diào)頻功能原理圖

1一次調(diào)頻功能實(shí)現(xiàn)的基本原則

幾點(diǎn)說(shuō)明：在協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)和DEH回路同時(shí)投入一次調(diào)頻校正回路，由DEH,DCS共同完成一次調(diào)頻功能，而且由頻差信號(hào)換算成的“一次調(diào)頻因子”應(yīng)該從DEH計(jì)算出來(lái)后送至DCS，通過(guò)這種手段能避免協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)對(duì)DEH一次調(diào)頻的反調(diào)作用，以保證一次調(diào)頻控制的速度和精度。相對(duì)于汽機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)說(shuō)，電網(wǎng)（發(fā)電機(jī)出口）頻率信號(hào)的精度較低，所以一般取汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速作為一次調(diào)頻的參考量；一次調(diào)頻負(fù)荷校正指令疊加在限幅、限速、滯后處理后的實(shí)際負(fù)荷指令上，以提高一次調(diào)頻響應(yīng)速度。疊加一次調(diào)頻指令后的總負(fù)荷指令可加一最高負(fù)荷限制，以保護(hù)汽輪機(jī)出力不超限。一次調(diào)頻控制功能投入對(duì)單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)影響的分析

1一次調(diào)頻功能實(shí)現(xiàn)的基本原則

1.1一次調(diào)頻的參數(shù)設(shè)置：

一次調(diào)頻的參數(shù)設(shè)置主要指圖1所示方案中轉(zhuǎn)速―調(diào)頻負(fù)荷曲線F1（x），和轉(zhuǎn)速―調(diào)門開度曲線F2（x）的設(shè)置。F1（x）參數(shù)設(shè)置，如圖2所示：一次調(diào)頻控制功能投入對(duì)單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)影響的分析圖2轉(zhuǎn)速差―調(diào)頻負(fù)荷曲線圖2中，E：一次調(diào)頻死區(qū),一般取2轉(zhuǎn)；P：調(diào)度要求的最大或最小調(diào)節(jié)負(fù)荷（％）,曲線中可換算成機(jī)組對(duì)應(yīng)負(fù)荷；Δn：P％對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差（實(shí)際轉(zhuǎn)速－額定轉(zhuǎn)速）r/min；按照轉(zhuǎn)速不等率的定義，一次調(diào)頻調(diào)整P％負(fù)荷對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速差為：Δn=（－1）δ×3000×P％r/min；Δ：機(jī)組的轉(zhuǎn)速不等率一般取4.5％或5％。

1一次調(diào)頻功能實(shí)現(xiàn)的基本原則

1.1一次調(diào)頻的參數(shù)設(shè)置：

一次調(diào)頻控制功能投入對(duì)單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)影響的分析圖3轉(zhuǎn)速差―調(diào)門開度曲線F2（x）參數(shù)設(shè)置，如圖3所示：和函數(shù)F1(x)的唯一區(qū)別是：Y＝M×P％,式中M為機(jī)組額定參數(shù)額定負(fù)荷下對(duì)應(yīng)的汽機(jī)調(diào)門綜合開度。

1一次調(diào)頻功能實(shí)現(xiàn)的基本原則

1.2典型頻差負(fù)荷曲線

一次調(diào)頻控制功能投入對(duì)單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)影響的分析圖4典型的頻差負(fù)荷曲線這里，采用帶死區(qū)、限幅和變?chǔ)牡囊淮握{(diào)頻參數(shù)設(shè)置函數(shù)關(guān)系，其Δ一般都已確定，ΔMW/Δn及一次調(diào)頻動(dòng)作的最大值與機(jī)組額定負(fù)荷相關(guān)，也是一個(gè)相對(duì)確定的量，一次調(diào)頻動(dòng)作過(guò)程一般在這個(gè)區(qū)間。這種變化對(duì)負(fù)荷指令回路是個(gè)純比例環(huán)節(jié)，一次調(diào)頻動(dòng)作值與機(jī)組負(fù)荷變換量存在差值，圖4中頻差負(fù)荷曲線限幅作用避免負(fù)荷指令過(guò)度增減。2提高協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)負(fù)荷相應(yīng)速度以適應(yīng)一次調(diào)頻動(dòng)作2.1通過(guò)抑制AGC的調(diào)節(jié)來(lái)保證一次調(diào)頻的正確動(dòng)作方向在機(jī)組投入調(diào)頻和AGC功能時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)AGC的負(fù)荷指令變化方向和一次調(diào)頻要求的負(fù)荷指令變化方向不一致的情況，如果一次調(diào)頻受AGC的影響使其調(diào)節(jié)效果達(dá)不到兩個(gè)細(xì)則所要求的“機(jī)組的一次調(diào)頻功能貢獻(xiàn)量為正”的結(jié)果，就會(huì)被電網(wǎng)統(tǒng)計(jì)為“該機(jī)組一次調(diào)頻不正確動(dòng)作1次”。由于對(duì)一次調(diào)頻不正確動(dòng)作的考核嚴(yán)于對(duì)AGC調(diào)節(jié)精度與速度的考核，所以在AGC的負(fù)荷指令變化方向和一次調(diào)頻要求的負(fù)荷指令變化方向不一致時(shí)，應(yīng)閉鎖AGC指令的調(diào)節(jié)，優(yōu)先滿足一次調(diào)頻的控制需要。一次調(diào)頻控制功能投入對(duì)單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)影響的分析2提高協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)負(fù)荷相應(yīng)速度以適應(yīng)一次調(diào)頻動(dòng)作2.2采用鍋爐跟隨協(xié)調(diào)控制方式，充分利用鍋爐的蓄熱機(jī)組的一次調(diào)頻能力具有很大的動(dòng)態(tài)特性，會(huì)受到運(yùn)行參數(shù)的影響，如果在機(jī)組蓄熱較多時(shí)，電網(wǎng)頻率下降，一次調(diào)頻能力就強(qiáng)，反之電網(wǎng)頻率上升，一次調(diào)頻能力就弱；相反，在機(jī)組蓄熱較少時(shí)，電網(wǎng)頻率下降，一次調(diào)頻能力就弱，電網(wǎng)頻率上升，一次調(diào)頻能力就強(qiáng)。利用鍋爐的蓄熱就是在機(jī)組變負(fù)荷時(shí)允許主汽壓力的合理波動(dòng)，所謂合理波動(dòng)具體是指在機(jī)組變負(fù)荷開始時(shí)取消壓力偏差對(duì)汽機(jī)調(diào)門的限制作用，升負(fù)荷之初允許主汽壓力適當(dāng)?shù)叵陆?，開始降負(fù)荷時(shí)則允許主汽壓力適當(dāng)?shù)厣仙?。一般認(rèn)為對(duì)于配備直吹式制粉系統(tǒng)機(jī)組而言，允許主壓力偏差在0.3～0.5MPa之間都是合適的。而以機(jī)跟爐為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)方式影響鍋爐蓄熱的利用，影響了整個(gè)機(jī)組響應(yīng)外界負(fù)荷變化的快速性（汽包鍋爐通過(guò)主汽壓力的變化運(yùn)用蓄能）。一次調(diào)頻控制功能投入對(duì)單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)影響的分析2顧提高絨協(xié)調(diào)誼控制寬系統(tǒng)咐負(fù)荷赴相應(yīng)脫速度號(hào)以適坊應(yīng)一浸次調(diào)政頻動(dòng)怖作2.犯3宵采用懸動(dòng)態(tài)壓前饋棗和自齡適應(yīng)喇控制爹技術(shù)尋，有盼效利利用機(jī)礙組動(dòng)州態(tài)特鞠性采用體動(dòng)態(tài)奸前饋被和自銀適應(yīng)盆控制賭技術(shù)侄瞬時(shí)羞加大孟一次陜調(diào)頻析過(guò)程綠中的截鍋爐亞燃料里量供繪給，刪從而施弱化猛直吹璃式制公粉系懼統(tǒng)造完成鍋港爐熱園量信鍵號(hào)生蜓產(chǎn)的概滯后丑特性等。以自術(shù)適應(yīng)取控制霧技術(shù)鉆為基肌礎(chǔ)的活CC止S+暑DE請(qǐng)H聯(lián)再合方藥式可火以解洋決在鬼機(jī)組肅協(xié)調(diào)日控制替方式身下鍋嶼爐蓄涌熱的跑利用徹，還盲可以裹在一宏次調(diào)綁頻過(guò)零程中妹有效妻利用慕機(jī)組爹動(dòng)態(tài)巡壽特性伶的影挖響。機(jī)組萍參與模一次偷調(diào)頻仔的功想率補(bǔ)伸償量超(Δ薯W)稅是由提機(jī)組頃調(diào)速妹系統(tǒng)缸的速征度變?nèi)趧?dòng)率木δ走和電渴網(wǎng)頻今率偏伴差（修為保紅證精堪度要惹求轉(zhuǎn)往換為跌轉(zhuǎn)速認(rèn)偏差藥Δn親）計(jì)欣算出惑來(lái)的殿，其饅如公棚式如殲下：ΔW甜=［電（Δ頂ｎ/妖ｎ0考）/舌δ×醒10縮慧0%禮］×佛W0其中曠，ｎ喂0—贊額定概轉(zhuǎn)速敵，W蠢0—避額定錫功率在考攔慮一扁次調(diào)打頻死欲區(qū)的必情況吸下，射把上盡述公域式通禁過(guò)邏研輯表插達(dá)出萬(wàn)來(lái)，斤再經(jīng)鋒幅度寇限制身后，明就是爆一次慰調(diào)頻怎功率急補(bǔ)償棒的實(shí)壺際指級(jí)令。一次覆調(diào)頻播控制鏡功能鏟投入懂對(duì)單溫元機(jī)火組協(xié)訂調(diào)控穩(wěn)制系禍統(tǒng)影果響的湖分析2槳提高璃協(xié)調(diào)麗控制掀系統(tǒng)蘭負(fù)荷裕相應(yīng)黃速度賺以適蠶應(yīng)一肉次調(diào)蹄頻動(dòng)假作2.卷3哄采用竊動(dòng)態(tài)壺前饋途和自都適應(yīng)搬控制盞技術(shù)陷，有女效利簽用機(jī)竿組動(dòng)疏態(tài)特聲性為加個(gè)快一果次調(diào)氏頻的私響應(yīng)熄速度壩，將顆計(jì)算古出需戴補(bǔ)償綁的機(jī)姻組負(fù)純荷按粱汽輪倒機(jī)調(diào)問(wèn)節(jié)門穗流量榴特性冒在D塘EH散中直索接疊街加在軟汽輪吧機(jī)調(diào)驕節(jié)門竊指令雅上。葉汽輪錯(cuò)機(jī)調(diào)蛙節(jié)門惠的快摧速動(dòng)炮作必源然引定起鍋令爐蓄遼熱的必變化吧，如蘋果鍋援爐蓄舅熱的煮利用償不加堤以限辮制，托可能近會(huì)造逮成機(jī)女組主聯(lián)要參哥數(shù)的胡急劇膏變化凍，造守成機(jī)小組運(yùn)遇行的檢不穩(wěn)夜定，刷在極裕端情忙況下米，如搜果主站要參董數(shù)的下變化紅達(dá)到仗保護(hù)跳動(dòng)作智值，聲就會(huì)逆造成與機(jī)組爽非正勿常停脆機(jī)，罵不但捏失去刷了機(jī)總組參拘與一樓次調(diào)藝頻的婦根本樹，還頓會(huì)進(jìn)徐一步嚴(yán)引起丘電網(wǎng)環(huán)頻率澤的波攜動(dòng)。嫌所以魄在邏雪輯設(shè)配計(jì)中撐引入權(quán)了參壇數(shù)自絲式適應(yīng)雙控制誰(shuí)，調(diào)此門開摩關(guān)的販速度舞和幅魄度要熱和鍋此爐蓄欣熱相揀適應(yīng)耳、相薄配合廉。這帝樣可拘以在傷保證捆機(jī)組羊穩(wěn)定米運(yùn)行徑的前贈(zèng)提下虧最大艷限度刻的利物用鍋俱爐有北限的魔蓄熱樹，使域一次尚調(diào)頻帖的響妖應(yīng)速鴉度在涂現(xiàn)有盒運(yùn)行引工況溫下達(dá)洗到最袖快。為保胖證一臂次調(diào)饅頻的步持續(xù)元性，積又將厘計(jì)算盆出需誼補(bǔ)償全的機(jī)叮組負(fù)強(qiáng)荷疊盞加在店CC鵝S側(cè)福的負(fù)區(qū)荷指秋令上負(fù)。這剝樣在服汽輪扎機(jī)調(diào)存節(jié)門自動(dòng)作嘴生產(chǎn)鴿出機(jī)陰組負(fù)躁荷的故同時(shí)油，鍋憑爐可乎以迅盡速改原變熱特量的暴生產(chǎn)廚，有戒效抑荷制汽茂輪機(jī)沫調(diào)節(jié)款門動(dòng)病作引寶起的重鍋爐勾蓄熱貿(mào)變化霉。同撇樣在添CC牛S側(cè)干引入辯參數(shù)筑自適申應(yīng)控罰制，勤使之超和D役EH譯相互宗配合牽、相為互協(xié)皂調(diào)，輩確保穗機(jī)組涉參數(shù)贈(zèng)的穩(wěn)椒定。一次晃調(diào)頻婦控制剪功能繞投入和對(duì)單哈元機(jī)紀(jì)組協(xié)臟調(diào)控朽制系滅統(tǒng)影狠響的層分析2次提高畝協(xié)調(diào)駛控制湯系統(tǒng)越負(fù)荷室相應(yīng)炮速度愈以適活應(yīng)一廢次調(diào)恩頻動(dòng)給作2.順4軟利用示凝結(jié)不水節(jié)專流技榮術(shù)加千快機(jī)繞組負(fù)乓荷響炒應(yīng)速隸度即在累機(jī)組熄負(fù)荷掩變化更時(shí)，壇在保慘證凝帽汽器淹和除價(jià)氧器俗水位爬變化窯在允檔許范帖圍內(nèi)螺，通頭過(guò)改配變凝泊泵出集口調(diào)插門的斃開度蓄，改維變凝燈結(jié)水罷流量竹，從栽而改股變抽思汽量醬，暫挽時(shí)獲擱得或或釋放緊一部嶄分機(jī)碑組的塘負(fù)荷脹；如種負(fù)荷負(fù)增加促時(shí)，狐關(guān)小袖凝汽炕器出拔口調(diào)劃門，敵減少而凝結(jié)澇水流趙量，潮從而藝減小毅低加乏的抽運(yùn)汽量隙，增色加蒸促汽做脂功的認(rèn)量，米使機(jī)衫組負(fù)余荷增希加，蜻反之罷亦然宗。凝擦結(jié)水煙節(jié)流考的特足性試?yán)w驗(yàn)證聚明了粉凝結(jié)卵水節(jié)弄流對(duì)異負(fù)荷呢變化碎的有鴉效性穿。凝結(jié)思水節(jié)朋流技羊術(shù)只僚能夠環(huán)解決喚變負(fù)運(yùn)荷初挽期的屋負(fù)荷伍響應(yīng)緣瑞，能嬌夠改衫善由敞于鍋汗?fàn)t側(cè)庸的滯擱后而吳產(chǎn)生當(dāng)?shù)呢?fù)矮荷響秀應(yīng)的立延時(shí)測(cè)，但慌最終稀的負(fù)御荷響漆應(yīng)仍牽然需腎要鍋撕爐側(cè)我燃燒色率的坡變化指，而磁且需獨(dú)要與跨凝結(jié)產(chǎn)水節(jié)晌流技嚼術(shù)相番配套老。一次永調(diào)頻茅控制甲功能數(shù)投入蕉對(duì)單聽元機(jī)暫組協(xié)粥調(diào)控飯制系摔統(tǒng)影刊響的近分析2洪提高濁協(xié)調(diào)稅控制澡系統(tǒng)還負(fù)荷致相應(yīng)百速度耽以適像應(yīng)一局次調(diào)否頻動(dòng)襪作2.歉5貝提高書協(xié)調(diào)抽控制談系統(tǒng)傘調(diào)節(jié)兩性能一次匆調(diào)頻消控制臭功能區(qū)投入興對(duì)單釣元機(jī)某組協(xié)究調(diào)控?fù)裰葡到缃y(tǒng)影窗響的偽分析當(dāng)一曾次調(diào)施頻動(dòng)息作時(shí)脖，負(fù)丈荷指注令經(jīng)斥常會(huì)班頻繁凱波動(dòng)足，如尖果協(xié)蹦調(diào)控峰制系消統(tǒng)的塔穩(wěn)定巷性不紅好，鴉會(huì)造蜘成被勤調(diào)量撈的振號(hào)蕩甚面至發(fā)控散。怕因此攤，可霸以在閱協(xié)調(diào)鞏控制惱系統(tǒng)竿動(dòng)態(tài)睜試驗(yàn)岔中，枝通過(guò)帖以一六定的磁速率蹈與變感化幅再度的箏三角貫波形走式反朋復(fù)變臘化三扮個(gè)周泰期負(fù)染荷指醉令做跨擾動(dòng)屋試驗(yàn)垂，進(jìn)疏而考笨察機(jī)你組負(fù)驚荷、巴主汽端壓力現(xiàn)及主吊、再泳熱汽揮溫度拾等的脾穩(wěn)定惕性，掛以獲斜得最猶佳調(diào)究節(jié)品犁質(zhì)。圖5斯三秧角波紫負(fù)荷姨指令亡測(cè)試銷曲線2盤提高妖協(xié)調(diào)尾控制決系統(tǒng)傭負(fù)荷期相應(yīng)災(zāi)速度釘以適瞞應(yīng)一晚次調(diào)餓頻動(dòng)贏作2.已6六通過(guò)納增強(qiáng)科增強(qiáng)僑煤量慘和一比次風(fēng)友量的竄前饋鉆作用稍，提傘高協(xié)蜓調(diào)控睬制系桑統(tǒng)響賽應(yīng)時(shí)皺間提高勾直吹鞏式制鍛粉系未統(tǒng)的喚反應(yīng)則速度端的手取段是愧增強(qiáng)知煤量念和一尼次風(fēng)世量的蹈前饋精作用快，充以分利遵用磨只煤機(jī)秘內(nèi)的費(fèi)蓄粉融，迅莫速改隙變給飄煤量暗，使練鍋爐論的燃斯燒率膀發(fā)生終變化窮，從能而縮錦短純義遲延嗚時(shí)間療，但別運(yùn)行妄波動(dòng)喊加重蟻和調(diào)篇整過(guò)暑程加酬長(zhǎng)。2.毀7疑通過(guò)謙提高妨機(jī)組淹的變泛負(fù)荷朽速率怠設(shè)定排值，需來(lái)加龜快機(jī)罷組負(fù)舞荷響滔應(yīng)速蠻度在保棋證機(jī)撲組穩(wěn)嫁定運(yùn)歡行的錦基礎(chǔ)吼上，煙在通彈過(guò)試蜓驗(yàn)獲輕取最英大變拾負(fù)荷中率的置基礎(chǔ)日上，呆盡可剝能提迷高單購(gòu)元機(jī)擊組的誕變負(fù)偶荷率怎，以銷加快鼻機(jī)組吵的負(fù)吸荷響液應(yīng)速尸度。一次屈調(diào)頻溫控制饅功能禿投入仔對(duì)單蒜元機(jī)男組協(xié)稈調(diào)控晚制系縱統(tǒng)影晌響的疼分析3絹對(duì)一檔次調(diào)役頻考謠核方肌法的損建議3.以1推對(duì)于魂供電沾品質(zhì)刮的提椅高，魯電網(wǎng)村應(yīng)兼熱顧電率廠穩(wěn)孕定運(yùn)對(duì)行的暈需求由于殖電網(wǎng)嚷頻率絕經(jīng)常爺變化限，致疲使機(jī)藍(lán)組指蒸令在游短時(shí)康間內(nèi)角頻繁毯波動(dòng)痕，機(jī)凳組的耐風(fēng)、晃煤、爺給水尼、汽躬溫等塌控制凳系統(tǒng)尋頻繁興動(dòng)作狂，不袋可避賺免地找影響浙系統(tǒng)洞的穩(wěn)你定性婚，加侍劇了教主、倚輔機(jī)綁的磨驕損，鏈?zhǔn)箼C(jī)停組的帆壽命唇縮短萄、檢駱修成窯本上粱升。因此交，單管元機(jī)逼組一裳次調(diào)僵頻邏埋輯的匆設(shè)計(jì)陷應(yīng)充土分考蠻慮單屠元機(jī)刷組運(yùn)冒行穩(wěn)伐定性首的需躍求。一次狐調(diào)頻毯控制光功能釋投入絹對(duì)單沈元機(jī)幅組協(xié)志調(diào)控鎖制系適統(tǒng)