一次调频及二次调频.docx

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一次调频及二次调频

我国电力工业法规定电网的频率误差率1%，电网通过机组的AGC功能及调频机组实现二次调频，保持电网频率稳定，但对电网中快速的小的负荷变化需汽轮机调节系统（DEH）在不改变负荷设定点的情况下，监测到转速的变化，改变发电机功率，适应电网负荷的随机变动，保证电网频率稳定，即一次调频。

   为提高电网安全运行水平和频率质量，山东电网发电机组一次调频技术要求：

并网运行的机组，其出力大于最低技术出力时，应具备一次调频功能，除数字式电液调节系统的机组由于存在某种缺陷，没有能力快速增减负荷外，机组采用的控制方式不得影响一次调频功能。

   通过125MW机组一次调频特性试验研究，检测机组在电网存在周波偏差情况下的快速补偿能力，并通过试验调试相关热控系统的各项参数，以确保在投入一次调频功能后，能够快速补偿电网负荷，并保证机组安全经济稳定运行。

1一次调频逻辑

（1）控制方式

   机组一次调频控制方式为DEH+CCS，即DEH内额定转速与汽轮机转速差通过一定函数计算后直接动作调门，CCS进行补偿，保证机组负荷满足电网要求。

（2）DEH内的一次调频参数设置

   在机组负荷0～125MW的范围内允许投入一次调频，有关参数如表1。

表1

   （3）CCS内的一次调频补偿逻辑

   当一次调频动作后，CCS根据电网频率信号，经过死区处理后得出的一次调频负荷，叠加到协调控制回路的主调节器上，补偿汽机负荷变化对锅炉的影响。

图1原设计一次调频

   按照一次调频试验工作要求，把原来的一次调频信号经过速率限制改为不经过速率限制，提高机组对频差的响应速度，但经过机组负荷上下限制，以保证机组的安全运行。

   （4）一次调频曲线设定

   根据新的管理办法规定，#2机组一次调频负荷补偿曲线设置如下图所示。

如果DCS使用电网频率变送器信号，只需将转速信号折算为相应的频差信号即可。

图2一次调频曲线

   2基本参数

（1）一次调频

   由于系统内机组跳闸或大用户发生跳闸时，电网频率发生瞬间变化，一般变化幅度较大，变化周期在10秒到2～3分钟之间，要求网上机组的负荷能够在允许的范围内快速地调整，以弥补网上的负荷缺口，保证电网频率稳定的过程，称为一次调频。

（2）转速不等率

   转速不等率（δ）是指机组调节系统给定值不变的情况下，机组功率由0至额定值对应的转速变化量（Δn）与额定转速（n0）的比值，通常以百分数形式表示，如公式1。

   δ=（Δn/n0）×100%           

（1）

   对承担基本负荷的机组，一般取其不等率大一些，以希望电网周波的变化对其功率的影响要小，保证机组在经济工况下长期运行；对承担尖峰负荷的机组，则不等率要小一些，在电网周波变化后希望多分担一点变动负荷。

   （3）功率补偿量

   功率补偿量（ΔP）是由机组转速不等率δ和电网频率偏差（可转换为转速偏差Δn）计算出来的，如公式2：

   ΔP=［（Δn/n0）×100%］×PN           （2

其中，n0——额定转速，PN——额定功率。

   （4）迟缓率

   机组的迟缓率：

是指由于调速器、传动放大机构和配汽机构部件有磨擦、间隙等原因使输入信息与输出信息之间存在的迟缓现象，这种迟缓现象作用于调节系统使在一定的转速变化范围Δn，机组功率不变。

迟缓率ε的计算如公式3：

   ε=（Δn/n0）*100%           （3）

   （5）调频死区

   机组一次调频频率死区是指系统在额定转速附近对转速的不灵敏区，为了在电网频率变化较小的情况下提高机组稳定性，一般在电调系统设置有频率死区。

   （6）一次调频动态特性

   一次调频特性是汽轮发电机组并网运行的基本特性之一，它是指电网负荷变化引起电网的频率发生变化后，机组在控制系统的作用下自动地增加（电网频率下降时）或减小（电网频率升高时）自身的功率，从而限制电网频率变化的特性。

   3试验步骤

   检查DCS和DEH软件修改已经完成，静态实验合格，机组各项功能主要包括机炉协调控制、AGC、DEH功率控制等功能完好，各项保护投入运行。

（1）DEH手动方式

   a.将机组额定负荷工况负荷上限，检查一次调频动作。

   1）分别改变转速设定值2998rpm，2989rpm、2986rpm、2983rpm检查一次调频应不动作。

   2）分别改变转速设定值3002rpm，3011rpm、3014rpm、3017rpm检查一次调频动作情况，并记录参数改变前后机组负荷、调门开度、响应时间及炉侧重要参数主汽压力、主汽温度、汽包水位、炉膛负压等。

   b.机组负荷在60～90%之间正常工作区，检查一次调频动作。

   1）分别改变转速设定值2998rpm，2989rpm、2986rpm、2983rpm检查一次调频动作情况，并记录参数改变前后机组负荷、调门开度、响应时间及炉侧重要参数主汽压力、主汽温度、汽包水位、炉膛负压等。

   2）分别改变转速设定值3002rpm，3011rpm、3014rpm、3017rpm检查一次调频动作情况，并记录参数改变前后机组负荷、调门开度、响应时间及炉侧重要参数主汽压力、主汽温度、汽包水位、炉膛负压等。

   c.机组负荷在负荷下限，检查一次调频动作。

   1）分别改变转速设定值2998rpm，2989rpm、2986rpm、2983rpm检查一次调频动作情况，并记录参数改变前后机组负荷、调门开度、响应时间及炉侧重要参数主汽压力、主汽温度、汽包水位、炉膛负压等。

   2）分别改变转速设定值3002rpm，3011rpm、3014rpm、3017rpm检查一次调频应不动作；

（2）DEH功率回路投入

   将DEH功率回路投入运行，重复DEH手动方式下的试验。

   （3）DEH遥控，DCS手动

   将DEH投入遥控方式，但DCS维持手动，重复DEH手动方式下的试验。

   （4）DEH遥控，DCS协调控制

   将DEH投入遥控方式，并投入机组协调控制，重复DEH手动方式下的试验。

   （5）DEH遥控，DCS在AGC方式

   将DEH投入遥控方式，并投入机组协调控制和AGC功能，重复DEH手动方式下的试验。

  4函数修改

   在热工所的指导下，我们首先对DCS内部的协调部分的控制逻辑进行了检查、修改，严格遵照《一次调频技术要求》和《一次调频逻辑检查修改试验安全技术措施》，把原来的周波信号改为频差信号，提高了测量精度；对频差信号对应的函数f（x）进行修改，改为试验要求的数据，函数数据如表2。

5试验过程

   试验前，对汽机负荷控制PID进行了优化，然后严格按照《一次调频技术要求》，对具备条件的控制方式和工况进行了试验，试验情况如下：

（1）DEH遥控、DCS手动方式　　

   在机组带90%额定负荷稳定运行时，分别修改转速设定值为2998、2989、2986、2983和3002、3011、3014、3017，试验过程中，每改变一次转速设定值，记录完数据后，恢复转速设定值为额定转速3000RPM待机组负荷稳定、压力稳定时，再做下一次试验。

部分试验数据结果如表5。

表5

（2）DEH遥控、DCS协调方式　

   在机组带90%额定负荷稳定运行时，DCS为协调方式下，投入一次调频工作方式分别修改转速设定值试验方法同DEH遥控、DCS手动方式试验数据结果如表6。

表6

   （3）DEH手动、DCS手动方式

   由于DEH在手动方式下，控制逻辑中没有一次调频功能，该方式未做一次调频试验。

   （4）DEH投入功率回路、DCS手动方式

   由于我厂从未在该方式下运行，该方式未做一次调频试验。

   （5）DEH遥控、DCS协调方式投入ADS方式

   该方式未调试，一次调频试验条件不成熟。

   （6）机组DCS在协调方式，DEH遥控，机组定压运行

   在机组负荷由110MW降为85MW的过程中，汽机＃2高调门发生大幅度波动，开度在42%－－91%之间波动，造成负荷波动。

由于我厂＃2机组在100MW以下，滑压运行，这种问题未暴露出来，故未做此工况下的一次调频试验。

   6注意事项

   运行人员密切监视系统运行，注意机组燃烧、主汽压力、汽包水位、调门开度、机组负荷的变化情况，尽量减少对系统干扰操作。

   如果出现影响机组安全或运行不稳定的情况，运行人员可根据实际情况进行操作，恢复机组工况，事后给试验人员作好记录。

   试验数据要有专人记录，可根据表格进行统计，每次变化工况或转速设定值采用不同表格记录，如有其它情况发生，在备注中作好记录。

   一次调频试验结束后，对DCS内部的汽机负荷控制PID参数恢复到试验前的参数，DEH内部的一次调频函数恢复为厂家原来设定的如表2参数。

   7需进一步完善的工作

   根据生技部工作安排，为积极落实山东电力研究院的《一次调频技术要求》（附后），使DEH系统在各种负荷控制状态，完成机组一次调频功能，同时参考菏泽发电厂＃2机组一次调频试验情况，需要DEH厂家完善以下工作：

（1）CCS部分内一次调频函数与DEH部分内的函数取自同一个一次调频函数F（X）。

　需要说明，在CCS和DEH中，同样都是频差校正后的MW函数，代表的意义有差别，在CCS中频差校正后的MW值是实际功率负荷值，而在DEH中频差校正后的MW值不是实际功率负荷值，而是代表负荷变化的参考值，建议厂家人员进一步完善此逻辑，使之与CCS中的意义一致。

（2）由于DEH系统在手动方式下，控制逻辑中没有一次调频功能，请完善。

其次DEH手动方式下控制输出是百分数，而频差校正后的是MW，怎样更好地将频差校正后的MW叠加到DEH手动方式下控制输出中，更好地进行量纲转换，建议厂家人员完善。

（3）机组CCS在协调方式，DEH在遥控，机组定压运行，机组负荷由110MW降为85MW的过程中，汽机＃2高调门发生大幅度波动，开度在42%～91%之间波动，造成负荷、主汽压力大幅度波动，威胁机组安全，由于我厂在100MW以下，机组滑压运行，这种问题轻易暴露不出来，在作一次调频试验时发现的，#2机组DEH改造完成后，#3调门曾经因调门特性太陡，出现过晃动，为避免#1机组DEH改造后再出现同类情况，建议厂家人员研究处理此类情况，确保机组安全。

   （4）在作一次调频试验时，发现CCS和DEH逻辑中机组最高负荷、最低稳燃负荷的上下限与机组开停机情况下的升降负荷上下限逻辑有相互制约的情况，还需厂家人员进一步完善。

一次调频

一次调频:

是指由发电机组调速系统的频率特性所固有的能力,随频率变化而自动进行频率调整。

其特点是频率调整速度快,但调整量随发电机组不同而不同,且调整量有限,值班调度员难以控制。

　　二次调频是指当电力系统负荷或发电出力发生较大变化时,一次调频不能恢复频率至规定范围时采用的调频方式。

二次调频分为手动调频及自动调频:

　　手动调频:

在调频厂,由运行人员根据系统频率的变动来调节发电机的出力,使频率保持在规定范围内,手动调频的特点是反映速度慢,在调整幅度较大时,往往不能满足频率质量的要求,同时值班人员操作频繁,劳动强度大。

　　自动调频:

这是现代电力系统采用的调频方式,自动调频是通过装在发电厂和调度中心的自动装置随系统频率的变化自动增减发电机的发电出力,保持系统频率在较小的范围内波动,自动调频是电力系统调度自动化的组成部分,它具有完成调频、系统间联络线交换功率控制、和经济调度等综合功能。

一次调频：

 一次调频是指发电机组负载运行过程中，当系统频率超过频率死区（水轮发电机组一般为正负0.05HZ）时，调速系统在未接到负荷调整命令的情况下自动小幅度调整负荷，以达到稳定电网频率的目的。

死区保护是指CT和母联开关之间发生故障时候的保护动作。

一般由于母联CT的极性和II母的CT极性是一致的，所以死区故障时候，故障发生在II母小差范围内，II母小差动作，跳开母联开关和II上所有开关。

由于故障仍然存在又在I母的小差范围之外。

此时装置（以南瑞的BP－2B为例子）发出一个命令封住母联CT（即使不计入流经母联CT的电流），这时候变成故障出现在I母小差范围内，I母小差动作，跳开I母上所有开关。

.oT_N_\6KJ_T_K对于失灵保护主要是说母联开关的失灵保护。

我在补上一般线路开关的失灵保护。

还是以BP－2B为例子。

失灵保护的构成：

线路发出开关跳闸命令结点和过流接点串联，再根据此开关挂在那段母线上，对应发出此段母线的失灵启动命令。

命令再经过母线上的复压闭锁，短时间跳开母联开关。

长延时跳开线路所挂母线上的所有开关

正确的解释：

我怎么觉得好象说反了一样（以南瑞的BP－2B为例）死区故障时候，故障发生在CT（假设ct靠近II母侧且与二母CT极性一致）和母联开关之间，大差电流启动，II母小差无电流，一母小差有电流，故I段母差保护动作跳开母联开关和I母上所有开关。

母联跳开后故障仍然存在（即母联CT仍有流），装置封住母联CT（即不计入流经母联CT的电流），这时候大差及II母小差有流，II段母差动作，跳开II母上所有开关。

请大家多指教！

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