火电机组一次调频性能优化研究与应用

火电机组一次调频性能优化研究与应用

安鹏刘青

（徐州华美热电有限公司）

摘要：电力建设是我国社会经济建设的重要内容之一，也是推动我国社会经济发展进步的重要支柱产业。火电机组一次调频性能对我国电力事业的发展建设具有非常重要的影响，本文对火电机组一次调频性能的优化研究和应用进行充分的探讨，并提出可靠的建议，促进火电机组一次调频性能的进一步改善，从而推动我国电力事业不断进步。

关键字：火电机组；一次调频性能；优化研究

电网的稳定性是用户能够使用安全、优质的电力能源的重要保障，而要确定电网稳定性是否良好，主要衡量指标之一就是电网频率，这也是衡量电能质量的重要指标之一。随着我国科学技术水平的不断提高，发电机级单机的容量也在不断的扩大，在给电力建设带来优势的同时，也提高了并网机组故障跳闸的风险，严重冲击了电网频率，导致电能的质量下降，对用户对电能的使用体验造成了严重影响。特别是随着社会经济的不断发展，对电力能源的需求正在不断增长，为了更好的满足用户的用电需求，必须要加强火电机组一次调频性能，对其进行优化，从而有效提高我国的电力服务质量，保证用户能够使用优质电力能源。

1、优化DEH侧一次调频回路

DEH即是汽轮机数字电液控制系统，简称数字电调。对DEH侧一次调频回路进行优化，需要比较汽机的实际转速和额定转速，然后对转速的偏差进行计算，再利用函数转换来修正阀位，最后再在汽机的阀位指令回路中进行叠加，就可以直接对汽机调门动作进行控制，从而进行输出。

需要注意的是，当函数设备为2r/min的调频死区时，此时汽机转速不超过2998r/min，此时阀位的修正量为正。在这种环境下，汽机阀位指令以及进汽量、负荷都会增加。如果汽机转速超过3002r/min时，此时的阀位修正量为负，汽机阀位指令、进汽量以及负荷都会相关减小。此外，还要注意一次调频阀位修正量是有一定范围的，不能无限调整，其范围上限和下限分别是正6.6%和负6.6%。

DEH侧一次调频回路的控制方式为开环控制，在进行一次调频动作的过程中，能够对高度调门进行迅速开度，从而达到迅速改变机级功率的作用，有效提高一次调频的响应速度[1]。

2、优化CCS侧一次调频回路

CCS侧一次调频回种的控制方式与DEH侧一次调频回路的控制方式不同，为闭环控制。当机级的转速差信号转变为负荷修正时时，能够对锅炉主控以及汽机主控调节回路进行分别输送。对于锅炉主控系统来说，负荷修正量就是前包含呈，能够对炉煤量的变化情况进行快速、有效的调节，从而有效改善传统锅炉在应用过程中存在的调节模式滞后问题。

负荷修正量是叠加在负荷设定值回路系统之中的，通过负荷设定值回路系统进入到汽机的主控PID调节回路之中，从而对汽机的主控系统发挥出前馈量的作用。

当进行一次调频动作时，CCS侧的一次调频回种能够对子系统的动作进行有效的协调和辅助。从而使各个部分的参数充分发挥出调节作用，根据一次调频的实际需求，调节机组频率、负荷扰动等现象，确保火电机组一次调频的性能，保证电网的稳定运行。

3、优化目前存的主要问题

目前，在一次调频的运行过程中，存在的主要问题之一是部分机组的机前压力波动过大，在低负荷状态下，调频电量存在供应不足的问题。在一次调频动用过程中，由于机组转速差对汽机阀位修正量和指令回路进行了叠加，从而有效提高了汽机高压调门的反应速度，使一次调频动充分发挥出及时性这一优势。但在实际运行过程中，相对于一次调频动作的及时性，锅炉调节动作的反应却相对滞后，受到汽机调门动作过快对机前压力造成大幅度波动的影响，主汽温度、给水等方面的运行参数都会出现波动，从而使机组的整体运行状态受到冲击，导致运行不够稳定。

此外，由于DEH侧一次调频使用的是开环控制系统，因此只有主汽压力在恒定不变的环境下，机组转速差、阀位以及负荷修正量之间才会形成稳定的线性关系。而在实际运行过程中，机级的主汽压力是定、滑、定的运行模式，由于主汽压力运行模式是具有一定的规律性的变化的，这就导致当机组在低负荷运行状态之中时，一次调性的性能无法满足相应的要求，造成一次调频性能不够理想，最终影响电网的稳定运行。

4、优化对策略优化方案和参数设置进行控制

要保证电网的稳定运行，确保主汽压力的稳定是必不可少的重要条件。因此，在汽机主控的负荷设定值回路中，设计压力补偿回路，从而保证一次调频的性能。此外，由于压力补偿回路会对一次调频的性能产生影响，因此还要增加作用死区，保证一次调频性能的正常发挥。

在一次调频动作时，还要注意主汽压对当前负荷下额定压力的偏离情况，如果偏离较为严重，压力补偿回路就需要进行动作，对汽机主控调节回路进行输出，从而维持主汽压力的稳定。如果偏差不大，压力补偿回路不会发生作用，以确保电网频率的稳定运行[2]。

结束语

随着我国社会经济的不断进步，对电力能源的需求量将会越来越大。在这种情况下，保证电网的稳定运行，对我国社会经济建设以及人们的日常生活在具有非常重要的影响。因此，对火电机组一次调频性能优化和应用不断加强研究，对提高我国的电力供应服务质量，推动社会经济建设，具有极为重要的意义。

参考文献

[1]王文剑.火电-风电-储能联合调频运行算法研究[D].北京交通大学,2016.

[2]李云,邹包产,郝臻.火电机组一次调频性能优化研究与应用[J].内燃机与配件,2017,(3):143-145.