四川广安发电有限责任公司 黄 峻

一、概述

广安电厂一期2×300MW机组DCS系统采用的ABB分散控制系统，二期2×300MW机组DCS系统采用的OVATION分散控制系统，一、二期工程DEH控制系统一均采用的是东方汽轮机厂纯电液调节系统。机组投产后DCS、DEH一直运行正常，协调控制系统能稳定投入，系统运行可靠，具备了投入一次调频功能的必要条件。

二、一次调频基本工作原理

只要是在电网并列运行的机组，在任何时候汽轮机的转速都是同步的。当电负荷改变，因而引起电网频率变化时，电网中全部并列运行的机组均自动的按其静态特性承担一定的负荷变化以减少频度的改变，这种功能叫做一次调频，二次调频是通过运行人员设定功率设定值来调整机组实发功率。由于汽轮发电机组一般都采用有差调节，所以一次调频并不能精确地维持电网频度不变，只能够缓和电网系统频度改变的程度。电网容量越大，即并列运行的机组越多而且单机容量越大，电网特性越平，同样当电负荷改变时，分配给每台机组的负荷变动就越小，电网频率变动就越小。因此，电网容量越大，并列运行机组的不均匀度越小，则频率的稳定越容易保证。反之，电网越小，并列运行机组的不均匀度越大，则频率波动的可能性就越大。

一次调频有三个特点：

●有并列运行的机组通常都参加一次调频；

●次调频通常不可能保持频率不变，它只能减少频率变化的程度；

●次调频可以是暂态的，即电网负载变化后还来不及充分保证电网有功功率的供求平衡，只能暂时由一次调频来保证频率不致变化过大造成严重后果，当二次调频使频度恢复正常后，一次调频作用即取消。

三、广安电厂一次调频逻辑构成及功能完善

广安电厂一次调频功能是通过CCS协调控制系统和DEH控制系统共同实现的。

1.DCS协调控制系统侧一次调频功能实现方式

DCS协调控制系统侧的一次调频功能组成为：汽机转速信号（一期两台机组为电气的频度变送器输出的转速信号送至DCS，二期两台机组为DEH转速信号送至DCS）经一函数发生器，得到频率校正信号与实际负荷指令LDC输出相加，使机组参与电网一次调频。

另外发现DCS侧一次调频组态存在以下不足：四台机组DCS侧一次调频函数F（X）的参数未设置；在一次调频功能投入时负荷不能自动升降；一期两台机组一次调频不能完全由运行人员投入，而需要热工人员进行投入。

2.DEH侧一次调频功能实现方式

在DEH系统的一次调频功能强大，没有速率限制，DEH系统一次调频快速阶跃的直接开大调门，当机组转速在预定的调频死区范围内时，一次调频不动作，频率调整给定为零，当转速在死区范围以外时，一次调频动作、频度调整给定按不等率随转速变化而变化。

DEH侧一次调频投入条件：自动状态且负荷首次大于10%后。

为使机组承担合理的一次调频量，设置DEH的不等率及死区液压调节系统的不等率及迟缓率相一致。

不等率在3～65内可调，目前设为4.5%。

死区在0～30r/min内可调，目前设为30r/min。

死区范围为3000±死区值。

3.对DCS侧一次调频逻辑组态的功能完善

根据现场实际系统构成情况，并结合上级文件要求的技术指标，我们对DCS部分的一次调频组态进行了参数重新设置及组态修改，以保证机组运行更加可靠、安全。DEH暂保留原设计思想，原则上不做修改。

（1）一次调频函数发生器F（X）参数设置。

广安电厂4×300MW机组热控系统采用高压纯电调系统。根据《四川电网发电机组和次调频运行管理规定》要求：“电液型汽轮机调节控制系统的火电机组死区控制在±2RPM，最大高速系统的速度变动率：火电机组速度变动率为4%～5%之间。”根据机组实际状态，目前将机组速度变动率均设置5%。

目前《四川电网发电机组和次调频运行管理规定》要求的机组负荷最大负荷调整限幅：“火电机组限制幅度不小于机组额定负荷的±8%，即±24MW。”这个负荷控制范围是可以实现的。对机组负荷变化率的限制问题，我们根据《广安电厂300MW机组运行规程设置》规定进行设置，同时，按照《四川电网发电机组一次调频运行管理规定》中的要求，考虑电厂的正常、安全运行，目前机组最大出力限制在300MW，最小锅炉不投油负荷210MW。

（2）一期两台机组的一次调频功能投入原只能在工程师站由热工人员投入，经修改控制逻辑后，并在操作画面上增加了一次调频投、切按钮，使得一次调频的投、切功能由运行人员来操作，更加合理。

（3）原四台机组在一次调频时负荷不能自动升降，不能真正实现一次调频功能的投入。后修改控制逻辑，将一次调频投入信号张负荷GO的回路中，当一次调频投入时，负荷可随频率自动升降（GO）；当负荷偏差几乎为零时，负荷控制切为“HOLD”。

二期在DROP6的SHEET4中将“一次调频投入”信号张与PK键的“GO”相“或”后送出。

四、一次调频功能试验过程及投运

1.试验目的：检验机组一次调频功能及性能。

2.试验条件：热工人员检查、修改一次调频组态完成；

进行一次调频静态试验，试验结果正常、记录完整；

一次调频静态试验内容结束，动态试验方案得到调度局批准；

机组运行正常，协调控制能投入；

试验人员充分了解相关技术内容；

试验现场通讯顺畅。

3.试验技术指标：转速不等率5%；

迟缓率小于0.06%；

一次调频负荷影响应滞后时间小于3秒；

一次调频稳定时间：实际动态试验测试。

4.试验分工：

试验人员负责方案编制、数据采集、组态检查、静态传动试验、报告编写；

热工人员负责试验信号连接和实施；

调度中心负责试验方案审批、组织负荷进行电网频率扰动；

运行人员负责一次调频投入、切除等操作。

5.一次调频投入注意事项：

运行人员要加强监视，防止误操作；

在机组协调方式下才能进行一次调频功能实现，在机组出现故障情况下，通知调度中心及时退出一次调频功能；

不允许电气人员在一次调频功能投入的情况下进行频率表的维护工作；

热工人员在DCS组态修改中，禁止随意修改一次调频控制参数。

6.试验记录仪器：

原计划采用10通道以上的录波器或高精度数据采集仪进行数据记录，后采用的是通过做

出DCS的历史趋势曲线来实现数据采集和记录，同样能满足要求。

五、试验过程及投用

在对四台机组的一次调频组态逻辑进行逐一修改、完善的基础上，机组运行负荷在210MW以上，机组运行工况良好，机组各项参数（尤其是转速、频率、功率等）正常，对四台机组逐台进行试验。

1.试验步骤

在DCS软件上，将一次调频模块切至手动方式，由运行人员进行“一次调频”功能投入，画面要求能正确显示；

运行人员将机组最大、最小负荷限制在适当范围；

运行人员将机组负荷变化率限制在3MW/min范围内；

将频率信号切至手动方式、模拟频率信号变化，进行静态一次调频试验；

将频率信号切至自动方式，要求频率信号正确，进行动态一次调频试验；

观察一次调频模块输出显示结果趋势曲线，在显示结果准确的情况下，开放一次调频计算模块；

一次调频功能实际投入，进入预备性试验；

观察机组实际负荷指令变化情况；

一次调频功能正确后，连续记录机组运行趋势曲线24小时；

由网局调度中心组织负荷对电网频率作适当扰动，记录、打印机组扰动曲线；

试验结束。

2.试验结果及投用

从试验曲线可以看出，一次调频负荷响应滞后时候满足小于3秒的要求；当转速变化（即频率变化）超过死区2RPM时，一次调频动作；转速不等率为5%。试验结果满足有关的技术参数指标。目前广安电厂一次调频按省调要求长期投入，功能正常可靠。

六、存在的问题

根据目前调度局设置的不合格电量考核方式，今后，机组在进行一次调频后，按照老的不合格电量考核方式，机组在进行一次调频功率修正时候，会产生大量不合格电量，需要调度尽快出台相应科学的不合格电量管理办法。

目前四台机组的DEH中设置了以下功能：在功率反馈投入方式下，汽机转速超过±12RPM偏差，以及在“协调”控制方式下，汽机转速超过±30RPM偏差，一次调频直接作用于开启调门，开启没有速度限制，速度太快，对于机组的安全性有较大的威胁，应会同汽轮机厂对该逻辑进行适当修改完善。在保证机组安全的情况下，保证DCS与DEH协调配合，共同完成一次调频功能。

[1]华中电网发电机组一次调频运行管理规定(试行)[S].

[2]四川电网发电机组一次调频运行管理规定(试行)[S].

[3]四川广安电厂一、二期DCS及DEH组态控制图[Z].