火电燃煤机组大频差一次调频性能研究与优化实施
火电机组一次调频逻辑优化

火电机组一次调频逻辑优化摘要:一次调频是确保电网频率稳定,电能质量可靠的重要保障措施,是发电机组准许并网的重要指标。
本文针对一次调频动作过程存在的动作幅度不足、合格率低等问题,分析原因并给出了相应的逻辑优化措施,优化试验后,机组一次调频能力明显提升。
关键词:一次调频、合格率、动作幅度、逻辑优化一、引言为确保电网频率稳定、提高电能质量控制水平,保证电网以及发电机组安全可靠运行,《西北电网发电机组一次调频技术管理规》要求并入电网运行的机组应具备一次调频功能,且调频功能满足各项指标要求[1]。
针对公司一次调频动作幅度低、以及合格率低于两个细则规定值70%情况。
生产技术人员在确保机组安全稳定运行情况下,积极研究控制逻辑、分析机组各项参数、查阅资料,深层次分析原因,制定安全可行的逻辑优化方案。
经两个月的论证,一次调频能力得到明显提升。
二、一次调频参数指标1.调频死区:为了在电网频率变化小情况,提高机组运行稳定性,规定机组参与一次调频死区应控制在±0.033Hz或±2r/min范围内。
2.转速不等率:机组从满负荷状态到空负荷过程中,转速的增加值与额定转速之比。
火电机组转速不等率一般在4%-6%。
3.最大调整负荷限幅:机组参与一次调频的调频负荷变化幅度应限制在额定负荷的(6%-10%)。
4.机组参与一次调频响应滞后时间<3s,即机组从电网频率越过该机组一次调频的死区开始,到该机组的负荷开始变化所需时间。
5.机组一次调频的负荷响应速度应满足:火电机组在15S 内一次调频负荷响应幅度达到理论计算的一次调频最大调整负荷的90%;在45S内,机组实际处理与响应目标偏差的平均值应在理论计算调整幅度的±5%内[2]。
三、一次调频逻辑回路1.DEH侧逻辑回路:DEH侧将实际转速信号与额定转速之差(折线函数)叠加在汽轮机调速阀流量指令处,直接作用于高压调节阀,补偿的调频功率不经过速率限制[3]。
火电机组一次调频控制策略优化及应用

火电机组一次调频控制策略优化及应用摘要:目前火电机组一次调频指标面临电网考核较大的压力,机组核心参数在正常工况下能够维持较好效果,但在电网频率震荡工况下,机组一次调频功能不能准确调节电网频率,对考核指标影响较大,其中由于一次调频转速不等率超标和响应特性不达标问题,导致某厂一次调频指标屡屡被电网考核,下面结合某电厂的一次调频的优化,讨论一下一次调频的控制策略优化及应用效果分析。
关键词:火电机组;一次调频;优化前言目前,国内火电机组采用汽轮机转速差计算一次调频功率指令,针对该现状笔者分析认为:在稳定状态下汽机转速能够比较准确反映电网实际频率,但在电网频率动态震荡下,汽轮机转速不能准确反映电网的实际频率,对一次调频功能会产生不利影响。
因此,提出采用电网实际频率计算一次调频功率指令,这样机组能够快速准确的调节机组负荷,进而改善传统方法存在的不足,提高一次调频的精度。
1火电厂一次调频的主要技术指标因为一次调频是一类综合性的问题,它的功能是否健全、工作状况是否良好全都要看它的技术指标是否在合理的范围内,一次调频所涉及到的指标主要有转速不等率、调频死区、调频负荷范围、功率补偿量等常量。
根据国家出台的相关火电厂一次调频问题指导文件的相关要求,火电厂一次调频的调节死区应该设置为±2r/min;转速不等率δ为5%;一次调频的最大功率为额定功率的8%即±24MW(300MW机组)或6%即±36 MW(600MW机组;一次调频负荷响应滞后时间不应小于3s,机组迟缓性小于0.07%(200MW以上机组),一次调频稳定时间不大于60s。
各个常量中也有具有各自特性的工作系统或指标。
例如转速不等率,它是专门负责反应机组稳定率的一项指标,在特定的功率条件下,随着机组工作的时间长度或者强度的变化而发生不同的变化,从而判断出机组的运行情况。
通过转速不等率(δ)的计算公式就不难看出,它的计算结果与机组的运行稳定性呈反比的态势,它的计算结果越大,机组的稳定性越差,越需要加强调节和控制;反之,则代表运行状况良好。
燃煤机组一次调频系统提高性能研究及技术指标分析

燃煤机组一次调频系统提高性能研究及技术指标分析摘要:简要介绍了影响火电燃煤机组一次调频系统控制指标不合格的主要原因,一次调频系统控制策略,并对一次调频系统的控制方法及技术指标进行论述,提出增加一次调频前馈修正逻辑,并对一次调频的输出曲线进行有针对性的修正系数调整的方式提高性能,阐述了一次调频系统在调试和投运中遇到的问题及解决方法和投运后的效果。
解决了一次调频系统控制指标不合格的问题,满足了一次调频自动化控制要求,具有一定的参考性。
关键词:一次调频两个细则自动控制1 概述华电能源股份有限公司牡丹江第二发电厂是华电能源股份有限公司的全资企业,自1978年建厂以来,经过了四期工程的建设。
四期工程为#8和#9国产机组,装机容量为2×300MW,DCS系统采用华电南自天元控制系统科技有限公司的TCS-3000分散控制系统。
2008年,电网为了保证发电机组的供电质量,根据电监会发布的《发电厂并网运行管理规定》(电监市场[2006]42号)和《并网发电厂辅助服务管理暂行办法》(电监市场[2006]43号)分别制定了两个文件:简称“两个细则(试行)”2010年末进行修订,形成正式的“两个细则”。
#8、#9机组自2010年投产以来,一次调频系统调节品质不满足运行要求,为提高一次调频动作准确率、动作及时性等技术指标,使机组具备良好的调频功能,达到电网“两个细则”的指标要求。
有必要对一次调频控制系统进行优化改造,提高一次调频性能。
2一次调频控制一次调频是指对于电网中快速的负荷变动所引起的周波变动,汽轮机调节系统、机组协调控制系统根据电网频率的变化情况利用锅炉的蓄能,自动改变调门的开度,即改变发电机的功率,使之适应电网负荷的随机变动,来保持电网频率的过程。
2.1一次调频主要技术指标2.1.1 一次调频功能分别在DEH、CCS控制逻辑中实现;2.1.2 一次调频死区范围:±0.033Hz(±2r/min);2.1.3 机组调速系统的速度变动率:δ=5%;2.1.4 一次调频最大调整负荷限幅:±24MW;2.1.5 一次调频负荷下限180MW;2.1.6一次调频负荷上限300MW;2.1.7一次调频曲线设定,如图1所示;2.1.8机组参与一次调频的响应滞后时间应小于3秒;2.1.9机组参与一次调频的稳定时间应小于1分钟;2.1.10机组一次调频的负荷响应速度应满足:燃煤机组达到75%目标负荷的时间应不大于15秒,达到90%目标负荷的时间应不大于30秒。
火电机组一次调频功能优化及问题分析

火电机组一次调频功能优化及问题分析摘要:随着电网用电结构变化引起的负荷峰谷差逐步加大,而用户对电能质量的要求却在不断提高,电网频率稳定性的问题越来越被重视。
大容量火电机组需要根据中调的AGC指令和电网的频率偏差参与电网的调峰、调频。
为提高电网运行的稳定性,降低电网频率的波动,增强电网抗事故能力,各电网公司相继制定了“两个细则”要求各发电厂严格按照规定进行改造落实参数投入一次调频,下面结合青山公司各机组的一次调频优化改造情况进行效果分析。
关键词:一次调频;优化;分析0.引言为了保证电网的安全经济运行,提高电能质量和电网频率的控制水平,迅速消除由于电网负荷变化而引起的频率波动,电网对机组的一次调频要求越来越高。
如果一次调频参数设置不合理,会对机组的安全性与稳定性带来一定的影响。
以下针对青山电厂一次调频参数的设置及其对机组及电网稳定性的影响进行分析,并探讨如何合理设置DEH和DCS一次调频的参数,使其既能满足电网频率快速响应的需求,又能满足机组安全稳定性的要求。
1.基本概念1.1一次调频机组一次调频功能是指当电网频率超出规定的正常范围后,电网频率的变化将使电网中参与一次调频的各机组的调速系统根据电网频率的变化自动地增加或减小机组的功率,从而达到新的平衡,并且将电网频率的变化限制在一定范围内的功能。
负荷波动导致频率变化,可以通过一次和二次调频使系统频率在规定变化内。
对于负荷变化幅度小,变化周期短所引起的频率偏移,一般由发电机的调速器来进行调整,这叫一次调频。
对负荷变化比较大,变化周期长所引起的频率偏移,单靠调速器不能把它限制在规定范围里,就要用调频器来调频,这叫二次调频。
本文重点对电厂一次调频进行论述。
DEH中一次调频功能是将汽轮机转速与额定转速的差值直接换算成有功功率指令,其控制结构原理见图1。
图1DEH一次调频控制结构原理图其中汽轮机额定转速(一般为3 000 r/min)与实际转速的差值经函数f(x)转换后生成一次调频因子,直接叠加到DEH的有功功率给定值上,以控制汽轮机的调门开度。
燃煤火力发电厂一次调频控制优化策略探讨_1

燃煤火力发电厂一次调频控制优化策略探讨发布时间:2022-10-25T03:31:06.964Z 来源:《科技新时代》2022年10期作者:贾江坤[导读] 现代社会的演化与革新推动着电力事业的高速发展,而电力事业在发展过程中也面临着越发明确的性能指标,其中尤以自动发电控制系统的指标为甚,在严格程度上达到了较高的水准。
四川广安发电有限责任公司四川广安 638017摘要:发电厂获得的经济效益与电网运行状态直接相关,如果发电机组具备一次调频及自动增益控制功能,就能帮助电厂持续获得良好的经济效益。
然而在发电机组实际运行过程中,其一次调频的实现与控制常常受到多种因素的影响,致使整个应用过程不太顺利,这就需要分析影响因素并从整体角度优化一次调频的控制策略,进而完善机组性能,促使一次调频在能够得到良好控制的前提下充分实现。
关键词:燃煤火力发电厂;一次调频;优化策略引言:现代社会的演化与革新推动着电力事业的高速发展,而电力事业在发展过程中也面临着越发明确的性能指标,其中尤以自动发电控制系统的指标为甚,在严格程度上达到了较高的水准。
在这种情况下就需要火力发电厂尝试提升自动发电控制系统及一次调频控制效力的优化,使其能够充分满足电网长期处于稳定运行状态的需求,同时还要保障机组运行过程中的稳定性与可靠性。
为了能获取更多的经济效益,为社会提供稳定可靠的电力支持,火力发电厂在这方面的研究就显得至关重要。
1.工程案例X市火力发电厂配备了4台装机容量为300MW的发电机组,机组采用了由上海相关科研单位提供的一体化控制系统,并于十年前进行了机组及系统的整体改造升级,随后又针对其他运行中的设备及生产技术进行了全方位的改造。
但由于改造过程中存在的一些客观因素,改造完成后火电厂的锅炉出现明显的燃烧延迟,以及压力波动较大的情况,导致其自动发电控制系统在尝试进行一次调频的过程中面临多项内容的考核,最终考核结果与相关标准(电网《两个细则》)中提出的明确要求相去甚远,调频合格率长期处于60%以下的水准。
火电机组一次调频能力建模与优化决策

火电机组一次调频能力建模与优化决策◎唐堂邸帅(作者单位:大唐东北电力试验研究院有限公司)一、引言供电和用电的平衡是非常重要的,而电网频率是反映这一状况的重要指标,目前我国电网的额定频率为50Hz,如果电网频率高于50Hz 说明发电量高于用电量,反之,则说明发电量低于需要的电量。
发、供电的不平衡会造成电网频率的波动,一次调频的基本原理就是机组直接接受电网频率的偏差信号,通过改变机组的实际负荷,达到稳定电网频率的目的,一次调频的主要目的在于快速消除整个电网小幅度的负荷扰动,因此控制回路的设计必须遵循快速与安全这两个原则。
各区域电网对本区域内的并网机组一次调频功能投入有着严格的要求。
近年来电网加大了对一次调频的考核力度,因江西电网容量较小,新能源电源占比不断增加,波动较为频繁,省内火电机组都面临较大的一次调频考核压力,提升一次调频合格率迫在眉睫。
二、系统介绍本一次调频优化运行决策系统由一次调频采样装置、一次调频智能控制装置、一次调频优化评价决策装置等部件组成,其中网频采样部分由一次调频采样装置完成,该装置采用高频度、高精度的传感器,可实现对电网频率信号的高速率、高精度采集及在线监测,核心控制部分由一次调频智能控制装置完成,依托依托s7-200PLC 完成控制系统编程,模拟电网考核系统,实现一次调频考核原因在线分析,优化运行部分由一次调频优化决策装置完成,通过模拟专家系统,结合考核分析原因及相关试验结果,指导发电企业解决自身一次调频问题,制订有针对性的综合优化方案。
该系统采用先进控制策略,控制逻辑载入PLC,并内置于装置内部,可实现信号采集和控制的无缝连接,直接输出控制指令,该装置通过数据采样、数学建模、数据分析、解析推导、算法计算、考核诊断、优化运行、智能决策的闭环优化过程,既能实现减少并网机组一次调频被考核次数,提高并网机组一次调频指标,又能有效的减少发电机组的一次调频误动,促进了电网和发电机组的安全经济水平的提高,显著提升经济效益与安全效益。
火电机组一次调频和AGC原因与优化分析

火电机组一次调频和 AGC原因与优化分析摘要:随着人们对电力需求的不断提升,电网的正常运行具有重要作用。
而在电网的日常运行过程中,火电机组的一次调频相关功能必须要满足相关要求,但是在实际的控制系统中很难保证对不等率或者频差函数等进行正确设置,再加上AGC功能优势无法完全的发挥,进而严重制约了电网频率的稳定性,为此,加强对火电机组一次调频以及AGC原因分析具有现实意义。
关键词:火电机组一次调频 AGC 优化1一次调频以及AGC概述1.1一次调频概述一次调频顾名思义就是在汽轮机相关参数设定值不发生改变的情况下,将汽轮机转速或者功率输出进行改变进而实现对电网频率的控制,以满足实际的电网频率的稳定性。
当进行一次调频后,机组往往需要在保证设定值不变的情况下,保证输出功率由零提升至额定功率。
在进行调频过程中,汽轮机的转速变化量以及额定转速之间是不等率的,为此,对于不同的荷载机组的转速也会存有不同的转速不等率指标。
另外,如果电网的功率出现不平衡的情况或者电网频率偏离额定值时,也会影响到一次调频的效率,所以,在实际的一次调频过程中丙烯要结合实际情况合理的制定相关策略,进而保证电网的稳定性。
影响一次调频的主要因素包括以下几点:第一,设备因素。
作为影响火电机组一次调频最为重要的因素之一,最为常见的设备因素包括但不限于调速器、配气机构件间的摩擦或者间隙等导致调速系统的迟缓率增大,进而致使调速系统的不稳定性;因为测量或者其他干扰问题而导致机组和省调间交换的数据存在一定的偏差;因为DEH控制系统所传递信息时间较长,进而制约了调速汽门的反应速度以及所采用的小部分低压透平油纯电调的老机组其精度无法满足实际需求等等;第二,运行方式。
一般情况下,火电机组主要是采用的定压以及滑压运行方式,但由于滑压机组的效率较高且损失较小,所以对于新兴的机组主要以此方式为主,但是仍一部分采用的是定压方式,而由于此方式对于机组前压力的偏差要求较高,为此,在压力拉回逻辑的影响下会影响到一次调频的反拉作用,进而影响一次调频的稳定性;第三,控制逻辑的影响。
火电机组一次调频与优化技术

火电机组一次调频与优化技术摘要:随着电力和科技水平的快速发展,电网频率是一个频繁变化的参数,也是电网稳定运行的基础。
在电网实际运行中,当电量消耗与电量供给不匹配时,即可引起电网频率出现变化较小、变动周期较短的微小分量,这种频率扰动主要靠汽轮发电机组本身的调节系统直接自动调整汽轮机调门完成电网负荷补偿,修正电网频率的波动,这个过程即为发电机组的一次调频。
各区域电网对本区域内的并网机组一次调频功能投入有着严格的要求。
近年来电网加大了对一次调频的考核力度,因电网容量较小,新能源电源占比不断增加,波动较为频繁,省内火电机组都面临较大的一次调频考核压力,提升一次调频合格率迫在眉睫。
关键词:一次调频;火电机组;控制策略引言近年来,国家电网容量逐步增大,电网结构日愈复杂,用户用电结构趋于多样。
电网频率成为评价供电安全和电能品质的核心指标,电网的稳定运行取决于发电量与用电量之间的能量平衡。
电厂在一次调频试验中出现明显的反调现象,机组实际转速不等率不符合国标要求。
日常运行以积分电量为依据的考核中,该机组积分电量满足要求。
通过对比试验,发现引起机组一次调频反调的原因是协调侧调压回路引起机组反调。
对比协调侧不同调压函数对一次调频的影响,修改机组调压函数,修改后满足机组正常运行及一次调频国标要求。
1现状分析机组锅炉为哈尔滨锅炉厂生产,亚临界自然循环汽包炉,采用循环流化床燃烧技术。
汽机为北重汽轮机有限责任公司生产,亚临界、一次中间再热、三缸、双排汽、单轴、冲动、凝汽式。
发电机也是北重汽轮机有限责任公司生产氢冷机组。
分散控制系统(DCS)采用上海自动化仪表公司的MAXDNA系统。
其功能包括数据采集系统(DAS),模拟量控制系统(MCS),锅炉炉膛安全监控系统(FSSS),顺序控制系统(SCS),汽轮机数字电液控制系统(DEH),电气监控系统(ECS)。
DEH由汽机厂成套供货采用与DCS相同的硬件和软件,DEH是分散控制系统(DCS)的子功能系统,机组控制系统“一体化”,该系统配置两对DPU,液压部分为东汽厂生产高压抗燃油系统。
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和 1 O月 2 0 日宾 金 直 流故 障 事 件 中 .火 电燃 煤 机 组 一 次 调 频 动 态 响应 特性 普 遍 不 佳 .值 得 一 提 的 是 .9月 1 9日锦苏 直流 故 障后 .各 电 厂 已通 过 自 查 整改 等方 式 完 善 机 组 一 次调 频 控 制 性 能 .而 1 0
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火 电机 组 一 次 调 频 性 能 整 改更 具 有 针 对 性 . .图 l
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2 3 2 0 0 0 ; 4 . 上 海 吴 泾 第 二发 电有 限责 任 公 司 , 上海
摘
要 :通 过 对 两 起 电 网直 流 故 障 事 件 的分 析 ,发 现 火 电燃 煤 机 组 一 次 调 频 动 态 响 应 特 性 普 遍 不 佳 .电 网大
频 差 与 中小 频 差 特 性 完 全 不 同 。 在 对 电 网 大频 差 模 型 辨 识 的 基 础 上 .优 化 机 组 一 次 调 频 控 制 策 略 .实 施 大 频 差 试 验 ,分 析 梳 理 试 验 结 果 ,评 估 机 组 各 工 况 点 风 险 .对 火 电 燃 煤 机 组 大 频 差 一 次 调 频 性 能进 行 全 面 客 观 评
Fi g. 1 Si mu l a t e d f r e q u e n c y c u r v e s o f d i n - Su HVDC f a u l t
o n Se p .1 9
化 .以全 面 提 升机 组 一 次 调频 性 能 ,为 保 障 电 网
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图 2 1 O月 2 0 日 宾 金 直 流 故 障 电 网 频 率 变 化 模 型 拟 合 曲 线 Fi g. 2 Si mu l a t e d f r e q u e n c y c u r v e s o f Bi n - J i n HVDC
0 引言
电 网安 全 即 电 厂 安 全 .反 之 亦 然 2 0 1 5年 9
安 全 做更 大 贡献 。
1 电网大 频差模 型拟合
为 更 好 地 了解 电 网 大频 差 动作 过 程 .必 须 对 电 网 大 频 差 实 时数 据 进行 分 析 整 理 .通 过 模 型辨
月 1 9日华 东 电 网锦 苏 直 流 故 障 巾 .电 网频 率 下 降
收 稿 日期 :2 0 1 6 - 0 6 — 0 2
作者 简 介 :归 一 数 ( 1 9 7 1 一) ,男 ,江 苏 苏 州 人 ,高 级 T 程 师 ,从 事 电站 热 控 自动 化 研 究 。
E — ma i l : g u i y s @mh d l s h a n g h a i p o w e r . c o m
月 2 0日宾 金直 流 故 障 事件 所 反 映 的情 况 表 明 .电
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网故 障 工 况 下 .火 电 燃 煤 机 组 总 体 一 次 调频 性 能
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( 1 . 上海明华 电力技术工程有限公司 , 上海
3 . 安 徽 淮 南 平 圩 发 电有 限 责 任公 司 , 安徽 淮南
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归一数 , 沈 丛奇 , 陈欢 乐- , 程 际云- , 王念龙 , 唐龙胜 , 刘 刚s , 陈元 良
2 0 0 4 3 7 ; 2 . 淮浙煤 电有 限责任公司凤 台电厂 , 安徽 淮南 2 3 2 2 0 0 ;
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需要 通 过修 改 原有 一 次调 频 控 制 策 略 ,重 新试 验 , 使机 组 适应 电网大 频 差变 化要 求 。
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2 机 组一次调频控 制策略优化
2 . 1 火 电燃 煤 机 组蓄 热能 力 简析 众 所 周 知 .火 电 燃 煤 机 组 通 过 汽 轮 机 调 节 门 快速 开 关 .改 变 汽 轮 机 进 汽 量 实 现 功 率 增 减 .达
在 2 0 1 5年 9月 1 9 日华 东 电 网锦 苏 直 流 故 障
和 图 2分 别 是 9月 1 9 日锦 苏 直 流 故 障 和 l 0月 2 0 日宾 金 直 流故 障 中 .电 网频 率 变 化 的拟 合模 型图 、
由 图 1和 图 2可 知 .两 次 事 件 电 网频 差 变 化
价 ,借 此 在 确 保 机 组 安 全 运 行 前 提 下 ,有 效 提 升 一 次 调 频 性 能 .最 终 达 到 网 源 双 赢 的 目的
关 键 词 :燃 煤 发 电机 组 ; 大 频 差 ;一 次 调 频 ;模 型 辨 识 ;控 制 策 略 ;优 化 ;风 险 评 估 中 图 分 类 号 :T M6 2 1 ; T K 3 2 文 献 标 志 码 :B DOI :1 0 , l 1 9 3 0  ̄ 。 i s s n . 1 0 0 4 — 9 6 4 9 . 2 0 1 7 . 0 4 . 1 0 6 . 0 7
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图 1 9月 1 9日锦 苏直 流 故 障 电网 频率 变 化 模 型拟 合 曲线
至 4 9 . 4 3 6 Hz .离 电 网低周 减 载 一 步 之遥 .若 电 网 频 差 进 一 步 下 降 引 发 发 电机 组 大 面 积 跳 闸 .后 果
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