火电机组一次调频功能试验与优化
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]。
基于高精度测量的火电机组一次调频改造及优化伦一洋

基于高精度测量的火电机组一次调频改造及优化伦一洋发布时间:2021-11-11T08:22:34.886Z 来源:基层建设2021年第25期作者:伦一洋[导读] 一次调频属于发电厂需要为电网无偿提供的基本辅助服务,是华北区域并网发电厂辅助服务管理实施细则和并网运行管理实施细则的重要组成部分。
当一次调频不能满足电网要求时要被考核。
大唐国际发电股份有限公司陡河发电厂 063028摘要:一次调频属于发电厂需要为电网无偿提供的基本辅助服务,是华北区域并网发电厂辅助服务管理实施细则和并网运行管理实施细则的重要组成部分。
当一次调频不能满足电网要求时要被考核。
某些机组一次调频合格率低的原因之一是机组一次调频信号是来自机组转速信号,而电网考核一次调频采用的是频率信号,因此,积极提升辅助服务水平和并网运行水平,信号源测量的差异导致一次调频性能变差。
采用高精度频率测量技术进行改造,同时进行了逻辑的重新设计,由此明显提高了一次调频的合格率,基本避免被电网“两个细则”考核情况的发生。
关键词:火力发电厂;电网辅助服务;高精度一次调频;智能采样逻辑1.前言一次调频是为了应对电网中由于负荷变动所引起的周波变化,如汽轮机调节系统和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,自动修正高压调速汽门的开度指令,发电机的输出功率随之改变,使频率适应电网负荷的随机变动,来满足电网负荷变化的过程。
根据《华北区域并网发电厂辅助服务管理实施细则》和《并网运行管理实施细则》,一次调频属于为了保障电力系统安全稳定运行,保证电能质量,发电机组必须提供的基本辅助服务,当并网发电厂因自身原因不能提供基本辅助服务时,说明设备运行管理水平不能够适应电网运行需求,须接受考核。
因此,提高发电厂一次调频的合格率,避免被调度考核,对发电厂具有现实的经济意义。
2.一次调频的原理及基本构成。
(1)一次调频的基本原理。
一次调频是电网的动态调频特性,其特点是通过并网机组调速系统的动态特性,利用锅炉的蓄能承担电网负荷变化,最终使电网频率形成一个稳定的频率范围。
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。
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。
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。
火电机组一次调频试验导则

火电机组一次调频试验导则一、导言火电机组一次调频试验是指在机组并网运行的情况下,通过负荷变化来测试机组的频率响应和稳定性。
这项试验是评估火电机组调频性能的重要手段,对于确保电网的稳定运行具有重要作用。
二、试验目的火电机组一次调频试验的主要目的是评估机组的频率响应速度和稳定性,验证机组在频率波动时的输出能力和调节能力,以保证机组能够及时稳定地响应电网负荷变化。
三、试验内容1. 试验前准备在进行一次调频试验前,需要确保机组处于正常运行状态,各设备工作正常且待测的机组参数已准备就绪。
同时,需要提前进行试验计划编制、安全措施制定和人员培训等准备工作。
2. 试验步骤(1)负荷增加试验通过逐步增加机组负荷,记录机组的频率响应速度和稳定性。
负荷增加过程中,需要关注机组的频率变化情况,并记录频率响应时间和频率稳定性指标。
(2)负荷减少试验通过逐步减少机组负荷,记录机组的频率响应速度和稳定性。
负荷减少过程中,同样需要关注机组的频率变化情况,并记录频率响应时间和频率稳定性指标。
(3)试验结束试验结束后,需要对试验数据进行整理和分析,评估机组的调频性能。
同时,还要根据试验结果提出改进措施和建议,以提高机组的调频能力和稳定性。
四、试验要求1. 试验过程中,应确保机组的安全稳定运行,严格按照试验计划操作,遵守安全操作规程。
2. 试验数据的采集、记录和分析应准确可靠,保证数据的完整性和可比性。
3. 试验结果应与机组的设计要求和电网运行要求相符合,达到相应的性能指标。
五、试验评估指标1. 频率响应时间:指机组从负荷变化开始到输出功率稳定的时间,一般要求在规定范围内。
2. 频率稳定性:指机组在频率波动过程中的稳定性,一般要求频率波动范围小于规定值。
3. 负荷调节能力:指机组在负荷变化时的调节能力,一般要求输出功率能够在规定范围内稳定调节。
六、试验结果分析根据试验数据和评估指标,对机组的调频性能进行分析和评价。
若机组的调频性能达到要求,则可继续投入运行;若不符合要求,则需要进一步分析原因,并采取相应的改进措施。
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。
浅析火电厂一次调频优化策略

减小一次调频的调频死区。由±2r/min修改为±1.95r/min,既有效保留了防止在电网频差小范围变化时汽机调门不必要动作的功能,又有效缩短了机组一次调频响应滞后时间,改善了机组一次调频功能。
将DCS侧转速不等率提高至4.5%,增大一次调频叠加至机组指令值,进一步提高机组一次调频功能。
另外,转速测量系统存在的测量误差也会影响机组一次调频功能,甚至会出现一次调频反调现象。为了杜绝此类时间的发生。每次在机组检修期间,我们都会对转速探头间隙进行测量,保证间隙在合格范围内。因为若间隙过小会使转速频繁抖动,若间隙过大会出现丢转现象。均会造成三路转速信号测量值失真,呈交替穿插趋势,会造成转差值(转速信号三取中值)频繁抖动,一次调频过度动作,甚至出现反调现象。合适的探头间隙就会杜绝此类现象的发生,三路转速测量信号会成规律趋势呈现,有利于一次调频品质的保证。在检修期间,我们还会将转速探头拆回实验室进行校验、发现超差及时更换,并对测量系统进行综合校验,确保转速测量的准确性,为一次调频正确动作奠定坚实的基础。
修正DEH系统调速汽门阀门特性函数。电液控制系统中的调门流量特性曲线“调门开度与实际流量”曲线计算得到的。机组检修期间,调门会返厂检修,油动机的行程和阀门特性可能会发生变化,常常会造成根据流量特性曲线得到的实际流量与流量指令呈非线性关系,造成机组一次调频功能在机组不同负荷段存在较大差异,大大影响机组一次调频效果,甚至无法满足“两个细则”对一次调频功能的要求。我公司在机组大修后会进行DEH系统调速汽门阀门特性试验,将实验数据发回厂家进行阀门特性曲线绘制计算,然后根据厂家提供的特性曲线参数进行逻辑修改。使得机组根据流量特性曲线得到的实际流量与流量指令呈线性关系,为机组一次调频功能达标奠定坚实的基础。
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Ke y wo r d s: t he r ma l p o we r p l a n t s ; pr i ma r y f r e q u e n c y r e g u l a t i o n t e s t s ; l o g i c d e s i g n; pa ra me t e r s e t s
D OI :1 0 . 3 9 6 9 / J . I S S N. 2 0 9 5 — 3 4 2 9 . 2 0 1 3 . 0 4 . 0 0 2
中图分 类号 : T M6 2 1
文献标识码 : B
文章编号 : 2 0 9 5 — 3 4 2 9 ( 2 0 1 3 l 0 4 — 0 0 0 6 — 0 5
0 引言
电网频 率 是评价 电 围会 影 响 电力 系统 、发 电机组 和 电能用 户 的安
优 化一 次 调 频 功 能 成 为 火 电机 组 全 厂 优 化 的一 项 重
要 内容 。
全及经济效益 。更严重的频率波动会造成对电网的严 重冲击甚至使电网崩溃 ,从而酿成像美国加州大停 电 类似的事故 , 造成巨大的经济损失。因此 , 各地 电网公 司对并 入 电网运行 的在 役机组 的一 次调 频功能 考核 是 相 当严格的 , 仅江苏省电网公司在某月对其境 内火 电 机 组 的一 次 调频 考 核罚 款 金额 高 达几 百 万元 人 民币 。 为保证电网频率稳定 , 提高对 电网负荷变化 的频率 响 应 能力 , 同时减少电网公 司对 电厂考核罚款 , 完善 和
Pr i ma r y Fr e q u e n c y Re g u l a io t n Te s i t n g a n d Op t i mi z a t i o n
o f t h e The r ma l Po we r Pl a nt s
HUANG Da o — h u o , S HEN Mi n
主 汽压 力 X 1 0 0 %)等重要 参 数 的0 . 2 s 周期 ( 或最 小 周 期) 的记 录 曲线 。 ( 2 )稳 定机组 负荷在6 0 %~ 9 0 %P e 负荷 段 中的某值
6
I 总 N 。 第 . 4 / 2 0 1 期 3 第 。 卷
1 . 1 一 次调 频参 数设 置
一
1 . 2 . 2 迟 缓 率 测 试
( 1 ) 热控 人员 在 D E H画面上 建立 转速 差 、 调频 量 指
般 火 电机 组采 用 C C S与 D E H 系 统 完成 机 炉 负
1 一次调频试验过程及参数设 置
一
次调 频 , 也 称为 电力 系统频 率 的一次 调节 , 是指
当电 网频 率偏离 额定 值时 ,发 电机组 调节控 制 系统 自
动控制机组有功功率的增加( 频率下降时 ) 或减少 ( 频 率升高时 ) ,以使电网频率迅速 回到额定值范围的特 性。 一 次调频 与调 速器 的结构 、 工作 原理 和调 速系统 的
火电机组一次调频功能试验 与优化
黄道火 , 沈 敏
( 华 电电 力 科 学研 究院 , 浙江 杭 州 3 1 0 0 3 0 )
摘要:介绍了火电机组一次调频功能的逻辑设计及参数设置,阐述 了电网对一次调频功能的考核
要 点 。提 出 了一 些优 化 一 次调 频 功能 的方案 。
关键词 :火电机组 ; 一次调频试验 ; 逻辑设计优化 ; 参数设置
荷 与压 力 的控 制 ,应 该 同时在 D C S与 D E H侧 实 施 频
差( 频差 =电网额定频率 一实际电网频率 , 下同 ) 或频 率校正 , 即机组一次调频功能由 C C S 与D E H共同完成。
令、 机组负荷指令 、 机组负荷 、 D E H 阀位参考 、 速度级后 压力 、 主汽 压 力 和 D E H等 效 阀位 开度 ( 速 度 级 后 压力 /
mo d u l a t i o n , e l a b o r a t e d a s s e s s m e n t p o i n t o f p i r ma r y r f e q u e n c y m o d u l a t i o n f u n c t i o n b y d c o r p o r a t i o n ,a n d p u t f o r w rd a
工作 特性 等有关 。
作者简介 : 黄道 火( 1 9 8 1 一 ) , 男, 浙江台州人 , 工学学士 , 工程师 , 从事 火电厂热工系统调试、 试验工作 ; 沈 敏( 1 9 8 4 一) , 男, 浙江杭 州人 , 工 学学士, 助理工程 师, 从 事火电厂热工 系统调试、 试验 工作。
( Hu a d i a n E l e c t r i c P o w e r Re s e a r c h I n s t i t u t e , Ha n g z h o u 3 1 0 0 3 0 , C h i n a )
Abs t r a c t : The a r t i c l e i n t r o d uc e s t he l o g i c d e s i g n a n d p a r a me t e r s e t t i ng o f t h e t h e r ma l p o we r u ni t p r i ma r y f r e q u e n c y