碧口电站3_机一次调频性能试验大纲.doc

甘肃电力科学研究院试验大纲首页 GDY/QC2-SN/11/ 项目名称：大唐碧口水力发电厂3#机一次调频性能试验 协作单位：大唐碧口水力发电厂 大纲编写： 年 月 日 部门初核： 年 月 日 生技部审核： 年 月 日 领导批准： 年 月 日 单位盖章：甘肃电力科学研究院9 大唐碧口水力发电厂3#机组一次调频性能试验方案1、试验目的及依据1.1试验目的为保持电网的频率稳定，实现电网的综合优化，以求安全、质量、经济效益的平衡统一，应充分发挥发电机组一次调频能力，使并网运行机组随时适应电网负荷和频率的变化，保持电网频率在允许范围之内，以提高电能质量及电网频率的控制水平。1.2试验依据依照甘肃电网发电机组一次调频运行管理办法（试行）(以下简称为办法)的要求，并根据DL/T496-2001水轮机电液调节系统及装置调整试验导则等相关标准，通过对电站机组进行一次调频试验以检验机组一次调频能力，在确保机组安全稳定运行的情况下，测试并确定机组的一次调频运行参数，以满足一次调频性能要求。2、技术指标在办法中所要求的一次调频试验机组应该达到的、需要通过现场试验进行验证的技术指标如下：1）机组一次调频的人工死区控制在0.05Hz以内；2）机组的永态转差率不大于3；3）最大调整负荷限幅：为确保一次调频投入后机组的安全运行，暂定一次调频的最大调整负荷限制幅度为机组额定负荷的6；4）机组调速器转速死区小于0.04;5）响应行为(1)电网频率变化达到一次调频动作值到机组负荷开始变化所需的时间为一次调频负荷响应滞后时间，应小于3s； (2)当电网频率变化超过机组一次调频死区时，机组应在15s内对目标出力完全响应； (3)在电网频率变化超过机组一次调频死区时开始的45s内，机组实际出力与机组响应目标偏差的平均值应在机组额定有功出力的3%以内。3、试验机组及调速器参数1） 一次调频试验的机组参数水轮机型号：发电机型号：额定功率： MW额定转速： r/min额定水头： m 制造厂家： 投运时间： 2）调速器参数电气柜型号： 机械柜型号： 负载PID参数：Kp： Ki： Kd： 导叶接力器行程：制造厂家： 投运时间： 4、试验准备及试验条件1）试验准备（1） 现场试验的组织 碧口电厂全面负责机组一次调频现场试验的组织，并指定试验负责人，及时与调速器制造厂家、监控制造厂家、甘肃电力科学研究院以及甘肃省电力调度中心进行沟通协调，并负责一次调频试验的具体实施与配合工作；甘肃电力科学研究院为机组一次调频现场试验技术总负责，并指定试验负责人。 （2）制定一次调频试验方案 制定的机组一次调频试验方案，已会同各参试单位予以通过，并报甘肃省电力调度中心备案。 （3）技术资料的准备 电厂负责提供调速器设备用户手册及调速器投运验收试验报告等与一次调频试验相关的技术资料。（4）试验仪器设备本试验主要的试验仪器为“TG2000 系列水轮机调速器测试系统”（以下简称“TG2000测试仪”），该仪器经甘肃电力科学研究院检测，在50Hz0.05Hz频率范围内，其精度为0.0008Hz(用于校验调速器的转速死区)； 在50Hz0.25Hz频率范围内，其精度为0.0023Hz。本次机组一次调频试验中主要用到了“TG2000测试仪”的信号发生器功能模块，测试仪可输出缓变和阶跃的频率信号，并能够对采集的电网频率、机组有功功率、导叶开度（或接力器行程）等信号进行实时录波、保存，以便进行分析、计算。2）试验条件（1）试验机组各系统及设备工作正常，具备开机带额定负荷运行的条件，范围包括：引水系统、水轮机、调速系统、计算机监控系统、微机保护系统、水轮发电机、励磁系统、油气水系统、电气一次设备、电气二次系统及回路、消防系统及设备等。（2）各参试设备厂家已按照试验方案要求对相关程序、参数以及硬件设备修改完毕，并对原程序和参数进行了可靠备份。（3）TG2000 系列水轮机调速器测试系统已经过检定，并在有效期内；（4）接入一次调频试验记录仪器的机组有功功率(直接从机组功率变送器接入)、导叶开度（或接力器行程）等模拟量输入采用420mA电流信号，信号准确可靠并满足精度要求。 （5）试验中机组水头要求保持不变。5、试验内容及步骤1）在停机状态下进行一次调频试验接线（输入信号：机频PT、有功功率、导叶开度；输出信号：给定模拟频率），接线无误后进行TG2000测试系统上电检查, 核对无误后，方可进行试验。 2）蜗壳无水条件下，测试调速器静特性曲线（bp=3%）。3）有功功率、导叶开度输入信号率定：正常开机并网，调整负荷到60%额定负荷以率定零位，调整负荷到额定负荷以率定满度。4) 调整负荷到80%额定负荷，断开机频PT接线模拟“机组PT断线” 故障，以检验调速器系统的保护功能。5）切换到试验方式：调速器切至“手动”，切除齿盘测速信号（视具体情况确定），将 TG2000测试系统的频率输出信号设定为50Hz并接入到调速器机频测频回路。 6）调速器测频回路校准：调速器切手动，以TG2000测试仪模拟频率输出信号对调速器测频回路进行校准，使其在500.3Hz范围内的误差在0.005Hz内。7）校核机组一次调频的频率死区机组AGC退出（或闭锁），调速器投入一次调频功能,将调速器人工频率死区设为0.05Hz,调速器切自动，通过TG2000的频率信号发生器功能，于额定频率50Hz基础上每步0.01Hz（或0.005Hz）施加正（或负）的阶跃频率偏差信号，直到导叶开度（或接力器行程）开始产生与此信号对应的改变。此时的频率偏差信号即为实际的调速器频率死区。8）校核机组一次调频的响应行为将调速器人工频率死区设为0.05Hz，bp设定为3%，通过TG2000的频率信号发生器功能，于额定频率50Hz基础上视具体情况分别施加正负阶跃频率偏差信号（频率死区值、0.05Hz、0.06Hz、0.07Hz、0.08Hz、0.09Hz、0.10Hz、0.15Hz、（0.20Hz）每个信号持续60s），以检验调速器的响应行为。如其响应行为不满足规定的技术指标，则需要对调速器及系统的相关程序及参数进行修改后并重新进行试验。9）校核机组一次调频的最大调整负荷限幅 通过TG2000的频率信号发生器功能，于额定频率50Hz基础上分别施加0.25Hz阶跃频率偏差信号，考查机组负荷变化值是否超过6%额定负荷，如超过则需要对调速器及系统的相关程序及参数进行修改后并重新进行试验。10）跟踪电网频率试验 调速器切“手动”运行方式，切除 TG2000测试仪的输出模拟频率信号，恢复机频PT接线，将机频信号接至TG2000测试仪上机组频率输入端，调速器切“自动”运行方式，机组AGC投入。通过TG2000测试仪，对电网频率、有功功率和导叶开度信号进行录波，记录电网频率越过机组一次调频频率死区时调速器动作情况（如系统频率较稳定，不能超过频率死区时，可将调速器的人工死区设定值减小到0.02Hz，试验结束后再恢复）。11）在停机状态下进行一次调频试验拆线及恢复。停机后，由电厂负责恢复控制屏内的接线、断开试验接线，试验单位负责TG2000仪器的拆线，调速器厂家、监控装置厂家负责恢复试验前程序及参数设置。12）试验数据处理（1） 由TG2000测试仪的应用软件绘制记录曲线；（2） 根据记录曲线，选取几个典型的频率和功率变化过程，分别计算转速不等率、迟缓率、一次调频响应滞后时间、一次调频稳定时间，求其平均值；（3）参数指标的定义调差率ep（转速不等率）:在一个变化周期内，频率变化与额定频率之比除以功率变化与额定功率之比为调差率。永态转差率bp：将上式中的功率用接力器行程或导叶开度代替，可得到实测的机组调速器永态转差率。转速死区ix(迟缓率)计算公式：6、试验组织与分工1） 机组一次调频试验由碧口电厂全面负责；2）甘肃电力科学研究院负责现场试验的技术工作（试验数据采集、协助调速器制造厂家对调速器负载PID参数的优化、试验数据整理和计算分析，编写试验报告等）；3）调速器厂家、监控厂家的相关技术人员参与并配合现场试验，负责进行相关参数及流程修改、调试。4）甘肃省电力公司调度中心负责试验中的调度指挥、协调与指导。7、试验安全措施及安全注意事项1）试验前要做好相应的安全措施及事故预案，防止机组负荷大范围波动及甩负荷，防止人身事故。2）试验过程要按照试验方案的程序进行，遇有机组异常时立即终止试验，待原因查清排除故障并确认无误后方可重新进行试验；3）试验过程中运行操作、参数调整等工作应服从指挥、密切配合，确保试验顺利进行；4）试验前应详细审核机组控制策略中有关一次调频部分控制逻辑，确保各项功能及参数设置完全满足试验及投入运行后的技术指标要求，必要时对调速器的功能进行完善；5）试验过程和仪器接线时要有安全措施，要求做到准确可靠，为安全起见，当机组负荷在80%额定负荷时，模拟机组PT断线，以检验调速器的保护功能，确认无误后方可进行下一步试验。6）试验时随时与电网调度保持联系，听从调度命令；7）试验过程中，在机组调速器旁边安排运行人员监视；8）应尽量避开机组的振动区或不稳定负荷区进行一次调频试验；9）试验的模拟网频变化范围为49.7550.25Hz。 10）试验完成后，检查试验机组调速器各