660MW机组一次调频优化改造方案与实现

1、660MW 机组一次调频优化改造方案与实现摘要：应华中电监局要求，为提高一次调频合格率，目前华中区域各发电机厂 均加快了对各机组一次调频的优化改造。本文以湖北华电江陵发电厂一期工程 2X660MW超超临界燃煤机组1号机一次调频优化改造方案为例，分析且优化了 一次调频改造方案，确保机组良好的一次调频功能。关键词：超超临界燃煤机组；一次调频；智能变送采样装置；逻辑引言目前江陵发电厂一期2x660MW超超临界燃煤机组工程1号机组自2017年12 月 31 日投产以来，一次调频动作合格率一直偏低。该机组一次调频采用机组转 速信号，而调控中心对机组一次调频考核是由 PMU 装置上传的相电压和相电流 值通

2、过换算所得的频率值。机组因一次调频响应电网负荷灵敏度不高造成考核。 分析认为主要原因为调频负荷响应不同步、电网考核选取的频率信号和机组测量 信号不同源，以及机组实际负荷受锅炉燃烧影响等几个方面的原因造成的。电网要求火电机组调频死区为2 r/m in,在火电机组一次调频实际响应中经常 出现调频幅值不足和迟滞问题。若人为把机组调频死区修改为小于2 r/mi n,虽可 以提高一次调频的响应幅值，但是造成机组调门动作过频甚至会影响机组安全运 行。电网虽然送DCS系统有电网频率信号，但是量程一般为4555 Hz,精度无法 满足需求。时间比较长，难以满足灵活反应的要求。优化改造方案 为了大幅度提高一次调频

3、合格率，减少调度的考核扣减的积分电量。在使用 高精度频率信号源的同时，还需要对热工的控制逻辑进行优化，使调门动作的次 数大量降低，可减少调门的寿命周期意外损耗，改善机组运行经济性等综合优化 目标。使用BPT9301FA高精度一次调频采样变送装置，为系统提供多路高精度的频 率信号源，来供热工等部门使用；对一次调频相关逻辑和参数进行优化及整定， 实现一次调频逻辑更加合理有效的对电网频率波动做出正确相应，从而使一次调 频动作效果得到进一步有效提升，另一方面，通过逻辑参数的调整，降低机组设 备的无效动作次数，减少对机组正常运行的干扰。信号源改造1号机组使用两台BPT9301FA 一次调频智能变送采样装

4、置，用来替换原来的 一次调频采样设备，该装置采集主变高压侧相电压和相电流，通过换算，输出高 精度的频率信号源，来供热工使用。其他设备如果需要高精度频率信号的话，也 可以从此设备上面获取。该装置主要用于将主变高压侧的频率信号的数值送至 DEH、CCS、AGC等控制系统，参与DEH、CCS、AGC等控制系统的逻辑控制。这 类信号不止要求变速器的输出满足稳态要求，还需要考虑变送器的暂态特性。控制逻辑优化一次调频控制方式有DEH系统调频方式、CCS系统调频方式和DEH + CCS系统 调频方式等三种控制方式。目前 1 号机组仅采用 DEH 系统调频方式，将频差信号 叠加在DEH中、汽轮机调门指令处和D

5、CS中功率调节器入口完成一次调频控制， 即仅采用开关高压主汽调门的方式暂态满足电网要求，缺点是调节品质较差，不 利于机组稳定运行。一次调频控制逻辑优化采用DEH + CCS程序控制进行调节，DEH侧采取将频 率差信号对应的转速不等率设计函数（带调频死区处理）直接叠加在汽机阀位指 令处；同时，在CCS侧设计频率校正回路，DEH在遥控位，机组投入CCS协调控 制模式，DEH由DCS协调控制系统CCS控制。在该调频控制方式下，一次调频的 快速响应由DEH和CCS协调控制系统的一次调频功能来共同实现，而响应后期一 次调频的准确性由 CCS 协调控制系统的一次调频功能来保证，当负荷达到稳态时 负荷的目标

6、值和实际值基本一致，负荷没有偏差。此方式采用“DEH快速粗调， CCS 闭环校验”，既确保了一次调频的响应速度，又保障了一次调频的持续性。采样装置与热控系统接口一次调频采样变送装置通过420mA硬接线方式与与控制系统进行信号传输, 方便灵活。 1 号机组相关逻辑优化选择在机组停机检修期间完成。各类逻辑修改、 参数优化完成后均进行了静态及在线试验。保证逻辑无误，动作准确。在线试验1 号机组逻辑修改完成并完成静态测试，于机组稳定运行时进行了若干工况 的在线验证试验。根据机组负荷状况，进行了多个负荷工况下的一次调频性能试验，并分别在 DEH 阀控方式和 CCS 方式下分别进行。经模拟实际网频变化特征

7、，进行在线试验验证，优化后一次调频逻辑动作正 确，动作幅度能够满足考核规则合格要求。一次调频优化改造所处理的问题（1）高精度一次调频采样变送装置频率测量精度V0.002 Hz,信号精确可 靠，安装该装置后，从装置取得的网频信号作为一次调频逻辑驱动信号，该信号 精度高于汽机转速信号。使用网频信号控制一次调频逻辑，大大改善一次调频动 作准确性。（2）高精度一次调频采样变送装置具有实时显示和报告查询功能，方便故障 查询和与调度一次调频数据核对。（3）由于驱动信号精度提升，通过优化后的逻辑处理将大量短时长的频率波 动过滤掉，使得无效的短时间一次调频动作次数大幅度减少，避免了汽轮机调节 汽门等重要设备的频繁无谓波动，对机组避免执行机构劳损以及提升平稳安全运 行起到了积极作用。改造前后曲线如下图 1 优化前曲线图 2 优化后曲线 对比图1和图2曲线，可以看出优化后机组负荷曲线和一次调频负荷指令曲 线重合较多，并完全重合，差异明显小于优化前曲线。结束语湖北华电江陵发电厂一期工程2X660MW超超临界机组1号机通过高精度一 次调频采样变送装置和优化热工逻辑投入使用后，使其一次调频动作效果得到了 大幅度提升，省调公布的月度一次调频合格率逐月提高，取得明显效果，一次调 频月度合格率从治理前的20%提升到95%，并在