大唐韩城第二发电有限责任公司机组一次调频功能的应用与探讨

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1、本篇文章的编写得到我公司几位技术人员的大力支持，并参考了不少同行的意见。由于本人水平有限，错误之处在所难免，权当抛砖引玉，望各位同行多提意见，互相探讨，在此我表示深深地感谢！二〇一〇年八月三十一日火力发电机组一次调频应用与探讨目录一、前言（4-5）二、我公司设备简介（6-8）三、一次调频相关的几个概念（9-17）四、我公司机组一次调频设置（18-30）五、现场可能出现的问题及对策（31-43）六、总结（45）七、后记（46-47）在电力系统中，频率是电能质量最重要的指标之一,为了保证电能质量,必须保持电网频率稳定。电

2、网频率变化的主要原因是系统中有功功率不平衡。在正常情况下,电网的负荷所吸取的有功功率（包括线损）与系统的总出力保持平衡,使系统在额定频率下稳定运行。当电网的总出力与总负荷发生不平衡时,电网频率和机组交换的有功功率就要发生变化,根据电网的负荷调节效应,使有功功率重新达到平衡,系统将在偏离额定频率的情况下稳定运行。电网的负荷是时刻都在变化的,这就必须不断地调节发电机组的有功出力,使之能够随着系统负荷的变化而变化,才能始终保持系统有功功率的供需平衡,从而维持频率以及交换有功功率的偏差在允许范围之内。电网的频率是由系统中全部

3、发电机组和负荷的有功功率所决定的,是全系统一致的运行参数。电网运行的重要工作之一,就是根据系统负荷的变化,对频率和交换有功功率进行监视和调整。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。要求各上网电厂机组对电网频率的支持要快，同时又要保证机组的安全稳定运行，这就要求机组的一次调频功能在机组安全的前提下，能快速适应各种工况下的要求，因此大容量的火电机组必须根据电网调度的AGC指令和电网的频率偏差参与电网的调峰、调频，目前是否具

4、有完善的一次调频功能已经成为新机组能否通过并网安评的重要条件之一大唐韩城第二发电有限责任公司一期安装两台600MW亚临界脱硫燃煤机组，汽轮机采用日本东芝生产制造的型号TC4F-42，亚临界、一次中间再热、单轴、四缸四排气、凝汽室机组；二期两台600MW亚临界、空冷脱硫燃煤机组，汽轮机采用东方汽轮机厂生产制造的型号NZK600-16.7/538/538，亚临界、一次中间再热、单轴、冲动、三缸四排汽、直接空冷凝汽式机组，一二期机组分别于2005年和2008年相继投产发电。四台机组主机分散控制系统均采用美国爱默生公司提供的

5、OVATION系统我公司1、2号汽轮机控制系统比较特殊，没有使用OVATION系统，分岛招标时采用东芝公司制造的数字式电液调节系统（D-EHC）控制汽轮机的负荷和转速。其控制系统由PLC完成，其中包括系统控制器和主控制器；系统控制器（TOSMAP-DS）主要实现EHC顺序控制（比如汽轮机自动启动等）和辅助控制（比如自动负荷调节等）；主控制器（TOSMAP-GS/R300）主要实现EHC调节控制（比如速度控制，负荷控制、阀位控制、主要的PI/O接口控制等）。控制器都为冗余配置。对一期电液控制系统来讲，负荷控制有三种控制

6、方式：自动负荷调节方式（ALR方式）、手动方式及协调控制方式（CCS方式）。因此一期D-EHC控制方式与OVATION系统的设置不同，具体设置将在本文后面讲到。一次调频的几个概念汽轮机调速系统的静态指标机组在稳态运行时，汽轮机功率或油动机行程随自身转速变化的关系，称为调速系统的静态特性。下图是一个调速系统典型的静态特性曲线，图中两条平行线间的区域，反映了调速系统对转速的不确定性。系统的速度变动率和迟缓率（δ、ε）是反映调速系统静态特性的重要指标。强调转速不等率的重要性nNn1Nen00图2调节系统的静态特性ε1、速度

7、变动率速度变动率又叫转速不等率，它是在机组单机运行下给出的定义：对于液调系统在同步器给定不变的情况下，机组从满负荷状态平稳过渡到空负荷状态过程中，转速的静态增加与额定转速的相对比值，即为调速系统的速度变动率。δ=(ｎ0－ｎ1)／ｎe×100%其中：δ为机组速度变动率（%）ｎ0为机组空负荷时的最高转速（r/min）ｎ1为机组满负荷时的转速（r/min）ne为机组额定转速（r/min）机组正常在网运行时，调速系统的速度变动率反映了机组在稳定运行下，机组负荷随电网周波的变化程度。实际上，在机组正常运行过程中，机组负荷随电网

8、频率变化的幅度很小，可按下式计算：其中：ΔN为一次调频负荷调整量（MW/r/min）Ne为机组额定负荷（MW）例如：600MW机组，速度变动率为5％，该机组一次调频负荷调整量为速度变动率越小，机组对电网周波的敏感程度越大，同时机组运行的稳定性也越差。一般汽轮机组的δ取值为4～5%，该值可在现场通过实验得出。对于液调机组在发生事故甩负荷时，δ的大