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　　前言
　　
　　福建省調(diào)曾抽查了華能福州電廠機(jī)組的一次調(diào)頻性能，其得出的結(jié)論是：一二期四臺(tái)機(jī)組的一次調(diào)頻性能均達(dá)不到省網(wǎng)的要求，普遍存在響應(yīng)時(shí)間不及時(shí)、響應(yīng)幅度太小、響應(yīng)持續(xù)時(shí)間不足等缺陷。福建省調(diào)要求盡快解決控制邏輯、汽輪機(jī)機(jī)械等方面存在的問(wèn)題，否則考核電量。電廠技術(shù)人員*依靠自身力量積極行動(dòng)，成立專門優(yōu)化小組，研讀相關(guān)書籍論文，在跟蹤、觀察、記錄一期機(jī)組多項(xiàng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，擬就了一套邏輯優(yōu)化方案，并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證優(yōu)化邏輯及調(diào)整參數(shù)，逐步提升了一次調(diào)頻性能，zui終做到了滿足電網(wǎng)技術(shù)參數(shù)的要求。
　　
　　一、搭設(shè)一次調(diào)頻功能框架
　　
　　1.主機(jī)DEH回路的邏輯優(yōu)化
　　
　　一次調(diào)頻影響值作為一個(gè)前饋加到數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)DEH的汽機(jī)負(fù)荷PID調(diào)節(jié)器的前方，它要經(jīng)過(guò)比例、積分等耗時(shí)運(yùn)算后才對(duì)汽輪機(jī)調(diào)門產(chǎn)生影響，所以響應(yīng)電網(wǎng)頻率波動(dòng)的能力差。電廠優(yōu)化小組將一次調(diào)頻影響同時(shí)作用于汽機(jī)負(fù)荷PID調(diào)節(jié)器的前后回路上，配與通過(guò)理論計(jì)算與在線試驗(yàn)得出的運(yùn)算參數(shù)，其在實(shí)踐中表現(xiàn)出了良好的一次調(diào)頻響應(yīng)能力。請(qǐng)參見(jiàn)下圖。

　　
　　圖1：DEH汽機(jī)負(fù)荷PID調(diào)節(jié)器前后一次調(diào)頻影響示意圖（一次調(diào)頻優(yōu)化后）
　　
　　原來(lái)的PID調(diào)節(jié)器前一次調(diào)頻作用力太小，邏輯優(yōu)化中適當(dāng)增加了PID調(diào)節(jié)器前一次調(diào)頻影響的權(quán)重（提高至約30%）。至于PID調(diào)節(jié)器后一次調(diào)頻的直接影響，電廠優(yōu)化邏輯及參數(shù)做到：電網(wǎng)事故后導(dǎo)致的頻率偏差換算過(guò)來(lái)的轉(zhuǎn)速偏差超過(guò)7RPM時(shí)，它能夠有15MW左右負(fù)荷變化的貢獻(xiàn)。同時(shí)，電廠也考慮了機(jī)組正常負(fù)荷區(qū)間一次調(diào)頻的作用限制：若機(jī)組負(fù)荷指令大于340MW，PID調(diào)節(jié)器后一次調(diào)頻影響只為負(fù)（“負(fù)”指減少汽輪機(jī)調(diào)門指令使其出力降低，“正”指增加汽輪機(jī)調(diào)門指令使其出力升高），避免出現(xiàn)下述情況：機(jī)組帶350MW滿負(fù)荷運(yùn)行，電網(wǎng)周波突降，迫使汽輪機(jī)出力提高，甚至提高至360MW以上；若發(fā)電機(jī)負(fù)荷在190MW-340MW之間，PID調(diào)節(jié)器后一次調(diào)頻影響可正可負(fù)；若發(fā)電機(jī)負(fù)荷在175MW-190MW之間，PID調(diào)節(jié)器后一次調(diào)頻影響只為正，避免出現(xiàn)下述情況：機(jī)組帶175MW以下負(fù)荷運(yùn)行，電網(wǎng)周波突升，迫使汽輪機(jī)出力降低，甚至降低至175MW以下；其它情況下（如：汽機(jī)沖轉(zhuǎn)、閥切換、機(jī)組低于175MW負(fù)荷運(yùn)行），PID調(diào)節(jié)器后一次調(diào)頻影響為0。
　　
　　2.機(jī)組APC協(xié)調(diào)回路的邏輯優(yōu)化
　　
　　一期機(jī)組原來(lái)的機(jī)組APC協(xié)調(diào)回路中的一次調(diào)頻沒(méi)有經(jīng)過(guò)調(diào)試，也基本不適用于現(xiàn)今的情況，優(yōu)化小組將其*刪除，在APC的負(fù)荷設(shè)定值回路加上電網(wǎng)周波變化（取轉(zhuǎn)速變化）要求的負(fù)荷設(shè)定值變化量。APC回路中的一次調(diào)頻功能在機(jī)組負(fù)荷指令為340MW、190MW、175MW等幾個(gè)節(jié)點(diǎn)上下的動(dòng)作特性同DEH的類似，但它在APC中邏輯相對(duì)簡(jiǎn)單，因?yàn)樗恍杩紤]汽機(jī)負(fù)荷PID調(diào)節(jié)器前后的作用量等復(fù)雜事宜。
　　
　　二、試驗(yàn)法優(yōu)化一次調(diào)頻功能
　　
　　1.利用仿真機(jī)優(yōu)化一次調(diào)頻功能
　　
　　充分利用華能福州電廠有仿真機(jī)的*條件，在實(shí)動(dòng)試驗(yàn)前先擬定好一次調(diào)頻優(yōu)化邏輯與參數(shù)的框架。此套仿真機(jī)不僅可以仿真操作員站畫面而且軟件模型所使用的邏輯同機(jī)組DCS的組態(tài)邏輯也是*一樣的。優(yōu)化小組將一次調(diào)頻邏輯及參數(shù)先植入仿真系統(tǒng)中進(jìn)行一次調(diào)頻模擬試驗(yàn)，并在其上先行優(yōu)化調(diào)整，然后再植入主機(jī)的控制器中，結(jié)果證明：電廠的一期仿真系統(tǒng)擁有較高的仿真效果，在仿真機(jī)上驗(yàn)證后的邏輯參數(shù)大約30％以上在實(shí)際的機(jī)組中工作良好。利用仿真機(jī)先行調(diào)試使得實(shí)動(dòng)試驗(yàn)優(yōu)化的試驗(yàn)次數(shù)及幅度減少了，也有效地降低了一次調(diào)頻試驗(yàn)對(duì)機(jī)組的擾動(dòng)。
　　
　　2.實(shí)動(dòng)試驗(yàn)法優(yōu)化一次調(diào)頻功能
　　
　　利用機(jī)組DCS工程師站模擬電網(wǎng)故障情況，在機(jī)組的典型負(fù)荷點(diǎn)（從175MW至350MW，間隔25MW為一個(gè)負(fù)荷點(diǎn)，共8個(gè)負(fù)荷點(diǎn)）上做了大量一次調(diào)頻試驗(yàn)，獲取寶貴的一手?jǐn)?shù)據(jù)，不僅實(shí)際驗(yàn)證了各負(fù)荷點(diǎn)上邏輯動(dòng)作的正確性，更做到了一次調(diào)頻的性：比如，在250MW這個(gè)負(fù)荷點(diǎn)上，不僅做電網(wǎng)周波不同幅度突升（2rpm、4rpm、7rpm、10rpm等）的邏輯參數(shù)，也做電網(wǎng)周波不同幅度突降（也是2rpm、4rpm、7rpm、10rpm等）的邏輯參數(shù)，zui終得出的一次調(diào)頻優(yōu)化后的邏輯就相當(dāng)?shù)模ɡ纾簩?duì)于不同方向的相同程度的頻率變化，主機(jī)調(diào)門的開(kāi)啟與關(guān)閉的速率及幅度均不相同）。一次調(diào)頻的性使得其功能滿足了電網(wǎng)的要求，由于沒(méi)有過(guò)度動(dòng)作，也保證機(jī)組的穩(wěn)定安全。
　　
　　三、一次調(diào)頻相關(guān)邏輯優(yōu)化
　　
　　1.一次調(diào)頻動(dòng)作引發(fā)主蒸汽管安全閥動(dòng)作的邏輯優(yōu)化
　　
　　在高負(fù)荷區(qū)（≥290MW），系統(tǒng)高周的一次調(diào)頻會(huì)引發(fā)高旁動(dòng)作。其解決方案是：當(dāng)主汽壓力>167kgf/cm2時(shí)，一次調(diào)頻自動(dòng)退出，當(dāng)主汽壓不高時(shí)（≤167kgf/cm2）再自動(dòng)投入。
　　
　　2.機(jī)組APC協(xié)調(diào)回路的邏輯優(yōu)化
　　
　　2臺(tái)給煤機(jī)帶較高負(fù)荷、或3臺(tái)給煤機(jī)帶較低負(fù)荷運(yùn)行，若一次調(diào)頻動(dòng)作使負(fù)荷往上、或往下，會(huì)使給煤機(jī)給煤量超限（實(shí)際給煤量高于45t/h、或小于18t/h）導(dǎo)致給煤機(jī)自動(dòng)方式退出、煤主控自動(dòng)方式退出、協(xié)調(diào)退成機(jī)跟蹤。其解決方案是：一次調(diào)頻動(dòng)作時(shí)，限制給煤機(jī)的指令上下限為：43t/h、20t/h。這樣，一次調(diào)頻動(dòng)作時(shí)，實(shí)際的給煤率一般不會(huì)超過(guò)上限45t/h、或下限18t/h，給煤機(jī)的自動(dòng)方式、協(xié)調(diào)方式就不會(huì)退出，一次調(diào)頻可完整動(dòng)作。
　　
　　3.機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)一次調(diào)頻動(dòng)作引發(fā)機(jī)組協(xié)調(diào)振蕩的邏輯優(yōu)化
　　
　　低負(fù)荷區(qū)（180－190MW附近），一次調(diào)頻有時(shí)會(huì)引發(fā)機(jī)組協(xié)調(diào)振蕩。其解決方案是：調(diào)整DEH汽輪機(jī)負(fù)荷調(diào)節(jié)PID的參數(shù)，使＃1機(jī)組的低負(fù)荷振蕩現(xiàn)象基本解決、＃2機(jī)組振蕩現(xiàn)象大幅減輕。
　　
　　4.機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)一次調(diào)頻動(dòng)作引發(fā)機(jī)組給水調(diào)節(jié)振蕩的邏輯優(yōu)化
　　
　　一次調(diào)頻動(dòng)作幅度大時(shí)，主機(jī)機(jī)前壓力變化較大，汽包壓力變化也大，導(dǎo)致汽包水位出現(xiàn)較大改變（機(jī)組低負(fù)荷時(shí)尤其明顯），機(jī)組出現(xiàn)以下現(xiàn)象：兩臺(tái)小機(jī)開(kāi)始搶水、其zui小流量閥開(kāi)啟/關(guān)閉往復(fù)動(dòng)作，給水調(diào)節(jié)振蕩發(fā)散。電廠將zui小流量閥開(kāi)啟作為前饋（微分器）加到小機(jī)轉(zhuǎn)速指令回路中，并給該前饋賦予較大的作用，其作用明顯：即使一次調(diào)頻后汽包水位波動(dòng)大、甚至zui小流量閥開(kāi)啟，給水調(diào)節(jié)回路仍然能夠?qū)⑺蛔詣?dòng)調(diào)回零位。
　　
　　5.其它的已解決的技術(shù)問(wèn)題還有
　　
　　DEH轉(zhuǎn)速取值邏輯、高低周動(dòng)作幅度區(qū)分、負(fù)荷區(qū)判斷、一次調(diào)頻作用量斜率取值等。
　　
　　結(jié)果：華能福州電廠一次調(diào)頻優(yōu)化后，經(jīng)歷了多次的福建電網(wǎng)的頻率波動(dòng)，優(yōu)化后的一次調(diào)頻功能年年受到省調(diào)的獎(jiǎng)勵(lì)，而且一次調(diào)頻動(dòng)作對(duì)自身機(jī)組的影響較小。