小灣電廠一次調(diào)頻考核淺析

閆明 宋艷偉

【摘 要】電網(wǎng)“兩個管理實施細則”的實施加大了對發(fā)電廠電能質(zhì)量的考核，制定了詳細的考核方法。其中對一次調(diào)頻的調(diào)節(jié)質(zhì)量是其中的重點考核內(nèi)容之一。為了滿足“兩個細則”的要求，在保證機組安全性的前提下，對控制系統(tǒng)中一次調(diào)頻的控制結(jié)構(gòu)、控制方法、與自動發(fā)電控制（AGC）的配合協(xié)調(diào)等方面需要進行相應(yīng)的改進，才能提高一次調(diào)頻的合格率，避免被考核。本文就近年來小灣電廠一次調(diào)頻出現(xiàn)不合格而被南網(wǎng)考核的情況做總結(jié)分析，并制定整改措施，積極改進達到電網(wǎng)指定要求。

【關(guān)鍵詞】一次調(diào)頻；計算死區(qū)；AGC；調(diào)速器

1 引言

水電廠機組調(diào)速系統(tǒng)的一次調(diào)頻是調(diào)速器的一項基本功能，它對改善電網(wǎng)頻率品質(zhì)有著積極的作用，尤其是小范圍的頻率波動，其速動性和準(zhǔn)確性是無可挑剔的。從機組投產(chǎn)后，電網(wǎng)會根據(jù)一套自身的考核方法及算法，從電網(wǎng)頻率波動出發(fā)，以單位時間內(nèi)（60s）的有功調(diào)節(jié)量及動作正確率為判據(jù)，對電廠給予考評。經(jīng)過近幾年對小灣電廠運行情況的了解，一次調(diào)頻被電網(wǎng)考核的主要原因在于一次調(diào)頻動作量不夠造成積分電量被考核及一次調(diào)頻與AGC的控制協(xié)調(diào)關(guān)系不完善而造成。下面針對此類被考核情況做進一步探討。

2 積分電量算法及小灣電廠一次調(diào)頻被考核現(xiàn)狀分析

2.1 積分電量的算法及考核標(biāo)準(zhǔn)

2.2 小灣電廠一次調(diào)頻被考核現(xiàn)狀分析

2.2.1 小灣電廠在一次調(diào)頻中積分電量（有功調(diào)節(jié)量）考核原因分析

電網(wǎng)頻率變化超過一次調(diào)頻動作死區(qū)后，機組接力器動作方向正確，但積分電量不合格原因分析如下：

根據(jù)錄波和監(jiān)控簡報記錄，積分電量被考核多出現(xiàn)在系統(tǒng)頻率超過死區(qū)臨界點的狀態(tài)下，這樣如果本身波動的死區(qū)又不大，調(diào)速器內(nèi)部參與PID計算的頻差是減過死區(qū)后的頻差，這樣調(diào)節(jié)下來的開度就比較小，功率也基本沒大的變化。小灣電廠一次調(diào)頻采用開度控制模式，計算頻差=頻差—計算死區(qū)，計算死區(qū)為0.05Hz，南網(wǎng)輔助服務(wù)考核系統(tǒng)記錄頻率為50.07Hz，頻差為0.07Hz。由于計算死區(qū)較大，計算頻差較小0.07-0.05=0.02Hz，轉(zhuǎn)差系數(shù)bp=4%時，對應(yīng)的導(dǎo)葉調(diào)節(jié)量僅為1%，對機組有功及頻率影響不大，導(dǎo)致機組頻率長時間處于50.05Hz以上，不滿足一次調(diào)頻考核要求，因調(diào)節(jié)量不夠?qū)е驴己穗娏慨a(chǎn)生。

由于調(diào)速器PID算法中微分環(huán)節(jié)的作用，使得頻率在過波峰后導(dǎo)葉開度變化速率變小，考核時段內(nèi)實際動作積分電量 變小。從而，一次調(diào)頻實際調(diào)節(jié)的積分電量達不到考核系統(tǒng)理論計算積分電量的50%的可能性將變大。

在同一水頭下，導(dǎo)葉開度和機組有功不成線性關(guān)系，不同水頭下，相同開度對應(yīng)的機組有功也不一樣，造成實際有功調(diào)節(jié)量與理論值有一定偏差，從而可能產(chǎn)生考核電量。雖然導(dǎo)葉接力器動作方向正確，但由于水流具有慣性的作用，機組本身存在一定反調(diào)現(xiàn)象，也是造成考核的一個重要因素。

2.2.2 小灣電廠在一次調(diào)頻與AGC控制協(xié)調(diào)關(guān)系存在問題而導(dǎo)致考核原因分析

《南方電網(wǎng)自動發(fā)電控制（AGC）技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定在一次調(diào)頻與AGC協(xié)調(diào)配合上，應(yīng)滿足的條件為：1、機組在執(zhí)行AGC調(diào)節(jié)任務(wù)時不應(yīng)該受到一次調(diào)頻功能的干擾。2、一次調(diào)頻在AGC調(diào)節(jié)間斷時期應(yīng)該正常響應(yīng)。3、一次調(diào)頻在動作過程中如果有新的AGC調(diào)節(jié)命令，應(yīng)該立即執(zhí)行AGC調(diào)節(jié)命令。4、機組的一次調(diào)頻動作引起的全廠總功率的偏差應(yīng)該不能被監(jiān)控系統(tǒng)重新調(diào)整回去。但小灣電廠AGC程序中設(shè)定：未參加AGC機組的實發(fā)值差值+參加AGC且一次調(diào)頻動作機組的實發(fā)值之和在相鄰兩個計算周期大于全廠AGC設(shè)值死區(qū)的0.5倍（6MW）時，則進入負荷重新分配，通過調(diào)整參加AGC機組的有功功率，來維持全廠總有功不變。這與《中國南方電網(wǎng)自動發(fā)電控制（AGC）技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定一次調(diào)頻與AGC協(xié)調(diào)條件中第四條相沖突，導(dǎo)致小灣電廠一次調(diào)頻經(jīng)常被南網(wǎng)考核。一次調(diào)頻過程中若同時存在AGC指令，則機組會優(yōu)先執(zhí)行AGC指令，按技術(shù)規(guī)范要求不應(yīng)受到一次調(diào)頻功能的影響，結(jié)果導(dǎo)致干擾一次調(diào)頻調(diào)節(jié)，可能造成在一次調(diào)頻考核時段內(nèi)，實際積分電量與要求的理論積分電量反向而遭到考核。

3 為避免一次調(diào)頻考核而制定的優(yōu)化措施

針對一次調(diào)頻實際動作積分電量達不到理論積分電量的50%而遭到考核的現(xiàn)象，小灣電廠制定措施，保持一次調(diào)頻動作死區(qū)（土0.05Hz）不變，通過減小一次調(diào)頻計算死區(qū)來增大調(diào)速器調(diào)節(jié)量，由于前期試驗階段效果明顯，目前已將1至6號機組計算死區(qū)由0.05Hz全部改為0.0Hz，修改至今從考核數(shù)據(jù)看，改善效果明顯，基本避免因調(diào)節(jié)量不滿足要求而遭到考核的情況。這樣處理和減少調(diào)差系數(shù)有本質(zhì)區(qū)別，盡管都能加大調(diào)節(jié)量，前者效果相當(dāng)于整體加大一個固定的調(diào)節(jié)量，而后者是改變整體計算系數(shù)，這對頻率大波動出現(xiàn)大頻差調(diào)節(jié)是不利的，會造成超調(diào)。

從試驗可以看出考核期間一次調(diào)頻動作邏輯正確，一次調(diào)頻動作期間初期負荷增加趨勢并不明顯，后期負荷逐漸增大。因南網(wǎng)輔助考核系統(tǒng)一次調(diào)頻積分電量考核最大時限為1分鐘，為此，很可能因前期調(diào)節(jié)幅度較小或期間負荷波動，造成考核時段內(nèi)實際積分電量達不到要求。對此，還可在機組檢修試驗期間進行帶負荷時的頻率響應(yīng)試驗，通過優(yōu)化調(diào)速器負載PID參數(shù)，在頻差超過死區(qū)的較小范圍內(nèi)和調(diào)節(jié)初期，適當(dāng)增大導(dǎo)葉開度增量，使調(diào)頻功率曲線初期較陡。提高頻差小幅度波動時一次調(diào)頻的動作幅度及考核時段內(nèi)實際積分電量變化值。

根據(jù)《南方電網(wǎng)自動發(fā)電控制（AGC）技術(shù)規(guī)范》要求，一次調(diào)頻和AGC的協(xié)調(diào)關(guān)系規(guī)定“機組在執(zhí)行AGC設(shè)定值時應(yīng)該不受一次調(diào)頻功能的影響，處理變化應(yīng)該是二者疊加的效果”，疊加效果由調(diào)速器系統(tǒng)來完成，期間可能會造成反調(diào)的想象，從而被南網(wǎng)考核。遇此情況，應(yīng)及時收集當(dāng)時數(shù)據(jù)資料向南網(wǎng)調(diào)度申訴，加強溝通，避免考核。

為提高一次調(diào)頻動作成功率，小灣電廠目前在AGC組態(tài)中取消“一次調(diào)頻投入”和“一次調(diào)頻動作”兩個輸入源，將舊的AGC邏輯更改為“未參加AGC機組的實發(fā)值與設(shè)定值的差值在相鄰兩個計算周期大于全廠AGC設(shè)置死區(qū)的1.0倍則重新進行AGC負荷分配”，這樣相當(dāng)于總差值由原來的6MW改為12MW，且只有未參加AGC的機組帶來的負荷偏差才會觸發(fā)此條件，避免機組一次調(diào)頻動作引起的全廠總功率的偏差被監(jiān)控系統(tǒng)重新調(diào)整回去的情況。

4 結(jié)語

通過以上論述，針對《南方電網(wǎng)電廠并網(wǎng)運行及輔助服務(wù)管理算法規(guī)范》中積分電量的考核標(biāo)準(zhǔn)及《南方電網(wǎng)自動發(fā)電控制（AGC）技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)要求，通過修改調(diào)速器一次調(diào)頻計算死區(qū)、優(yōu)化負載PID參數(shù)、完善一次調(diào)頻與AGC協(xié)調(diào)存在的問題，均可提高一次調(diào)頻動作合格率，并在實際運用中得到了良好的實踐效果，但想要在較短時間內(nèi)徹底解決一次調(diào)頻被考核的問題很困難，還需繼續(xù)探討、研究。

參考文獻：

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（作者單位：華能瀾滄江水電股份有限公司檢修分公司）