火电机组一次调频及试验
张燕平 吴子豪 师 鹏 罗德柱
【摘 要】摘要 随着经济的不断发展，火电机组的容量不断增大，以及电网动态的稳定性不断提升，电网的不断发展对火电机组的安全性和反映速度也随之不断地增加。火电机组一次调频对供电质量和电网运行安全有较大影响，可以通过一次调频控制系统对调频机组的加减负荷进行一定程度的控制，控制到机组频率工作时需要的额定范围。因此必须给予足够重视，寻找科学有效的方法来提高其负荷变化幅度及响应速度。本文在对火电机组一次调频功能进行了解以及对单元机组一次调频控制原理进行熟知之后，详细说明了火电机组一次调频的重要性，并以某300MW单元火电机组为例，介绍了不同控制方式下一次调频的试验方法，得到了一定准确的试验数据，发现在实际的生产工作中可以进行投入使用。
【期刊名称】电气技术 【年(卷),期】2024(019)004 【总页数】5
【关键词】火电机组；一次调频；试验
在电网中，大容量发电机组与光伏、风电等新型能源发电机组数量的增加以及用户用电量的持续增加，使发电结构及用电结构正在发生变化。交直流外送工程运行以及电网系统中自动化水平和电力调度工作质量不断提高，要求火电机组的运行方式随之改变且响应速度相应加快[1-2]。根据文献[3-6]对组合火电机组一次调频试验的介绍和说明，证明了机组一次调频试验的实际过程中还存在着一系列的问题，作者对问题也进行了一定的分析说明，改善了一次调频的性
能方法，优化了一次调频的技术要求。在文献[7-8]中，作者指出对机组一次调频逻辑优化与试验方法数据进行分析和阐述能够使机组一次调频的性能进一步提高，对实际的工作有一定的指导意义。根据前面作者指出的一些改进措施和实施方法，发现尚且存在一些试验证明中存在的具体问题，还不能够对提出的观点和阐述的理论具有十足的支撑[9]。
为了适应这些变化，火电机组要在一定条件下以电网中所需要的负荷总量与电网频率偏差为依据，实现电网的调峰、调频。这就对火电机组一次调频性能提出了更严格的要求。为此，国内各大电网都主动开展火电机组一次调频试验工作。查阅相关文献与研究报告可知，目前CCS与DEH控制系统同时具备一次调频功能是火电机组当前能够满足电网一次调频要求的最佳模式[10]。
1 DEH与CCS系统一次调频
若要火电机组一次调频功能有效地发挥作用，则必须了解DEH和CCS控制系统的运行方式。虽然火电机组可采用不同类型的DEH和CCS控制系统，但是一次调频原理基本一致[11]。 1.1 一次调频功能概述
电力系统运行会受到来自外界的影响而引起负荷发生改变，电网频率有时候会超出正常要求范围，这时就需要并入电网中的发电机组一次调频功能发挥作用，根据电网频率实际变化幅度调整发电机组发电功率增大或者减小，以求能够在较短时间内达到新的平衡，并将电网频率变化幅度控制在一定可控的范围之内[12-13]。
发电机组一次调频具有调整速度较快、调整量随电网频率变化和调整量可控的特点。一次调频涉及的技术指标较多，主要包括转速不等率、频率死区、调频
负荷范围等[14]。
转速不等率是机组空负荷对应的最大转速和满负荷对应的最小转速之差，与额定转速之比的百分数，表示为汽轮机转速与负荷静态控制特性曲线的斜率，如图1所示。
转速不等率的大小能够体现机组参与电网调频能力的强弱，其值越大调频能力越弱，机组能够更加稳定运行；反之，调频能力越强，机组的稳定性会相应降低。
调频死区设置可以有效地避免汽轮机调节阀因转速不稳定或在电网频率小范围波动时引起机组负荷波动或调节系统摆动，能够保证电网和设备更加稳定运行。 对调频负荷变化量进行限制，避免在一次调频动作时出现负荷超出的现象，防止发电机组运行参数大范围剧烈波动，保证发电机组安全稳定运行。 1.2 DEH系统一次调频功能
在DEH控制系统中，经过电网频差校正的负荷需求直接与DEH系统中负荷指令进行叠加，再作用于对汽轮机调节阀的控制。这种方式的优点是，电网频率偏差与机组负荷变化存在一定关系，无论机组运行在何种状态，在频率偏差理论上都会产生相应幅度的负荷变化，能够将电网频率偏差控制在一定范围内，为二次调频创造更好的运行条件。但这种方法需要保证 DEH系统功率控制回路始终处于投入状态，否则一次调频功能就难以有效发挥作用。当功率控制回路不投入时，DEH控制系统为阀位控制方式，一次调频为纯比例调节，调节品质与机组运行参数及调节阀的流量特性有关，一次调频的实际负荷响应与调频负荷目标值必然存在偏差。
DEH控制系统一次调频反应速度快，但存在偏差，且持续性差，机组蓄热只能
火电机组一次调频及试验
