汽轮机调频控制的改进与实施

2010年05月12日11:43:03 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

随着我国市场经济的发展和完善，电能已作为一种商品进入了市场的竞争机制。电能既然是商品，用户就必然对其有质量要求。对提供电能的电网而言，保证电网频率稳定是保证电能品质的一个重要方面。目前，大容量机组在电网中的比例不断增大，电网因用电结构变化而引起的负荷峰谷差也逐步加大，这种情况促使大容量单元机组的运行方式逐步发生了变化，过去常常只要求带固定负荷的大机组，现在也需要根据电网中心调度所的负荷需求指令和电网的频率偏差，参与电网的调峰和调频，以保证电网的负荷要求和频率稳定，因此，目前各大电网已开始考虑将大型单元发电机组的调频能力作为电站的一个经济指标来考核。汽轮机参与调频实质上是用修正后的电网频差信号与电网负荷指令相迭加作为电网对机组的负荷需求，通过调节汽轮机迸汽阀的位置，改变汽轮机的功率，使其转速基本保持不变，从而维持其频率不变。这种调频方法，又称一次调频，它具有调节速度快、作用明显、准确度较高的特点，是目前电网调频的首选方法。
一、汽轮机参与一次调频需要注意的事项
由于种种原因，目前各个电厂现有的汽轮机数字电液控制系统的调频能力参差不齐。机组控制系统类型不同，调频中出现的问题也不同。比如，有的机组设计时没有频差死区;有的机组存在设计上的缺陷，导致运行人员不能在操作员画面上进行调频控制的投用和切除操作等，这些问题都直接影响了汽轮机调频功能的发挥，需要进行改进。
1.1 参数设置时应考虑的问题
汽轮机调节系统主要有两大功能，其一是满足电网负荷的需求，其二是维持机组一定的转速，不等率δ代表的就是转速(频率)与功率(负荷)的关系[1]。理论上通过计算可以得出汽轮机实际转速与额定转速的偏差ΔSp所对应的功率变化量ΔN，但实际上受蒸汽压力、温度、阀门线性度、炉型等的影响，计算出的δ并不能完全代表实际的δ，因此，应通过有关试验，测出实际可用的Sp-N曲线。
死区参数的设置应当适中，应注意在保证机组调频能力的同时，防止调门过于频繁的动作。调频过于灵敏，将不利于设备的安全[2]。
1.2 负荷范围
每台机组均有一个调频安全区域，一般应在AGC负荷投用范围内投用调频功能，即:下限为AGC投用的下限，上限为机组的额定负荷。
1.3 适用性
调频与AGC的配合以及调频功能投用的方便也应加以考虑。
二、改进不完善的调频控制逻辑
针对早期的汽轮机调节系统对机组的调频功能一般没有引起足够重视这一情况，需对其内部的调频控制逻辑中一些不够完善的地方进行重新设计。
为了保证机组的安全和运行人员的操作方便，可以考虑在原控制画面上新设计一个汽轮机调频控制的"开始"(START)和"停止"(STOP)逻辑。具体思路如下:
2.1 建立点目录
首先在DATABASE中增加点目录"START"、"STOP"、"S"，且分别设置为:
START(AL)
REL_TYPE DM
F---1.0
IV F
J4 0
DG 0
STOP(AL)
REL_TYPE DM
F---1.0
IV F
J4 0
DG 0
S(AL)
REL_TYPE DM
IV F
J4 0
DG 0
2.2 确定文本算法中的逻辑关系
采用文本算法是为了使有关变量之间繁复的逻辑关系变得简单化，其较终目的是让操作人员看到较简洁的控制效果图。
在DPU的TEXT文本算法中定义“TRANSF”功能块，取其编号为No 69，具体逻辑关系如下：
ALGORITHM No 69
IN1 O 003Z 297
IN2 A 30
FLAG S
OUT X
其中No 296、297的逻辑关系为：
ALGORITHM No 296
IN1 30
IN2 O003Z851 FLAG OP30381
OUT O003Z 296
ALGORITHM No 297
In1 O 003Z 296
HILM AVAL 610
LOLM AVAL 611
OUT O 003Z297
ALGORITHM No 610
DIAG 8
VALU 300.0000
OUT AVAL 610
ALGORITHM No 611
DIAG 8
VALU-300
OUT AVAL 611
2.3 画梯形(LADDER)逻辑图
在文本算法中确定了功能块的逻辑关系后，就可以根据控制要求进行LADDER的设计，本控制逻辑简化的LADDER图见图1。

LADDER图中的S是虚拟的继电器输出，它在文本算法中作为功能块“TRANSF”(No 69)的转换条件。当S带电(S=1)时，调频回路就投入运行，反之则停止。
完成上述步骤后，需进行程序的UPDATE和DOWNLOAD。DOWNLOAD时要注意LAD-DER图的存放区域，尤其应保证该存放区域有效激活。
三、应用
改进后的汽轮机调频控制可以极大地方便运行人员的操作，同时也使汽轮机调频控制的投用情况一目了然。目前，这种改进的汽轮机调频控制已在某火力发电厂300MW汽轮机组上得到应用，并取得了良好的效果。
四、结语
汽轮机参与一次调频既要考虑电网的需求，也要考虑机组设备的安全，而调频控制投用的方便与否也会直接影响电网调频的总体能力。在今后新机组控制系统的设计中，应对汽轮机的调频功能作认真考虑，以使机组更好地适应电力发展的要求。

汽轮机调频控制的改进与实施

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