汽輪機(jī)調(diào)頻控制的改進(jìn)與實(shí)施

　　摘要：該文對(duì)單元機(jī)組汽輪機(jī)參與調(diào)頻控制時(shí)應(yīng)注意的一些問題進(jìn)行了探討，介紹了一種已在某電站300MW機(jī)組上實(shí)施的汽輪機(jī)調(diào)頻控制的改進(jìn)原理和方法。
　　
　　隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和完善，電能已作為一種商品進(jìn)入了市場的競爭機(jī)制。電能既然是商品，用戶就必然對(duì)其有質(zhì)量要求。對(duì)提供電能的電網(wǎng)而言，保證電網(wǎng)頻率穩(wěn)定是保證電能品質(zhì)的一個(gè)重要方面。目前，大容量機(jī)組在電網(wǎng)中的比例不斷增大，電網(wǎng)因用電結(jié)構(gòu)變化而引起的負(fù)荷峰谷差也逐步加大，這種情況促使大容量單元機(jī)組的運(yùn)行方式逐步發(fā)生了變化，過去常常只要求帶固定負(fù)荷的大機(jī)組，現(xiàn)在也需要根據(jù)電網(wǎng)中心調(diào)度所的負(fù)荷需求指令和電網(wǎng)的頻率偏差，參與電網(wǎng)的調(diào)峰和調(diào)頻，以保證電網(wǎng)的負(fù)荷要求和頻率穩(wěn)定，因此，目前各大電網(wǎng)已開始考慮將大型單元發(fā)電機(jī)組的調(diào)頻能力作為電站的一個(gè)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來考核。汽輪機(jī)參與調(diào)頻實(shí)質(zhì)上是用修正后的電網(wǎng)頻差信號(hào)與電網(wǎng)負(fù)荷指令相迭加作為電網(wǎng)對(duì)機(jī)組的負(fù)荷需求，通過調(diào)節(jié)汽輪機(jī)迸汽閥的位置，改變汽輪機(jī)的功率，使其轉(zhuǎn)速基本保持不變，從而維持其頻率不變。這種調(diào)頻方法，又稱一次調(diào)頻，它具有調(diào)節(jié)速度快、作用明顯、準(zhǔn)確度較高的特點(diǎn)，是目前電網(wǎng)調(diào)頻的方法。
　　
　　一、汽輪機(jī)參與一次調(diào)頻需要注意的事項(xiàng)
　　
　　由于種種原因，目前各個(gè)電廠現(xiàn)有的汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)的調(diào)頻能力參差不齊。機(jī)組控制系統(tǒng)類型不同，調(diào)頻中出現(xiàn)的問題也不同。比如，有的機(jī)組設(shè)計(jì)時(shí)沒有頻差死區(qū);有的機(jī)組存在設(shè)計(jì)上的缺陷，導(dǎo)致運(yùn)行人員不能在操作員畫面上進(jìn)行調(diào)頻控制的投用和切除操作等，這些問題都直接影響了汽輪機(jī)調(diào)頻功能的發(fā)揮，需要進(jìn)行改進(jìn)。
　　
　　1.1參數(shù)設(shè)置時(shí)應(yīng)考慮的問題
　　
　　汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要有兩大功能，其一是滿足電網(wǎng)負(fù)荷的需求，其二是維持機(jī)組一定的轉(zhuǎn)速，不等率δ代表的就是轉(zhuǎn)速（頻率）與功率（負(fù)荷）的關(guān)系[1]。理論上通過計(jì)算可以得出汽輪機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速的偏差ΔSp所對(duì)應(yīng)的功率變化量ΔN，但實(shí)際上受蒸汽壓力、溫度、閥門線性度、爐型等的影響，計(jì)算出的δ并不能*代表實(shí)際的δ，因此，應(yīng)通過有關(guān)試驗(yàn)，測出實(shí)際可用的Sp-N曲線。
　　
　　死區(qū)參數(shù)的設(shè)置應(yīng)當(dāng)適中，應(yīng)注意在保證機(jī)組調(diào)頻能力的同時(shí)，防止調(diào)門過于頻繁的動(dòng)作。調(diào)頻過于靈敏，將不利于設(shè)備的安全[2]。
　　
　　1.2負(fù)荷范圍
　　
　　每臺(tái)機(jī)組均有一個(gè)調(diào)頻安全區(qū)域，一般應(yīng)在AGC負(fù)荷投用范圍內(nèi)投用調(diào)頻功能，即:下限為AGC投用的下限，上限為機(jī)組的額定負(fù)荷。
　　
　　1.3適用性
　　
　　調(diào)頻與AGC的配合以及調(diào)頻功能投用的方便也應(yīng)加以考慮。
　　
　　二、改進(jìn)不完善的調(diào)頻控制邏輯
　　
　　針對(duì)早期的汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)機(jī)組的調(diào)頻功能一般沒有引起足夠重視這一情況，需對(duì)其內(nèi)部的調(diào)頻控制邏輯中一些不夠完善的地方進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。
　　
　　為了保證機(jī)組的安全和運(yùn)行人員的操作方便，可以考慮在原控制畫面上新設(shè)計(jì)一個(gè)汽輪機(jī)調(diào)頻控制的"開始"（START）和"停止"（STOP）邏輯。具體思路如下:
　　
　　2.1建立點(diǎn)目錄
　　
　　首先在DATABASE中增加點(diǎn)目錄"START"、"STOP"、"S"，且分別設(shè)置為:
　　
　　START（AL）
　　
　　REL_TYPEDM
　　
　　F---1.0
　　
　　IVF
　　
　　J40
　　
　　DG0
　　
　　STOP（AL）
　　
　　REL_TYPEDM
　　
　　F---1.0
　　
　　IVF
　　
　　J40
　　
　　DG0
　　
　　S（AL）
　　
　　REL_TYPEDM
　　
　　IVF
　　
　　J40
　　
　　DG0
　　
　　2.2確定文本算法中的邏輯關(guān)系
　　
　　采用文本算法是為了使有關(guān)變量之間繁復(fù)的邏輯關(guān)系變得簡單化，其zui終目的是讓操作人員看到zui簡潔的控制效果圖。
　　
　　在DPU的TEXT文本算法中定義“TRANSF”功能塊，取其編號(hào)為No69，具體邏輯關(guān)系如下：
　　
　　ALGORITHMNo69
　　
　　IN1O003Z297
　　
　　IN2A30
　　
　　FLAGS
　　
　　OUTX
　　
　　其中No296、297的邏輯關(guān)系為：
　　
　　ALGORITHMNo296
　　
　　IN130
　　
　　IN2O003Z851FLAGOP30381
　　
　　OUTO003Z296
　　
　　ALGORITHMNo297
　　
　　In1O003Z296
　　
　　HILMAVAL610
　　
　　LOLMAVAL611
　　
　　OUTO003Z297
　　
　　ALGORITHM0
　　
　　DIAG8
　　
　　VALU300.0000
　　
　　OUTAVAL610
　　
　　ALGORITHM1
　　
　　DIAG8
　　
　　VALU-300
　　
　　OUTAVAL611
　　
　　2.3畫梯形（LADDER）邏輯圖
　　
　　在文本算法中確定了功能塊的邏輯關(guān)系后，就可以根據(jù)控制要求進(jìn)行LADDER的設(shè)計(jì)，本控制邏輯簡化的LADDER圖見圖1。

　　
　　LADDER圖中的S是虛擬的繼電器輸出，它在文本算法中作為功能塊“TRANSF”（No69）的轉(zhuǎn)換條件。當(dāng)S帶電（S=1）時(shí)，調(diào)頻回路就投入運(yùn)行，反之則停止。
　　
　　完成上述步驟后，需進(jìn)行程序的UPDATE和DOWNLOAD。DOWNLOAD時(shí)要注意LAD-DER圖的存放區(qū)域，尤其應(yīng)保證該存放區(qū)域有效激活。
　　
　　三、應(yīng)用
　　
　　改進(jìn)后的汽輪機(jī)調(diào)頻控制可以極大地方便運(yùn)行人員的操作，同時(shí)也使汽輪機(jī)調(diào)頻控制的投用情況一目了然。目前，這種改進(jìn)的汽輪機(jī)調(diào)頻控制已在某火力發(fā)電廠300MW汽輪機(jī)組上得到應(yīng)用，并取得了良好的效果。
　　
　　四、結(jié)語
　　
　　汽輪機(jī)參與一次調(diào)頻既要考慮電網(wǎng)的需求，也要考慮機(jī)組設(shè)備的安全，而調(diào)頻控制投用的方便與否也會(huì)直接影響電網(wǎng)調(diào)頻的總體能力。在今后新機(jī)組控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)對(duì)汽輪機(jī)的調(diào)頻功能作認(rèn)真考慮，以使機(jī)組更好地適應(yīng)電力發(fā)展的要求。