水电厂一次调频考核评价不合格原因分析

水电厂一次调频考核评价不合格原因分析
近期电网并网辅助服务考核中一次调频被考核情况较多。

现专题分析如下：
1、一次调频被考核主要项目：
1）、一次调频动作方向不正确；
2）、一次调频动作量不足，即少于调度测算的理论动作值的50%；
3）、5号机一次调频功能空开未投入，导致一次调频功能未投入被考核；
4）、调度侧“一次调频功能投入”信号联接错误至“一次调频动作”信号（3月底已修改）；
5）、一次调频合格率达不到99.99%，被考核情况：2月-5月份申请免考核前，一次调频动作评价次数为13次/机组，全厂5台机组总的错误动作总次数达到16次，平均每台机3.2次，错误动作率达24.6%，动作总合格率只有75.4%。

2、一次调频技术要求及并网辅助服务考核相关条款：
1）南方电网对一次调频的技术要求为：
⏹50米以下水头机组一次调频负荷响应滞后时间应小于8秒。

⏹机组一次调频的负荷调整幅度应在15秒内达到一次调频的最大负
荷调整幅度的90%。

2）并网辅助服务考核评价系统一次调频应该动作记录判断条件：
⏹电网频率过动作死区（0.05Hz）
⏹持续时间超规定过动作延时（15s）
3）并网辅助服务考核评价系统一次调频评价记录判断条件：
中间的频率峰值超过评价门槛（0.065Hz ）
3）并网辅助服务考核评价系统机组一次调频动作评价不合格判断条件： ACT_ENG/THEORY_ENG<50% 其中：ACT_ENG 为实际动作积分电量；THEORY_ENG 为理论动作积分电量。

理论积分时间和实际积分时间保持一致，积分开始时间为频率过死区时间，积分结束时间为频率回到死区的时间，最长不超过1分钟。

理论积分电量公式中P 为机组额定容量，实际积分电量公式中PSt 为每秒的有功值，PST 为开始时刻有功值。

3、原因分析及计划采取处理措施：
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∆调节t t t dt P Eng Theory ()3600
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∆调节
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PST PSt Eng Act
1）、一次调频考核为新课题，调度侧的一次调频合格率的评价算法可能存在不合理性，如：①算法中未考虑一次调频的响应滞后时间、负荷稳定时间、负荷调整达90%时间等因素；②我厂的一次调频动作时间较考核系统开始计算时间提前。

处理措施：A、进一步将水电厂一次调频考核评价系统存在的问题反应给电监会和调度，力争修改完善考核算法和判据；B、调速我厂一次调频相关参数，使一次调频动作尽可能晚于考核系统开始计算时间。

2）、机组频率测量偏差（0.01Hz）、调度侧系统频率变送器测量误差和计算通道误差（0.005Hz—0.01Hz）、导叶动作死区0.25%，负荷反向变化特性（即开度增大负荷减小）、一次调频动作前负荷微调过程中（即监控PID在微调）的方向相反减弱一次调频动作的效果等原因，导致一次调频的动作量偏小不满足要求。

处理措施：
A、进一步校正我厂调速器测频偏差；
B、补偿频率偏差量；
C、在满足一次调频技术要求基础上，加大一次调频动作量（即程序中增加一次调频计算频差）。

3）、我厂调速器正常控制时为开度控制模式，一次调频合格率目前考核的量有功功率，此控制方式与考核量存在偏差。

处理措施：
A、在满足一次调频技术要求基础上，加大一次调频动作量。

B、进一步摸索导叶开度、桨叶开度、水头与有功功率之间的关系，探讨修正一次调频相关参数的方法，使开度模式下有功变化量尽量满足要求。

C、探讨调速器功率调节模式及监控系统负荷调节方式（脉冲控制方式、有功模似量出控制方式、有功通信设定方式等），改善一次调频性能和AGC 负荷调节性能。

4）、我厂监控系统的数据上送到调度后台的时间约为4—8秒，101规约数据总召唤时间（总召唤一次时间约为30秒）、通信偶尔不正常、监控系统网络堵塞数据传送变慢（我厂曾出现过因一光纤时通时断导致几十秒负荷不变化的情况）、第三方通道故障引起通信中断、调度侧设备故障引起通信故障等原因引起。

处理措施：
A、增设调度专用数据通信，增高数据传输出速度和可靠性。

计划近期增设。

B、针对我厂因网络原因可能出现的长时间数据不刷新现象，有可能导致一次调频、AGC调节速度和调节精度被考核情况，增设各台机组有功功率无变化（5秒内均无任何变化）判据，报警（报语音和光字），出现此现象时及时检查处理网络通信各环节是否存在问题。

C、采用功角子站系统（PMU）采集的有功功率等数据进行核算，或两套系统同时核算，任一核算满足要求即算合格。

D、调度通信存在故障时（数据不正确、两个通信中断、通道故障、数据
刷新慢等），做好记录，以备考核时查询。

5）、因系统频率的来回变化特性，一次调频动作、动作复归非常频繁，有时调度的一个一次调频动作评价期内有20—40次一次调频动作又复归的信号。

以2010年5月20日一号机的28—32分钟一次调频评价（调度侧只算一次）为例进行说明，一次调频动作的时间短（最小1秒，最大9秒，平均2.8秒）和间隔时间都非常少（最小0.5秒,最大35.3秒，平均7.2秒），出现一次调频动作信号频繁动作和复归。

如下：
此现象的后果：
A、此现象严重影响值班人员监盘和操作，加上附加信号（一次调频动作后有闭锁有功功率信号，一次调频信号转发PMU等），全厂5台机时平均一
个信号可能少于0.3秒。

B、一次调频的效果也因监控的PID重新调节回来，导叶来回调节，导致一次调频动作后有功功率的贡献不明显。

即一次调频信号一结束，由于今年3月监控侧有功PID已由跟踪实发值改为跟踪原设定值，PID马上起作用将导叶按PID设定值进行调节（一次调频动作结束后的动作值一般比原实发值偏差1-2MW，此时的调节一般为回调），而当下一个一次调频动作时，导叶又跟随频率进行调节，导致调速器导叶来回调节，一次调频动作的有功变化效果不明显。

程序中的判据：
“一次调频动作”判据：“调速器机频大于动作死区达0.8秒以上时，一次调频动作”。

改为：“调速器机频大于动作死区达1.2秒以上时，一次调频动作”。

“一次调频动作复归”判据：一次调频动作1秒以上，且调速器机频恢复到动作死区0.05Hz以内时立即复归。

处理措施：
A、一次调频动作死区：由0.05Hz改为频差0.045Hz。

B、“一次调频动作”判据：“调速器机频大于动作死区达0.8秒以上时，一次调频动作”。

改为：“调速器机频大于动作死区达1.2秒以上时，一次调频动作”。

C、在调速器PLC中修改“一次调频动作复归”判据，改为：一次调频动作5秒以上，且调速器机频恢复到动作死区0.05Hz以内达5秒以上时复归（暂定5秒，视实际效果修改）。

D、在监控PLC中增加：一次调频动作结束后，1分钟内如PID设定值未变化，一直闭锁监控的有功功率调节。

6）、一次调频动作后AGC立即进行再次负荷分配引起各机组间负荷进行调整，引起一次调频的动作量不合格。

处理措施：
一次调频动作复归后1分钟内，若全厂无新总有功设定值，则闭锁AGC 在全厂内部机组负荷的重新分配。

7）、机组调速器水头设定，导致一次调频动作不合格。

5月份有2次在一次调频动作前或动作过程中对全厂5台机组调速器水头进行了修改。

修改后桨叶重新协联，导致有功负荷不满足要求。

处理措施：
在监控和调速器上分别实现，一次调频动作期间和一次调频动作复归后1分钟内，暂时闭锁机组调速器水头设定。

实现在监控和调速器工控机上对水头设定的限制。

8）、我厂机组为轴流转桨式水轮机组，在桨叶准备进入协联状态（桨叶仍在全关状态）时，有一段区间导叶开度在变化，但实际负荷基本上无变化，或变化量非常小，根本满足不了一次调频的性能要求，此段区间一般在30%—50%导叶开度。

如1月27日负荷曲线：导叶变化15%开度，有功负荷才变化2MW（50.5
到52.5MW），而其它位置相同水头下，导叶变化相同开度时，有功可变化10MW左右。

同样在桨叶开度仍较小时，导叶开度变化对负荷变化的仍偏小（进一步收信数据）。

处理措施：
A、提免考核申请；
B、增加相关信号反应此类信号（桨叶在全关一次调频动作，则报“桨叶全关一次调频动作机组有功贡献有限”）方便查询，有利于提供相关证据给中调；
C、与调度协商提供相关信号给并网辅助考核评价系统，便于一次调频免考。

9）、水头低于额定设计水头时，我厂AGC设定水头、拦污栅堵塞情况等因素导致机组最大出力与上送调度的允许最大出力存在较大的偏差，在导叶已全开出现频率偏低一次调频动作时，机组有功功率无法再增加，此时一次调频和AGC均可能会被考核。

处理措施：
A、提免考核申请；
B、增加相关信号反应此类信号（导叶开度大于98%且一次调频动作增有功，则报“一次调频动作机组已达最大负荷”）方便查询，有利于提供相关证据给中调；
C、与调度协商提供相关信号给并网辅助考核评价系统。

10）、机组运行过程中或其它状态下一次调频功能未投入未能及时发现（5号机有段时间未投入）。

处理措施：
A、增加一次调频功能投入空开投入信号至监控系统（通信量实现），在机组检修标志未投入时一次调频功能投入空开未投入时，报警（故障光字和语音）；
B、机组在发电态时，一次调频功能未投入时（如调速器切至手动时一次调频功能自动退出），进行报警（故障光字和语音）；
C、在AGC等经常监视的画面增加一次调频功能投入空开信号和一次调频功能投入信号，方便监视并及时提醒值班人员。

11）、其它，如调速器故障处理时，一次调频功能将自动退出，机组监控现地控制单元PLC重启，上位机主机重启，调度通信管理机重启，调速器A/B 机切换过程中（切换后恢复），此时系统频率异常则一次调频无法动作。

处理措施：
A、调速器故障处理时，需调速器切至手动运行方式时，一次调频功能将自动退出，需申请调度同意并及做好记录；
B、一次调频功能因各种原因未能投入时，汇报调度并做好记录，以便于申请免考核。

C、有影响一次调频和AGC、有功功率功能的工作时汇报调度同意后才能开始做措施，并做好记录以备事故申请免考核。

5、下一步工作建议：
由于并网辅助服务考核刚开始实施，部分规则各厂均在适应过程中，同时考核系统也在逐步完善。

加大对一次调频动作情况和考核情况的关注，出现问题及时组织相关技术人员（厂家、中试院、调度等）进行有针对性的分析。

针对存在的问题前段时间桂冠公司已组织各厂汇总修改意见反馈给电监会。

建议分公司近期组织各厂技术人员、设备厂家、中试院、调度对并网辅助服务考核中存在的问题组织进行分析、制定整改方案、进行有针对性的试验，如试验时同时核对并网辅助服务考核评价系统的正确性。

建议在几个厂进行一次调频核对性试验并校核并网辅助服务考核系统的正确性。