关于DEH系统一次调频逻辑优化

关于DEH系统一次调频逻辑优化
【摘要】表征一次调频贡献的各项指标中，最重要的四项指标是转速死区、响应时间、稳定时间和速度变动率。

依据两个细则中有关一次调频的考核要求，从优化上述四个指标出发，经专业讨论决定，对四台机组的一次调频逻辑进行修改，使其尽可能的满足电网公司下发的考核要求。

【关键词】一次调频;逻辑优化
0.引言
沧东电厂四台机组目前均在DEH系统中设置了一次调频功能，其中#1、#2机的DEH系统组态由上海汽轮机自控中心完成，#3、#4机组DEH系统组态由南京西门子电站自动化公司完成。

其中的一次调频逻辑回路及参数设置基本相同。

由于即将在华北网推行的“两个细则”中，一次调频是其中的很重要考核项目之一，我厂一次调频品质的好坏，直接影响到两个细则的月度考核指标。

表征一次调频贡献的各项指标中，最重要的四项指标是转速死区、响应时间、稳定时间和速度变动率。

依据两个细则中有关一次调频的考核要求，从优化上述四个指标出发，经专业讨论决定，对四台机组的一次调频逻辑进行修改，使其尽可能的满足电网公司下发的考核要求。

1.目前的一次调频逻辑及参数设定说明
（1）一次调频转速死区设定为±2转，速度不等率设定为5%。

（2）电负荷40%以下时，一次调频回路不起调节作用，在40%负荷以上，一次调频回路有效。

（3）画面上没有一次调频的投切按钮，并网后，自动投入该回路。

（4）一次调频具体回路为：汽轮机实际转速与3000做差值运算，经过静态频率特性曲线换算后，生成当前转速下的一次调频调整功率值△P（百分数形式表示），然后乘上压力修正因子（额定主汽压/当前主汽压），再经过±6%的限幅函数后，叠加到设定值的指令出口上。

（5）一次调频回路逻辑简图如下：
（6）依照两个细则的要求，当前的一次调频逻辑及参数设置存在一些问题，现做如下分析说明：
1）逻辑中将转速不等率设为5%，以此生成的调整功率△P叠加到设定值指
令上去，虽然设定值指令改变了△P大小，但实际的电负荷变化量要＜△P，也就是说实际的速度不等率要＞5%，不符合两个细则中的相关要求。

2）一次调频动作次数统计可能会与电网统计的次数有偏差，一是因为我公司处于河北南网的末端，机组当前的网频变化与电网负荷中心点处相比有滞后。

二是由于采用汽轮机转速换算成当前的网频，转速信号的测量是有误差的，在一次调频动作死区的临界点附近，很容易造成动作的不确定性，导致我厂一次调频动作次数与电网公司统计的应该动作次数存在偏差。

3）当前逻辑在电负荷40%以下时，一次调频回路不起调节作用，在40%负荷以上，一次调频回路有效。

此设计的初衷是，考虑到一次调频在机组并网后会自动投入，并网初期，机组负荷很小，锅炉燃烧还不稳定。

如果此时机组正常参与一次调频的话，当遇到电网频率出现较大波动时，会造成汽机调门摆动很大，引起机前主汽压力波动，进而会影响锅炉的稳定燃烧，不利于刚刚并网机组的安全运行。

故此设置了电负荷40%以下时，一次调频不参与调节的限制回路。

但目前两个细则中对一次调频的考核，没有负荷限制，即从机组并网时刻，便开始计入考核。

机组冷态启动，从初始并网升至40%电负荷的过程大概需要4个小时，此时一次调频相当于退出状态，不符合两个细则的要求，需要做出修改。

2.一次调频逻辑优化方案
（1）一次调频逻辑死区设为±1.6转，用以缩短一次调频的响应时间。

（2）为了能够使一次调频的综合指标同AGC的综合指标完美结合，不至于出现在某种特殊工况下，两个回路相互干扰，影响指标数据，特分别设置了升负荷和降负荷两个一次调频动作回路，在CCS逻辑中设置升降负荷的判断回路，送至DEH中，做两个回路的切换条件。

CCS中的负荷升降判断逻辑为，即设定值减去当前的目标值，越过设定的死区后，送给DEH一个开关量信号，做为两个调频回路切换的条件。

关于死区的设置，根据AGC考核要求，负荷稳定精度应该为额定负荷的1%，所以暂时将这个死区设置为负荷稳定精度1%的2倍，即12MW，日据实际运行情况，再做相应的调整。

（3）一次调频的频差信号由DEH送至CCS中，参与CCS中设置的一次调频回路的计算，当调频回路输出的调整功率△P＞3MW时，自动闭锁AGC的增减指令，以避免一次调频动作影响AGC的稳定精度，3MW的限值是否合理，日后根据实际运行情况，再做相应的调整。

（4）相对提高机组的速度不等率，将一次调频的特性函数改为kf(x)±b形式，其中f(x)为一次调频的特性函数，系数k用来调整速度不等率大小，系数b为一次调频两个动作方向上的阶跃幅值，网频高时取负，网频低时取正，用当前频差信号的正负做切换条件。

两个参数均可以在线修改，以便在运行过程中，对回路进行优化调整。

（5）修改后的一次调频逻辑回路为：
（6）修改后的一次调频特性函数如下：
即在转速偏差±3.6转之前，将特性函数的斜率增大，使速度不等率接近2.5%，在转速偏差超过±3.6转之后，恢复为原有的速度不等率5%。

这样做的优点在于，在网频下降不多的时候，机组的一次调频响应速度会大大提高，调整后的功率稳定时间会缩短，尽快的满足电网对一次调频的要求。

（7）暂时将kf(x)±b中的系数k置为1，b置为2MW，这样经过系数k和b 的运算后，调频特性函数曲线上半部会向上平移2个单位，下半部向下平移2个单位，这样做的好处在于，当网频在两个细则规定的±2转临界点时，可以保证我厂的一次调频肯定（下转第207页）（上接第104页）会动作，且至少有±2MW 的动作幅度。

再有，在转速偏差±3转或者±4转时，加上这个2MW的平移量，可以加大一次调频的动作幅度，降低实际速度不等率，缩短功率稳定时间，满足两个细则中的相关考核指标。

（8）关于一次调频是否全程参与调节和保证机组初始并网阶段安全运行的问题上，经过专业讨论决定，不能以牺牲机组运行安全为代价，一次调频的负荷限制回路仍然保留，只是将负荷限制点，由原来的40%额定功率暂时改为100MW，高于100MW时，一次调频回路有效。

机组冷态启动，从初始负荷升至100MW时，大概只需不到1个小时左右的时间。

为了保证机组的安全，可以牺牲这一个小时的一次调频考核指标。

同时为了尽量减少在此期间的被考核概率，建议运行人员，缩短升负荷的时间，尽快使机组到达100MW的限制点以上。

3.结论
修改了一次调频逻辑后，保证了一次调频动作的快速性和幅度，但由于机组长时间处于AGC运行方式，并且两个细则对AGC的精度及反应速度考核也很严格，为了保证一次调频同AGC之间不出现相互影响各自的考核指标的情况出现。

故此，在逻辑修改后，要进行动态的调整试验，在线修改系数k和b，使一次调频和AGC完美结合起来。