（华电电力科学研究院有限公司 310000）
摘要：目前火电机组一次调频指标面临电网考核较大的压力，机组核心参数在正常工况下能够维持较好效果，但在电网频率震荡工况下，机组一次调频功能不能准确调节电网频率，对考核指标影响较大，其中由于一次调频转速不等率超标和响应特性不达标问题，导致某厂一次调频指标屡屡被电网考核，下面结合某电厂的一次调频的优化，讨论一下一次调频的控制策略优化及应用效果分析。
关键词：火电机组；一次调频；优化
前言
目前，国内火电机组采用汽轮机转速差计算一次调频功率指令，针对该现状笔者分析认为:在稳定状态下汽机转速能够比较准确反映电网实际频率，但在电网频率动态震荡下，汽轮机转速不能准确反映电网的实际频率，对一次调频功能会产生不利影响。因此，提出采用电网实际频率计算一次调频功率指令，这样机组能够快速准确的调节机组负荷，进而改善传统方法存在的不足，提高一次调频的精度。
1火电厂一次调频的主要技术指标
因为一次调频是一类综合性的问题，它的功能是否健全、工作状况是否良好全都要看它的技术指标是否在合理的范围内，一次调频所涉及到的指标主要有转速不等率、调频死区、调频负荷范围、功率补偿量等常量。根据国家出台的相关火电厂一次调频问题指导文件的相关要求，火电厂一次调频的调节死区应该设置为±2r/min；转速不等率δ为5%；一次调频的最大功率为额定功率的8%即±24MW（300MW机组）或6%即±36 MW（600MW机组；一次调频负荷响应滞后时间不应小于3s，机组迟缓性小于0.07%（200MW以上机组），一次调频稳定时间不大于60s。各个常量中也有具有各自特性的工作系统或指标。例如转速不等率，它是专门负责反应机组稳定率的一项指标，在特定的功率条件下，随着机组工作的时间长度或者强度的变化而发生不同的变化，从而判断出机组的运行情况。通过转速不等率（δ）的计算公式就不难看出，它的计算结果与机组的运行稳定性呈反比的态势，它的计算结果越大，机组的稳定性越差，越需要加强调节和控制；反之，则代表运行状况良好。
所谓的频率死区并不是指停止运行工作的系统或者区域，而是指对电网的转速反应较为迟缓的区域。频率死区的设定主要是为了提高电网运行的稳定性，减少其波动的情况，所以它是电网中的一个不可或缺的组成部分。而调频负荷范围也是机组运行中的一种保护性区域，电网甚至是机组在运行时总是会遇到一些超负荷的情况，有调频负荷范围在机组或者电网就可以有机会对超负荷的问题进行一定程度的自我调节，从而防止安全事故等问题的衍生。机组迟缓率是指机组内的某些部件或者系统由于安检工作不到位或者保养工作不到位等原因而使其不能正常的高效率工作的问题的反应数据，它的存在是为了帮助调节系统将机组的转速控制在有效的范围内。机组的数据还有一项是关于运行补偿量的，即一次调频功率补偿量，它反映的是机组转速不等率与电网频率频差之间的关系。
2火电机组一次调频的实现方法
火电机组的正常运行是靠两个系统支撑的，即DEH系统和协调控制系统（CCS系统），这两个系统同时也是火电机组一次调频问题的主要承担者，两个系统围绕一次调频问题互相独立工作。电网的最大特点就是频率信号难以捕捉，闪烁不定，所以只能选取一个参照转速作为标准，即汽轮机转速。DEH系统是汽轮机运行的主系统，负责电网的开关以及转速调节等工作，在DEH系统响应一次调频时，会通过频差信号修正综合阀门指令。而CCS系统主要为校正调节系统，它的工作性质差别不大，只需保障电网运行的转速维持在一个稳定、精确的区间内即可，若汽轮机的转速需要调节，CCS系统也需要进行相应的调节。
3火电厂一次调频的问题和优化方法
根据某电厂资料统计，导致一次调频不合格的因素有很多，主要有以下几个原因：
（1）高压蒸汽调节阀门的调节曲线不够理想。
（2）CCS侧的调节系统死区和速率不够协调。
（3）DEH系统的速率信号延误；RTU数据传送延迟。
针对以上的问题，在技术层面，我们首先采用优化DEH阀门流量特性的曲线，使其更加与实际情况吻合，使曲线接近线性化；提议更换或者加装精度高的变送器来提高DEH转速信号的准确度；针对CCS系统适当的提高PID的控制参数，加快负荷的调节速率；通过仪器测算出RTU基本延时，然后增加对应的调频量。通过上述技术方面的优化，可以有效地提升一次调频的合格率。
火电厂的一次调频问题虽然复杂，涉及到的数据庞多，但这并不代表这个问题不能被完全的优化和控制。除了技术层面的优化，对于平时工作也有着需要优化的方面。一旦发现数据有任何的波动或者不正常就应该立即提高警惕，观察其变化，以能够保证在第一时间内对出现的问题进行相应的解决和控制。但要实现这种预想，首先要做的就是要全面提高工作人员的工作责任感和综合素质。虽然像火电厂类的大型发电机组，一般情况下不会出现较大的问题，这样就会滋生工作人员的侥幸心理，通过加强电厂工作人员责任心就可以很好的规避这类问题，从而使得一次调频发生故障时能够得以及时解决。随着科技水平的提高，火电厂也会运用更多的科技手段，只有提高工作人员的综合素质才能保证其操作的规范性以及反应问题的灵敏性。
4优化主蒸温度控制
主蒸温度控制系统影响着机组的运行稳定性，间接影响着机组不等率的确定，该系统控制主要由两级喷水减温系统构成。第一级喷水减温阀门的调量是第二级喷水减温器的入口温度，第二级喷水减温调节量是末端过热器的出口温度。采用前馈串级PID算法，具体控制策略有:锅炉主控微分前馈、磨煤机启停补偿、进口温度微分等。由电厂运行人员设定温度控制设定值，并与实际值进行比较，通过主调节器调节减温器出口温度，副调节器调节阀门开度也就是减温水的流量，从而控制主蒸汽的温度。这部分优化工作主要集中在PID整定以及前馈量的修正上。
5优化后效果
通过优化一次调频控制策略、优化主蒸汽温度控制、制粉系统出力控制优化，机组CCS系统优化后控制效果有明显提高，锅炉的主蒸汽压力、温度、再热器温度、含氧量等参数得到了比较好的控制，提高了机组的适应性和一次调频的调节能力。
结语
一次调频问题对于火电厂、对于电网都是具有关键意义的，从某种程度上来说，一次调频问题的控制力度将直接影响到人们生活和发展。因为，一次电频问题的合格性将直接影响着火电厂运行的稳定性和高效性。但火电厂的一次调频问题也要靠诸多的数据进行反馈，因此，针对火电厂的一次调频问题进行优化时必须要做好数据的监测和计算，针对问题进行对应的解决，时刻将其控制在合格的范围内。
参考文献
[1]李云，邹包产，郝臻.火电机组一次调频性能优化研究与应用[J].内燃机与配件，2017（3）：143-145.
[2]高晓光，李小军，唐戢群.水电机组一次调频性能优化研究[J].长江科学院院报，2016，33（10）：145-148.
[3]高爱国，尚勇，康静秋.提高自动发电控制性能指标的协调控制策略优化与应用[J].热力发电，2012，41（12）：43-47.