尹景玉
大唐渭南热电有限公司 陕西省渭南市 714000
摘要：本文首先分析了一次调频的内涵和特点，然后分析江西某火电机组在一次调频工作中存在的问题，并且结合问题分析解决方式。通过研究，帮助电厂工作人员寻找对火电机组更为科学的控制策略，优化火电机组的一次调频工作。
关键词：火电机组；一次调频；控制策略；优化
引言：火电机组进行一次调频的过程中，由于电网容量、频率变化的影响，会造成一次调频不合格的情况。为此，应该针对火电机组的运行特点，所在电网的而工作情况，制定出更为科学的调频策略，满足一次调频的考核要求。
1 一次调频概述
一次调频的原理是在汽轮机不改变设定值的情况下，改变转速或者功率控制输出，以及改变控制输出功率，有效改变电网的频率，适应电网的频率改变。在一次调频发生之后，机组需要在控制系统定值不发生改变的时候，使输出功率从零逐渐提升到额定功率，在调节时，汽轮机的转速该变量和额定转速之间不等率的，对于承担荷载不同的情况，机组的转速不等率指标也会有所不同[1]。并且，如果电网的功率出现供需不平衡时，以及电网频率偏离的时候，也会影响一次调频的效果，因此需要结合实际情况制定合理的一次调频策略。
2 一次调频工作中存在的问题
2.1 机组的参数特点
对江西某机组锅炉使用了上海锅炉厂的超临界参数、采用变压运行、四角切圆燃烧方式，以及利用螺旋管圈直流锅炉，汽轮机使用上海汽轮机有限公司生产的超临界压力，一次中间加热，单轴、三缸四排期、双倍压、凝汽式汽轮机。在调试时，该机组调试的合格率只能达到40%，考核压力巨大，所以必须加强调试工作，提升一次调频的合格率。实际应用中，该机组一次调频控制策略依然采用了传统的一次调频方式，频率转速差根据差频函数调节，一次调频会作为前馈直接在汽轮机的调频指令中产生作用，然后会叠加到限幅限速机组负荷指令中，然后作为重量发挥发电机组的闭环逻辑控制作用。
2.2 一次调频过程中的问题分析
江西电网的一次调频合格率会根据实际贡献量决定，其考核工作就是以一次调频作为电厂考核的结果，为了考核的要求，必须使议题调频能贡献更高的积分电量。结合本机组在一次调频工作中参数的情况，结合考核数据的分析，发现了以下几个方面的问题。
2.2.1 一次调频和AGC指令有相互影响
多数机组都采用了AGC控制方式，机组的负荷会同时受到一次调频和AGC的作用，如果机组在运行过程中，其负荷的变动方向和一次调频的指令是相反的，就会导致机组负荷降低的过程中，而且一次调频的负荷贡献量会因为负荷下降而被抵消，甚至会出现一次调频的所有负荷被全部低效的问题，导致调频贡献率不能达标[2]。为了解决这种问题，目前多数机组的控制人员都会在更改控制逻辑，以一次调频优先的逻辑，闭锁反向AGC指令。虽然从理论上可以满足要求，但是实际工作中，汽轮机在运行和调节过程中会受到拉回逻辑的作用，使得汽轮机的负荷指令与实际负荷并不会完全相符合，始终会因为偏差粗存在影响汽轮机的运行，而且也会导致负荷不会反向变化,因此汽轮机的中控积分作用依然会将负荷会拉，仍然会出现调频实际积分电量被抵消的情况。
2.2.2 汽轮机阀门流量特性和重叠度
汽轮机的设计和制造中不仅要满足功能性的要求，也必须确保运行过程中保持足够的经济性，因此为了能够降低节流所导致的损失，会在制造时提升高压缸的效率，并且使用顺序阀的控制模式[3]。
在这种控制模式下，DEH侧的一次调节阀位前馈调节量很难进行精确控制，并且不能达到预期的效果，会对调频的品质造成严重影响，导致一次调频不能满足要求。
2.2.3 主汽压力对一次调频的作用
一般情况下在机组的DEH侧，调频阀位置的前馈大小只受到是频差的作用，但是在一次调频时，调频阀位的前馈设计一般都是按照额定压力确定的，在实际工作中，如果调频工作存在主汽压力偏差较大的问题，或者负荷较低时压力值比较低，就会导致调频前馈带来的负荷变化存在过大的偏差，或者容易出现变化量不足，将会不利于一次调频的效果。
2.2.4 传统DEH侧一次调频逻辑对调频持续性的影响
DEH侧在汽轮机中有一次调频的作用，传统的DEH侧一次调频控制中，会将频差转化为相应的流量补偿，是一种有差频率比例的调节系统，并且会随着频差产生波动。很多时候，阀门在流量补偿的作用之后，往往实际负荷并不能达到理论要求，但是后阀门还会随着频率继续出现往复的变化，从而导致实际积分点亮并不能有较好的连续性。
3 一次调频方案的完善方法
3.1 对调频动作闭锁汽机主动PID进行反向调节
为了解决一次调频过程中AGC的影响，专门设计到了闭锁机组负荷反向指令策略，还可以专门制作调频动作闭锁是汽机主控PID的反向调控策略，使目标负荷和实际负荷之间偏差减小。在频差越过死区而且可以满足电网考核规定最低闭锁时间60秒的要求，可以通过使用M/A模块的闭锁增减功能，以及禁止I/O站输出反向变化，以及PID运算结果在闭锁时进行跟踪，避免在解禁时出现扰动的请款。在实际工作中，由于江西电网有比较频繁的频率波动，所以进行一次调频工作时往往会导致比较严重的影响，如果闭锁过于频繁，还不利于进行AGC调节。为此厂商可以自主结合AGC的实际情况来对闭锁死区以及延时时间进行设置，防止有不必要的闭锁次数。
3.2 一次调频前馈阀位修正系数
由于阀门流量须有线性的特点，并且存在一定的重叠度，因此在对顺序阀门进行控制时，针对相同的一次前馈量对于汽机阀位落在线性区和非线性去之间负荷的影响完全不同。可以采用整定阀门流量的方法，使其只具有线性的特点，但是使用该方法比较复杂，并且并不经济。为了避免要对阀门的流量特性进行过大的修改，以及制定出一次调频前的修正系数策略，需要结合调频工作中的历史数据，对于不同阀位下的一次调频前馈进行系数的修正，从而满足一次调频工作的需要。
3.3 主汽压力偏差系数策略
对于主汽压力差系数的问题，针对相同的一次调频前馈量，在不同的压力下对负荷的相应有所不同，可以对一次调频的前馈系数策略进行调整，以及根据不同电压差，科学控制调频工作的增量，保证压力偏差系数不会影响一次调频效果。
3.4 一次调频前馈定向闭锁复位
可以对闭锁调频动作的反向指令进行调整，也能让一次调频的贡献电量增加，并且该方法在频率越出死区之后，在限定的时间之内只会选择有利于指令的前馈作为输出，能够避免调门出现反复波动，可以保证设备的安全，并且使用该方法也能提升结构的寿命，以及提升贡献电量。实际应用的而过程中，并不需要对调频的死区进行减小调整，在延迟结束后，能够省去调频动作，调频的动作速率也可以保持之前的状态。电厂也可以研究周边电网的情况，加强在线调节工作，帮助技术人员更轻松地找到合格率和AGC之间的平衡点。
结束语：在使用传统的一次调频策略时，并不能针对不同类型的工况、设备状况予以考虑，因此往往并不能达到调频的要求。因此，在调频的过程中，应该针对当前存在的问题进行分析，结合实际情况进行调整，保证稳定的同时也能确保调频工作的兼容性。
参考文献：
[1]郑熙. 火电机组一次调频控制策略优化及应用[A]. 江西省电机工程学会.2020年江西省电机工程学会年会论文集[C].江西省电机工程学会:江西省电机工程学会,2021:4.
[2]嵇国军,蒋勇.燃气轮机机组一次调频控制策略优化[J].热力透平,2020,49(04):262-266.
[3]殳建军,崔晓波,罗凯明,于国强,史毅越,杨小龙,张天海.基于多模型预测控制的火电机组深度调峰一次调频控制策略[J].锅炉技术,2020,51(06):12-17.