覃银清
广东粤电云河发电有限公司 广东云浮 527328
摘要：本文主要针对某厂上汽300MW机组+9MW储能系统，在一次调频频率扰动情况进行动作分析。分别对比300MW运行机组与带储能系统机组的运行情况，分析了相关机组的一次调频能力，保障了机组的安全稳定运行，实现机组及储能系统在电网一次调频的重要作用及动作可靠性。
关键词：储能系统；一次调频；动作分析
1、前言：
某厂 #5、6号机组锅炉采用上海锅炉厂制造的 300MW循环硫化床锅炉，锅炉为亚临界参数自然循环单汽包循环硫化锅炉，单炉膛、一次中间再热、绝热式旋风分离器、露天布置、固态排渣、受热面采用全悬吊方式、炉架为双排柱钢结构。锅炉最大连续出力 1036t/h。汽轮机为上海汽轮机厂有限公司 300MW 纯凝汽轮发电机组,汽轮机为亚临界参数、反动式、单轴、一次中间再热、双缸双排汽、纯凝机组。#5、6号机组分散控制系统采用北京国电智深控制技术有限公司生产的 EDPF-NT 分散控制系统。电力系统运行的主要任务之一是对频率进行监视和控制，而发电机组的一次调频功能对维持电网频率的稳定至关重要，为保证电网安全、稳定运行，根据一次调频运行管理规定要求，并网发电机组均要求投入一次调频功能。一次调频是指当电网频率偏离额定值时，发电机组调节控制系统自动控制机组有功功率的增加（频率下降时）或减少（频率升高时），以使电网频率迅速回到额定值范围的特性。
#5、6 号机组一次调频性能指标如下：
1） 机组参与一次调频的死区为±0.033Hz（±2r/min）。
2） 机组转速不等率 5％。
3） 机组采用 DEH、CCS 联合一次调频方式。
4） CCS+DEH 联合方式和 DEH 本地一次调频动作响应时间均小于 3 秒，一次调频动
作稳定时间小于 60 秒，15 秒内最大一次调频量达到理论值的 75%以上，60 秒内的调频贡献量大于 60%。
5） 机组一次调频最大幅值等于±8％Pe(±24MW)。
2、一次调频频率扰动事件概述：
2019年10月22日16:10:35，南方电网楚穗直流单极闭锁，甩负荷2300MW，系统频率从49.970Hz降至49.863Hz，图一所示。某厂运行方式为#5机组运行，#6机组运行且9MW储能系统挂在#6机组运行，现将一次调频过程中储能系统的动作情况分析如下。
#5、6机组一次调频功能由DEH实现，其中#6机组带储能一次调频闭锁功能则由DCS和储能EMS共同实现，一次调频动作死区为49.967HZ～50.033HZ(对应汽机转速2998r/min～3002r/min)。周波或转速超出死区，认为一次调频动作；储能功率曲线出现不再变化的“拐点”，认为闭锁功能生效，反之则为解除闭锁；储能功率为A、B段功率叠加。
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3、响应机组一次调频响应分析
3.1.#6机组，带储能运行
16:10:35，系统扰动前，#6机组AGC调度指令275.39 MW，#6机组实际联合出力278.34 MW, 此时#6机正以4.8MW/MIN的速率降负荷,储能出力为最大值-9.1MW，机组转速2998.9rpm,机组事前调频分量为0MW。趋势记录如图二所示：
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16:10:37，系统扰动后，机组转速2992.03rpm，AGC指令275.39 MW，机组实际联合出力最高280.843MW，此时一次调频动作，储能闭锁出力为-9.1MW不变。一次调频分量为2.503 MW，一次调频总体响应2.503 MW（= 事后一次调频分量-事前一次调频分量），趋势记录如图三所示。一次调频响合格。
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16:10:44 , 系统扰动期间，#6机组AGC调度指令由275.39MW变成293.12MW，#6机组实际出力288.746MW，此时#6机转速由2992.03 rpm升至2996.61rpm,转速偏差仍然大于2转，一次调频继续动作,储能闭锁出力不变，一直保持为-9.1MW～-6.8MW之间，储能装置持续充电，直到16:16:13分，转速升至2998.9 rpm，转速偏差仍然小于2转，一次调频动作结束，储能出力闭锁信号消失，此时AGC调度指令300.579MW，机组实际负荷299.477MW，负荷偏差为1.102MW,储能出力恢复至1.27MW，趋势记录如图四所示：
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3.2.#5机组，正常运行
16:10:35，系统扰动前，#5机组AGC调度指令220.578 MW，#5机组实际总负荷222.655 MW，机组转速3001.19rpm,机组事前调频分量为0MW。趋势记录如图五所示：
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16:10:37系统扰动后，机组转速2994.32rpm，AGC指令220.578 MW，机组实际总负荷231.629MW，一次调频分量为8.974 MW，一次调频总体响应8.974 MW（= 事后一次调频分量-事前一次调频分量）。趋势记录如图六所示。一次调频响应合格。
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4、分析结论：
根据记录分析，一次调频动作时#6机正处于AGC方式下降负荷运行，储能装置接受一次调频动作信号，闭锁出力在满出力充电状态，一次调频动作一段时间后，机组AGC指令改变，要求机组升负荷，AGC指令目标值已明显大过机组实际功率，如此时一次调频未动作，则储能应立即响应负荷偏差，反向进行放电，然而此时一次调频依然处于动作期间，储能受一次调频动作信号闭锁，出力保持不变，仍然处于满出力充电状态，直到一次调频动作结束，期间储能无法一直维持满出力充电状态，这与储能当时的状态有关，因为储能长时间持续充电，某些电池因为温度保护而限功率导致，从结果看，储能出力虽有下降，但对机组来说相当于加负荷，有利于稳定周波，不算反调。
综上所述，对照《广东电网发电机组一次调频运行管理规定（第一次修订版）（广东省电力调度中心，2010 年 2 月）》、《南方区域发电厂并网运行管理实施细则（南方监能市场〔2017〕440 号）》和次调频响应合格，而#6机同样具备系统带储能状态下的一次调频能力。
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