火电机组高调门对大电源直供负荷的控制方法

丁玉璋,张长茂,周怀斌,孙建明,王　杰（酒钢集团能源中心，甘肃嘉峪关，735100）



火电机组高调门对大电源直供负荷的控制方法

丁玉璋,张长茂,周怀斌,孙建明,王杰
（酒钢集团能源中心，甘肃嘉峪关，735100）

【摘要】火电机组在运行期间，受供电侧影响，机组需要快速甩负荷来满足供电侧需求，这就需要电网安稳装置动作后，直接作用到机组调门，来快速甩负荷平衡电量要求。

【关键词】火电机组;安稳装置;高周切机;试验策略

1　前言

大电源直供负荷运行最突出的特点，是由负荷控制转变为频率控制，要求调速系统具有符合要求的静态特性、良好的稳定性和动态响应特性，以保证在用户负荷变化的情况下自动保持电网频率[1]的稳定。运行人员关注的问题不再是负荷调整，而是调整电网频率，使之维持在额定频率的附近。由于电网容量较小，电网频率变化快，其中旋转惯量储存的动能和锅炉群所具备的热力势能均较小，需要机组的调速系统具有更高的灵敏度和更快的动态响应。

安稳装置[2]是为保证电网的安全稳定运行而采取的控制系统，一般由安装在下级变电站和大型发电厂组成。当电力系统发生短路或异常运行工况时，各控制子站将信息综合后送主站，同时接受主站发送来的远方切负荷或切机命令。安稳装置作用就是维持系统功角稳定、电压稳定和频率稳定，保证电网的可靠运行。

安稳装置动作，高周切机不能达到预期效果，小机组切机时间不能满足电网要求，这就需要一种快速而又负荷降幅达到一定量，实现电网负荷侧需求的可实施方案。故此我们将安稳高周切机策略改为高周切机与高周快速关闭大机组调速汽门降出力。使高调阀快关电磁阀带电，调门快关后快速减负荷，从而测试动作时间及负荷变化量。

2　试验机组简介

嘉峪关宏晟电热公司电厂单机容量为350 MW，锅炉为东方锅炉股份有限公司的生产的型号：DG-1200/25.4-域4，超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉。汽轮机采用东方汽轮机厂制造的CJK/350/277—0.4/24.2/566/566型超临界汽轮发电机组。DCS、DEH系统均采用美国爱默生ovation3.3.1系统。本机组主要运行方式为CCS协调控制、单阀运行方式。

2.1机组高调门甩负荷策略简述

机组负荷控制在260 MW工控下，且控制方式为协调。模拟电网安稳装置动作后，机组由协调方式切为阀控方式，高调门快关，机组快速甩负荷量在20~25 MW之间，机组工况稳定，负荷趋于平稳。

具体试验过程及数据分析：

机组工况：协调方式下，负荷控制在260 MW点下，单阀运行方式。

试验共做了三次，以下为试验数据

第一次：模拟安稳装置动作信号，机组负荷瞬间由259.507 MW变为239.012 MW，负荷变化20.495 MW,时间间隔为100 ms，CV1阀门反馈由27.506%变为1.353%，高温过热器出口压力为20.646 MPa无变化，总燃料为100.773 t/h无变化，总给水量827.158 t/h无变化，转速3002 r/min无变化，机组协调方式切除。1 s时间变化数据为负荷235.404 MW，CV1阀门反馈1.353%，高温过热器出口压力为20.646 MPa，总燃料、总给水量、转速无变化；2 s时间变化数据为负荷233.105 MW，CV1阀门反馈1.353%，高温过热器出口压力为20.888 MPa，总燃料、总给水量、转速无变化；29 s后负荷将至最低为220.499 MW，负荷变化39.008 MW，高温过热器出口压力最高21.744 MPa，总燃料无变化，总给水量767.527 t/h。

第二次：模拟安稳装置动作信号，机组负荷瞬间无变化，阀位反馈由26.913%变为1.154%，时间间隔为1 s，负荷由259.943 MW变为237.347 MW,变化量为22.596 MW,其他参数无变化。2 s时间变化数据为负荷234.77 MW，变化量为25.173 MW,高温过热器出口压力20.845 MPa变为21.096 MPa，总燃料、总给水量、转速无变化；44 s后负荷将至最低为218.556 MW，负荷变化41.387 MW，高温过热器出口压力最高22.321 MPa，总燃料为103.623 t/h，总给水量757.292 t/h。

第三次：模拟安稳装置动作信号，机组负荷瞬间无变化，阀位反馈由26.721%变为3.215%，时间间隔为1 s，负荷由260.181 MW变为236.911 MW,变化量为23.27 MW,其他参数无变化。2 s时间变化数据为负荷234.492 MW，变化量为25.689 MW,高温过热器出口压力、总燃料、总给水量、转速无变化；37 s后负荷将至最低为216.574 MW，负荷变化43.607 MW，高温过热器出口压力最高23.028 MPa，总燃料为102.714 t/h，总给水量745.555 t/h。

2.2高调门快关甩负荷试验数据分析

为消除机组正常运行过程中压力对调频性能的削弱作用和不同负荷段由于调门特性差异导致调频性能不满足相关技术指标要求的情况，宏晟机组对一次调频前馈回路进行了压力校正、负荷段校正，一定程度上解决了不同负荷段、不同运行压力情况下机组的一次调频性能能够满足指标要求。试验数据见表1。

表1　新6#机组CV1快关甩负荷试验数据分析

2.3试验数据分析

根据机组在260 MW负荷点进行的高调门甩负荷数据分析，当安稳装置动作后，机组首先由协调方式切为阀控方式，触发信号直接作用到高调门快关电磁阀上，负荷在1 s内发生变化，降幅在20 MW左右，机组其他设备均正常，无异常现象。

3　结论

通过试验分析所得，模拟安稳装置动作，负荷在1 s后变化，平均变化量为22.933 MW；负荷在2 s时平均变化量为25.431 MW；负荷在1 min中平均最大变化量为42.497 MW，试验达到预期效果。

[参考文献]

[1]中国电力企业联合会主编.电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB/T50062-2008[M].北京：中国计划出版社.2008.

Control Method of High Regulating Valve for Direct Load of Large Power Supply of Thermal Power Generating Unit

Ding Yuzhang, Zhang Changmao, Zhou Huaibin, Sun Jianming, Wang Jie
(JISCO Energy Centre, Jiyuguan, Gansu 735100, China)

[Abstract]During the operation of thermal power generating unit, affected by power sup-ply side the unit has to urgently shed load to satisfy the demand of power supply. This makes it necessary that after the grid safety and stability device acts it directly applies to the regulating valve of the unit to quickly shed load and balance power supply.

[Keywords]thermal power generating unit; safety and stability device; high-frequency u-nit tripping; test strategy

作者简介：丁玉璋（1983-），男，2011年毕业于兰州理工大学机械制造及自动化专业，大学本科学历，工程师现从事电厂的专业技术管理工作。

收稿日期：2015-06-04

【中图分类号】TM31

【文献标识码】B

【文章编号】1006-6764（2015）10-0050-02