(衢州普星燃机热电有限公司 浙江衢州 324000)
摘要：控制区内机组的一次调频性能直接决定了控制区在频率突升或突降情况下的快速调节能力。所以，在电网运行中，有必要对机组一次调频性能开展测试与评价，使电网在不断变化的负荷需求下能够具备较好的一次调频性能。
关键词：6FA联合循环机组；一次调频；在线测试
一、一次调频简介
一次调频（Primary Frequency Control），是指电网的频率一旦偏离额定值时，电网中机组的控制系统就自动地控制机组有功功率的增减，限制电网频率变化，使电网频率维持稳定的自动控制过程。电网为一个巨大的惯性系统，根据转子运动方程，当电网有功功率缺额时，发电机转子加速，电网频率升高，反之电网频率降低。
二、一次调频项目概述
1、项目背景
近年来随着特高压输送线路的投入运行，直流闭锁故障时有发生，对电网频率稳定带来巨大的冲击。与此同时，在直流闭锁过程中发现：部分机组正常运行工况下，一次调频性能响应能力、尤其低频响应能力不足，难以达到标准（GB/T30370-2013）要求。
为此由调度部署实施统调机组一次调频在线测试系统建设，在机组侧开发机组一次调频在线测试功能，在保证发电机组安全运行的情况下，通过104规约与调度进行安全、准确的数据通信，并以调度下发的电网频差指令为目标，实现机组侧一次调频动作响应；调度主站侧根据机组一次调频响应数据对机组一次调频性能进行在线计算与评价，实现调度远方测试发电机组一次调频性能的目的。
三、一次调频实施内容及步骤
1、实施内容
为实现机组侧一次调频在线测试功能，需主站端和电厂端配合实施。主站端负责下发相关指令并采集机组一次调频动作数据，同时完成一次调频响应性能的计算与评价。电厂侧负责接受并处理测试系统相关的信号指令，产生测试逻辑，实现一次调频正确响应。
1.1主站侧的点表配置
主站侧需根据新增信息点表完成与电厂机组端的数据通讯，同时在主站一次调频在线测试系统中对新增信息点定义相应的数据库，并完成主站系统的程控测试，以满足一次调频在线测试指令下发和动作数据采集评价的功能。
1.2交互信号的通讯设置
为实现电厂机组侧一次调频测试功能，需实现电厂和调度调频主站信号的传输。本测试系统所需的遥控、遥信、遥调、遥测等信号经过调频子站实现机组与调度侧的数据通讯。调频子站与DCS 之间信号的传输采用硬件线的方式。
1.2.1机组侧与调度数据交互
机组侧与调度数据通信采用104 规约，通过厂侧远动装置实现数据的传输。为满足一次调频在线测试功能，机组侧与调度数据的交互：
.png)
1.2.2机组侧内部信号通讯
机组侧内部信号通讯主要需实现RTU、DCS、燃机TCS 之间信号的传输。为保证安全性，数据传输以硬接线方式实现。DCS 与AGC 测控装置之间信号交互：
.png)
注：由于AGC 测控装置继电器输出能自保持，测试进行时“一次调频进入测试”信号为“1”，退出时“一次调频进入测试”信号为“0”。DCS 与TCS 之间信号交互：
.png)
1.3厂侧配置及调试
1）机组远动装置的配置及调试；2）信号电缆施放及接线；3）DCS与远动装置及调度主站的通讯测试；4）在线测试系统静态功能测试；5）保护逻辑联锁测试：机组转速故障、燃机测试不允许、测试异常等。
1.4机组侧控制逻辑及人机界面完善
机组一次调频响应要求DCS侧和TCS侧共同实现，因而需分别对DCS和TCS设计相应的一次调频测试响应逻辑回路，同时增加相关的辅助逻辑，包括信号处理归整、测试投切和保护逻辑等。
调频信号归整处理：为防止信号传输中存在的误差，根据调度下发的测试扰动频率的大小，将接收的频差信号分别归整至±0.067Hz、±0.1Hz、±0.1Hz、±0.183Hz。
测试投切和保护逻辑：1）下列任一情况存在时（相“或”），不允许进行一次调频扰动测试：转速故障信号；机组事故工况（一次调频未投入）；手动退出信号；燃机处于温控模式；测试扰动频率信号坏质量；2）一次调频响应测试过程中，出现以上信号时自动退出测试模式。3）电厂操作员站运行员画面设置手动投退测试模式按钮。4）如果测试过程中主站系统异常或其它原因，进入测试3分钟后电厂仍未收到测试退出信号，电厂端应自动终止测试。
一次调频切换逻辑：在接受到TCS发出的一次调频在线测试遥控信号后，将原有的转速偏差切换至调度下发的测试扰动频率遥调指令，一次调频回路按接收的测试扰动频率响应动作。
1.5机组侧一次调频功能回路检查与测试
检查一次调频控制回路功能：1）检查TCS侧控制回路：将接收到的DCS侧归整后的测试频差转化为转速百分度，送入原TCS测试回路的转速设定值中。当进入一次调频测试时，用测试回路的转速百分度替换机组实际转速，以保证测试过程与机组运行过程中一次调频动作响应完全一致。2）检查DCS侧控制回路：燃机机组中正常运行时DCS将机组负荷目标发至TCS中，机组功率控制回路主要由TCS完成。因而DCS控制中需增加负荷目标的闭锁回路，当进入一次调频测试时，闭锁DCS至TCS的目标负荷指令，一次调频负荷响应由TCS实现。
检查一次调频的控制逻辑和参数设置，查看一次调频控制组态，检查设置频差死区应在±0.033Hz范围内、转速不等率应为3~6%、负荷调节幅度限制不小于10%PO。
检查一次调频动作且负荷指令反向时，应至少闭锁负荷指令60s。
1.6动态响应测试
动态测试在机组带负荷稳定运行是进行，选取机组75%额定负荷工况进行一次调频在线测试，并记录所需数据包括电网频率（转速）、机组负荷指令、燃机负荷、一次调频负荷指令、汽包水位、主汽温度、燃机转速、燃机功率等。
1）机组投入协调方式运行，机组负荷稳定运行于75%额定负荷处，确认未投入AGC 控制，TCS 侧一次调频功能同时投入。注意事项：测试系统正式投运后，当机组具备条件进行模拟扰动测试时，并网发电机组的一次调频功能退出实际运行，并接受模拟网频信号，不再对电网频率的变化产生响应。
2）机组各项参数控制在正常值，并稳定运行10 分钟左右。
3）电厂运行人员投入一次调频在线测试允许。
4）运行人员确认燃机转速、燃机负荷、机组振动等主参数保持稳定。
5）联系省调下达调度测试指令。
6）现场运行人员确认机组运行工况后，调度测试人员投入机组一次调频扰动测试模式。
7）省调在主站侧将机组测试频率偏差下发，模拟持续时间不少于1min，现场运行及试验人员观察机组功率及其它参数响应情况，直至参数稳定。
8）依次开展其他频差的扰动试验。
四、参考文献
《火力发电机组一次调频试验及性能验收导则》GB/T 30370-2013
《防止电力生产事故的二十五项重点要求》国能安全[2014]161 号
《火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程》DL/T 657-2015
《火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程》DL/T 744－2015
《火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程》DL/T 774-2015
《华东区域发电厂并网运行管理实施细则（试行）》
《华东区域并网发电厂辅助服务管理实施细则（试行）》
《浙江省调D5000 系统机组一次调频在线测试与评价系统技术方案》