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一次调频智能控制及其试验
了解一次调频存在问题，进行原因分析，熟悉一次调频智能控制功能及其有关技术参数，控制I/O信号，控制电缆要求，介绍一次调频扰动态试验，包括CCS侧和DEH侧一次调频同源逻辑以及汽机主控逻辑，调度下发信号和机组上传信号。
概述
电网一次调频性能考核系统合格率计算采用各机组网频信号，由于精度问题，DEH一次调频控制只能采用汽轮机转速信号，两者的不同源性造成了合格率的差异，原有控制方案如下。
原一次调频控制逻辑设置于DEH侧，实现方式如下，由DEH基本控制站所采集的转速信号计算出频差信号，经过频差功率函数转换以后，直接加到汽轮机阀门综合指令上，控制汽轮机调节门动作，实现阀位控制方式下的DEH侧一次调频功能，同时，该信号通过DCS上传送到协调控制站，经过限幅处理以后，加到机组负荷指令上，形成机组实际负荷指令信号，通过协调控制回路，实现CCS侧一次调频功能。
1、存在问题
机组存在电网一次调频考核合格率低以及不稳定情况，并且一次调频波动量较大，影响机组性能指标，电网考核数据显示，#5机一次调频动作154次，合格103次，合格率仅为66.88%，#6机一次调频动作233次，合格145次，合格率仅为62.23%，进一步分析7月份#3、#6机组一次调频合格率低的原因如下。
7月份一次调频合格率统计如下，#3机组一次调频合格率为71.7%，#4机组一次调频合格率为81.43%，#5机组一次调频合格率为80.8%，#6机组一次调频合格率为76.8%，#3、#6机组一次调频合格率低的原因分析如下。
1）#3机组在低负荷时，一次调频负荷动作合格率较低，7月份19日至27日，#3机组负荷合格率较低，机组负荷在180MW以下，共有10次不合格，12次合格，合格率仅45%，在低负荷时，主汽压力较低，一次调频动作时，调门同样的响应开度，发电机功率响应小，是本次不合格的主要原因。
2）信号不同源，#3、#6机组一次调频动作时均出现以下现象，中调记录的一次调频动作情况与公司记录的不一致，具体表现如下，（1）中调记录动作时，电厂侧记录已经开始动作，两者动作时间不匹配，（2）有时出现动作方向不一致的现象，即一次调频动作前指令与一次调频动作后指令相对关系与中调记录不一致。
2、优化方案
将频差负荷信号由DEH侧的转速差信号产生，更改为由同源柜根据电气PMU柜电压、电流信号计算得出，信号更加准确，同时，与电网保持准确一致，该信号送往DEH以及DCS侧，与转速信号产生的频差负荷信号根据人工或逻辑选择以后，参与一次调频的计算，在此基础上，配合优化算法，使一次调频稳定性与合格率大幅提高。
3、一次调频智能控制
为了解决机组一次调频合格率不达标的问题，增加一次调频智能控制及其试验功能，一次调频智能控制装置型号为NX-PFR，其技术参数如表1。
表1 NX-PFR技术参数
3.1智能控制功能
控制功能如下，一次调频智能控制装置采用嵌入式系统设计，利用高频度、高精度传感器，可以实现对电网频率信号的高速率、高精度采集；同时，采用基于电网功率变化动态调整的先进控制策略，控制逻辑内置于装置内部，实现信号采集和控制的无缝连接，直接输出控制指令，具体功能如下。
全嵌入式硬件结构平台采用高性能双核CPU，其中包含32位ARM处理器和32位浮点数字信号处理器，功能合理分布，结构紧凑，实现高性能、高可靠性、低功耗的整机一体化配置设计，可以长时间连续运行。
高精度数据采集系统采用16位高精度A/D转换，模拟通道高速同步采样控制计算，自动频率跟踪技术，保证装置在很宽的频率范围内数据采集、处理的精度。
采用基于电网功率变化动态调整的控制策略，有针对性地对电网不同频差采用不同的动作幅值，既能够有效保证一次调频动作合格率达到电网考核要求，又能够有效降低一次调频动作次数。
一次调频智能控制装置从PMU采集频率信号，经过控制装置运算以后，将开关量和模拟量信号送至DCS。
3.2一次调频智能控制I/O信号
一次调频智能控制I/O信号如表2，控制电缆如表3。
表2 一次调频智能控制I/O点
表3 一次调频智能控制电缆
通过一次调频智能控制装置人机接口画面，可以监视装置的工作状态及频率、调频量等实时数据，可以做在线一次调频试验。
4、一次调频扰动试验
4.1 功能要求
一次调频大扰动试验装置规格型号为NX-DRD，能够传递调度下发信号和机组上传信号，具有试验逻辑功能，CCS侧一次调频同源逻辑5FC_TY如图1，DEH侧一次调频同源逻辑5FC_TY_DEH如图2。
4.2传递调度下发信号
一次调频进入\退出测试遥控信号，该信号由省调发出，为一开关量信号，此信号对一次调频功能够进行测试/正常模式的切换，进入测试为1，退出测试为0，测试模式时，一次调频功需要能够退出实际运行，接收调度摇调信号，不再对电网周波的变化产生响应，由省调下发至RTU装置，RTU将该信号送给DCS系统进行控制状态切换。
一次调频测试扰动频率遥调信号，该信号为模拟量信号，由省调下发至RTU装置数字量信号，RTU将该信号以（4~20）mA DC给DCS，接收到该信号以后，机组负荷根据扰动频率响应进行增减，测试机组一次调频增、减负荷的性能。
4.3传递机组上传信号
一次调频负荷指令为模拟量信号，由DCS（4~20）mA DC信号通过RTU以后，传输至调度考核系统，该信号为机组实时负荷指令值，即叠加频差对应动作值以后的负荷指令值。
单机一次调频进入\退出测试状态反馈信号如下，当调度下发机组一次调频测试时，DCS接收到该信号以后，由DCS反馈1个状态信号给省调，该信号为1长信号，由DCS提供给RTU，经RTU传输至调度考核系统。
一次调频测试扰动频率反馈信号为模拟量信号，由DCS提供（4~20）mA DC信号给RTU装置，RTU装置返回给省调的测试扰动频率信号，主要为进行信号的误差校验。
单机主汽压力测量值为模拟量信号，由DCS提供（4~20）mA DC信号给RTU装置，RTU装置返回给省调，以便对机组的调节效果进行监控、分析。
5、汽机主控逻辑
汽机主控指令值信号为模拟量信号，由DCS提供（4~20）mA DC信号给RTU装置，RTU装置返回给省调，以便对机组的调节效果进行监控、分析，汽机主控输出上、下限逻辑如图3。
图1 CCS侧一次调频同源逻辑
图2 DEH侧一次调频同源逻辑
图3 汽机主控逻辑
结语
通过一次调频智能控制及其试验，满足了进一步加强电网一次调频管理的要求，确保电网机组一次调频优良的动作性能，通过发电机组一次调频性能远程测试，并且根据《华北区域发电厂并网运行管理实施细则》要求，达到了按月对机组一次调频动作性能开展考核的要求。
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