随着社会经济的不断发展，社会群众以及各大生产企业对电力的需求越来越高，这也使得国家开始注重关注发电行业，对燃煤火力发电厂的要求变的越来越高，电网两个细则对火电机组的考核日益严格。为此，燃煤火力发电厂需要着重注意一次调频控制技术的优化工作，确保一次调频控制技术的正确性和快速性。燃煤火力发电厂还需要找到在日常发电过程中一次调频控制技术遇到的困难，并加以分析，通过实际案例或者总结以往技术经验的方式来找到正确的优化方法，以此来确保一次调频控制优化技术能够有效发挥其该有的作用。

一、一次调频控制优化的必要性

一次调频控制技术与电网波动问题有很强的关联性，在电网波动检查过程中，技术人员发现一次调频控制逻辑的调节效果较差，并不符合实际需求，尤其表现在燃煤火力发电厂机组进入滑压运行、顺序阀运行的情况下，厂内低负荷段的机组根本就无法满足电网对机组一次调频的要求^【1】。这也就意味着燃煤火力发电厂必须针对该问题来对一次调频控制工作进行全面分析，找到这一过程中存在的问题和不足，并针对该问题制定一系列的、有效的改进措施和逻辑组态方案。一次调频控制指的是燃煤火力发电厂可能会受到电网外部负荷变化的影响，引发机组电机转速和频率变化幅度较大，和正常运转状态有很大的不同，为了使其恢复稳定会选择通过原动机调速器来实现频率自动调整，这一过程被称为一次调频控制。简单理解就是，利用调速器让机组的功率稳定在正常范围内。在一次调频控制技术应用了以后，电网频率就会始终处于额定值附近，可以保证电网安全运行，进而保障燃煤火力发电厂稳定运行，继续创造更高的经济收益，这对燃煤火力发电厂的长效发展有很大帮助。

二、一次调频控制技术的优化措施

以某一燃煤火力发电厂为例，假定该燃煤火力发电厂采用的是300MW机组，使用的锅炉为正常生产的亚临界参数，主要构造为单炉膛、四角切圆燃烧、自然循环汽包炉，经过测定，该锅炉的最大连续蒸发量为1025t/h。汽轮机型号假定为N300-16.7/538/538，型号设定为亚临界一次中间再热双缸双排汽反动凝汽式汽轮机，额定功率也就是ECR设定在300MW，最大功率设定为335MW。该发电机组中的DCS系统包含DAS、MCS、SCS、ECS控制功能。现如今该燃煤火力发电厂的一次调频控制指标并不符合电网调度部门的要求，所以需要从信号源优化、DCS一次调频函数优化、CCS汽机主控PID优化、目标负荷指令优化等方面开始探讨。

（一）信号源优化

在信号源优化之前，工作人员需要先对信号源可能出现的故障问题展开分析探讨。以频差信号变化范围为百分位为例，燃煤火力发电厂机组内部的控制系统对百分位信号敏感度较差，存在控制精度较低，无法分辨百分位信号和扰动信号的区别，比如电气专业频率变速器的4—20mA信号^【2】。对该问题，技术人员制定了多种解决方案来完成信号源优化工作，比如技术人员在处理的过程中选择一次调频取转速差信号，也就是DEH侧控制采用DEH系统的转速输入信号，然后由DCS侧控制通过TSI系统送至DCS的4—20mA的转速信号。这种改进方式最后以失败告终，失败的原因是通过这次优化，机组仍然会出现一次调频不动作和贡献量不足的情况。后续经过反复测验，技术人员还发现该问题可能与TSI卡件输出精度不够高有关，进而导致DCS输入转速信号不够精确，进而导致信号源不稳定。对此，技术人员着重针对该问题进行技术优化，优化的方式为让DCS和DEH信号同步，避免出现DEH和DCS侧互为反向的问题。此外，技术人员还可以将DCS侧更换最新的精度更高的AI模件，以此来进一步提高该机组的测量精度。DEH一侧在取转速差信号的过程中，可以通过AO输送的方式将其送至DCS，用于DCS侧一次调频控制，通过这种方式来解决燃煤发电厂发电机组的调频同源问题。

还有一些火电厂采用的是发电机组的工作模式，比如四台装机容量为300MW的发电机组，这些发电机组大多数都采用了一体化控制系统，并且在燃煤发电厂的帮助下都进行了适当的设备升级和技术升级。在升级改造之后，该机组仍然存在着一些问题，造成了锅炉燃烧延迟、压力波动较大的情况。为此，工厂责任人开始重视一次调频函数优化工作，在信号源方面可以发现这一类型的火电厂采取的一次调频控制信号主要来自电气专业频率变送器，应用这一信号可以将频差信号变化范围始终锁定在百分位以内，但是在控制系统中很可能出现无法达到应有的控制精度的情况。如果在此过程中出现了扰动信号，还会导致自动发电控制系统无法有效辨别其中的差距。经过分析实践之后，技术人员认为只做信号源优化并不能解决问题，而是要从多个方面去思考如何优化其工作模式，常用的两个思路是通过测量精度和同源问题来加以处置，这种方法与上述的信号源优化方法如出一辙，并无太大区别。通过对比测试可以发现，针对该问题的具体优化方法主要为更换精度更高的模件，以及更换输出策略^【3】。

（二）DCS一次调频函数优化

DCS一次调频存在的问题主要表现为一次调频控制的主要效果体现在DEH系统中，经过试验可以发现，DCS侧CCS控制回路的主要作用是补偿功率，其他效果较差。当DEH控制回路发出指令动作以后，DCS以及CCS会通过协调控制的方式及时修正回路动作，以此来达到汽机主控回路平衡的目的。在这一过程中可能会出现CCS系统一次调频量不足的情况，其原因就是在一次调频动作以后，CCS系统反调，这一过程中产生的实际贡献量与理论中所提供的贡献量有一定差距，其中的误差导致一次调频量不够充足。很多时候这一差距较小，所以部分技术人员并没有在意，直到后来随着机电设备的不断使用，该误差会演变的越来越大，进而影响一次调频量。针对该问题的解决方法主要是计算出DEH侧一次调频量计算出的函数值，只要掌握了正确的函数值范围，就能够准确的进行有差调节。然后在实际运行的过程中，针对DEH开环调节以及一次调频补偿不足的问题来采取针对性的解决方案。比如增大CCS侧的一次调节参数，调节回路闭环误差调节，直到CCS侧一次调频补偿达到理论计算值即可。这种方式无论是在理论上还是在实践上都能够有效消除DEH系统在一次调节和理论贡献量之间存在的偏差，从而保障燃煤发电厂的机电设备都能够平稳运行^【4】。

（三）CCS汽机主控PID优化

CCS汽机主控PID优化主要是为了解决功率反向调节的问题，或者是调节幅度不足的问题。从设计原理上来看，一次调频的主要目的是对比机组实际转速和额定转速，通过获取两者之间偏差的方式来得到理论负荷数值，然后再根据该数值制定机组增加幅度还是减少幅度。从理论上来说，这样做的目的可以保障电网频率始终处于稳定状态，整个操作过程也会有人为粗糙调整的特征，但是在实际运转的过程中不会被轻易发现。通过实践可以发现，工作人员需要考虑的是理论负荷值与实际负荷值之间的差距与机组的额定工况之间的关系。一般情况下都需要以机组的额定工况为基础，然后加以计算。在实际工况中，一次调频要求量增大负荷就意味着闭锁汽机主控PID调节器输出减少，反之，如果一次调频要求减少负荷时，则闭锁汽机主控PID调节器输出增大。这一情况属于一次调频动作方向不变，PID调节器会形成汽机主控输出的方向持续上升或者下降，这种情况不仅会影响燃煤火力发电厂机组的正常运行效率和运行质量，还会带来一定的安全隐患，技术人员可以采用5秒脉冲信号闭锁的方式来解决该隐患。

（四）目标负荷指令优化

在燃煤火力发电厂中，很多火电机组在长时间运行以及全程投入AGC控制的过程中，都会出现电网AGC指令和一次调频指令输出方向相反的情况，同时还会出现AGC指令负荷命令减弱贡献量的情况，严重情况下还会出现一次调频出现反调的现象^【5】。所以在优化一次调频控制的过程中也需要注意兼顾AGC系统，保证两个控制目标都能够达到合格标准。对该问题的优化策略主要是通过负荷变速率来实现的，技术人员在优化一次调频指令之前，需要将AGC负荷变化速率切换到0MW/min，以此来保证一次变频指令能够优先执行。等到一次调频动作有反应之后，技术人员需要根据反应状态来判断一次调频动作方向，如果一次调频动作方向和AGC指令相反，则需要将AGC负荷指令下调50%，进行第二次测定。如果一次调频动作方向和AGC指令一致，则将AGC负荷指令速率切换为正常速率，或者一次调频理论贡献量小于1.5MW，那么也需要切换到正常速率^【6】。这种方式无论是在理论层面还是在实践层面，均可以抑制AGC指令造成一次调频反调的情况。虽然可以抑制，但是并没有从根本上解决问题，因为当AGC指令发出以后，负荷指令需要执行时间，在一次调频指令发出以后AGC执行相反的命令，也有可能出现一次调频指标反调情况。这一问题需要结合国家电网出台的指导性文件综合解决。

（五）CCS压力修正控制优化

在燃煤火力发电场中，火电机组CCS控制方案可以有效保证火电机组热力系统的安全性和运行效率，整体设计带有压力修正功能，也可以叫做压力拉回功能，该功能可以在汽机主汽压力与目标压力偏差过大时及时修正，避免出现安全事故影响周边人员安全。常规的目标压力数值设定为0.7MPa，CCS控制方案可以让目标电负荷指令及时修正，从而使得机前压力控制在一定范围内。如果CCS系统能够独立工作，该项任务就可以顺利完成，基本上不会出现故障，但是在一次调频控制工作加入进来以后，就可能出现机前压力偏差大的情况，CCS汽机主控在DEH一次调频动作后出现了反调的迹象。针对该问题的具体解决方案是通过逻辑实现一次调频动作后，闭锁压力修正功能，以此来达到一次调频控制工作和AGC系统响应速度快、贡献力量足的目的^【7】。

结束语：

综上所述，对燃煤火力发电厂来说，提高电力生产重量、获取更高的经济效益是电厂运营的目标。为此燃煤火力发电厂需要着重关注电力系统的运行与维护工作，确保电力系统能够平稳运行。其中一次调频控制优化策略是保障电力系统平稳运行的关键技术，燃煤火力发电厂需要积极培养专业的技术人才，对一次调频控制技术进行优化，解决当前电力系统中存在的诸多问题，避免因为系统故障而影响工厂的生产效益。通过对信号源、DCS系统的一系列优化措施可以发现，一次调频控制系统并不是独立存在的，而是需要和其他系统共同优化，只有这样才能取得良好的优化成果，才能实现电厂效益最大化。

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