1号机一次调频性能测试报告

陕西新元洁能府谷清水川低热值燃料资源综合利用项目1号机组一次调频性能试验报告陕西电力科学研究院2016年2月14日陕西电力科学研究院技术报告XDY／FW－006-02-2016I项目名称陕西新元洁能府谷清水川低热值燃料资源综合利用项目1号机组一次调频性能试验项目来源陕西新元洁能有限公司委托工作时间2016年1月21日—2016年1月22日试验地点陕西新元洁能有限公司1号机组工程师站项目负责陕西电力科学研究院：罗继锋试验人员陕西电力科学研究院：罗继锋张燕平工作人员陕西新元洁能有限公司：米卫军马智勇程建华魏亮刘菲及机组当值运行人员杭州和利时自动化有限公司：刘国强报告编写报告审核报告批准II摘要本文介绍了陕西新元洁能有限公司1号汽轮发电机组一次调频性能试验的目的、重要性、试验条件、试验过程，并对试验结果及机组一次调频的性能进行了分析、评价和总结。关键词汽轮发电机组一次调频性能试验结论III目次1概述…………………………………………………………………………………………12设备概况及其控制系统简介………………………………………………………………12.1锅炉设备简介……………………………………………………………………………12.2汽轮机设备简介…………………………………………………………………………12.3发电机设备简介…………………………………………………………………………22.4控制系统简介……………………………………………………………………………23检测参数及仪器……………………………………………………………………………33.1检测参数…………………………………………………………………………………33.2检测仪器…………………………………………………………………………………34试验条件及方法……………………………………………………………………………44.1试验条件…………………………………………………………………………………44.2一次调频死区试验………………………………………………………………………44.3180MW负荷点一次调频性能试验…………………………………………………………44.4225MW负荷点一次调频性能试验………………………………………………………54.5270MW负荷点一次调频性能试验………………………………………………………65试验结果……………………………………………………………………………………65.1试验数据…………………………………………………………………………………65.2试验曲线…………………………………………………………………………………116一次调频性能评价…………………………………………………………………………196.1一次调频试验分析计算…………………………………………………………………196.2一次调频性能评价………………………………………………………………………207结论…………………………………………………………………………………………21附录A一次调频性能试验原始趋势图………………………………………………………22附录B一次调频逻辑组态……………………………………………………………………27第1页共32页1概述频率是衡量电网供电质量的标准之一，并网发电机组参与电网一次调频是保证电网供电频率和电网安全稳定运行的重要手段。汽轮发电机组一次调频性能试验的目的，就是为验证并网火电机组参与电网运行的一次调频功能，确认火电机组参与电网一次调频时的安全性，并对并网机组参与电网一次调频的能力，以及一次调频性能是否满足相关标准要求做出正确的评价。陕西电力科学研究院于2016年1月22日完成陕西新元洁能有限公司1号汽轮发电机组一次调频性能试验工作，并进行数据处理、计算分析和评价。1号汽轮发电机组一次调频性能试验依据的标准、规定如下：《火力发电机组一次调频试验及性能验收导则》GB/T30370—2013《火力发电机组一次调频试验导则》Q/GDW669—2011《国家电网公司网源协调管理规定》国网（调/4)457-2014《联络线偏差控制技术规范（试行）》(调计〔2014〕149号)《西北区域发电厂并网运行管理实施细则》及《西北区域并网发电厂辅助服务管理实施细则》(西北监能市场〔2015〕28号)《陕西电网发电机组网源协调管理规定（试行）》Z/GDW26-00-20-03-030-20122设备概况及其控制系统简介2.1锅炉设备简介锅炉型号为DG1058/17.4-Ⅱ1，是东方锅炉（集团）股份有限公司自主生产的亚临界参数、单汽包、单炉膛平衡通风、自然循环、一次中间再热、固态排渣、全钢架悬吊结构循环流化床锅炉。锅炉基本参数见表1。表1锅炉基本参数参数名称参数值参数名称参数值最大连续蒸发量1058t/h再热蒸汽流量859t/h过热蒸汽压力17.4MPa过热蒸汽温度541℃再热蒸汽进出口压力3.911/3.731MPa再热蒸汽进出口温度330/540℃给水温度281℃床温900℃给煤量293.8t/h锅炉效率91.7%2.2汽轮机设备简介第2页共32页汽轮机型号为NZK300-16.67/538/538，是上海汽轮机厂有限公司生产的亚临界参数、一次中间再热、单轴、高中压合缸、双缸双排汽、直接空冷凝汽式汽轮机。汽轮机基本参数见表2。表2汽轮机基本参数参数名称参数值（TRL工况）参数值（TMCR工况）功率300.147MW323.375MW主蒸汽流量1026.606t/h1026.706t/h主汽门前蒸汽压力16.67MPa16.67MPa主汽门前蒸汽温度538℃538℃再热蒸汽流量830.262t/h835.132t/h再热汽门前蒸汽压力3.561MPa3.585MPa再热汽门前蒸汽温度538℃538℃排汽流量675.042t/h660.819t/h排汽压力33kPa13kPa热耗率8744.6kJ/kW·h8105.2kJ/kW·h2.3发电机设备简介发电机由上海汽轮机厂有限责任公司生产，型号为QFSN-300-2，冷却方式采用水-氢-氢，励磁方式为机端自并励静态励磁。发电机基本参数见表3。表3发电机基本参数参数名称参数值参数名称参数值额定功率300MW最大连续功率323MW定子额定电流10189A定子额定电压20kV转子额定电流2510A转子额定电压302V额定转速3000r/min定子线圈相数3出线端子数目6额定功率因数0.85（滞后）2.4控制系统简介1号汽轮发电机组主要控制系统DCS分散控制系统和DEH数字电液调节系统采用杭州和利时自动化有限公司生产的MACSV分散控制系统，应用软件版本为HolliAS—MACSV6.5.2。组成，该系统一次调频逻辑组态分别参见附录B中图B.1～图B.6。DCS控制部分为该分散控制系统主要包括数据采集系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、顺序控制系统（SCS）、锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）、空冷控制系统等。其中DEH数字电液调节系统、ETS系统作为DCS一个子系统，实现在DCS中监控DEH和ETS。第3页共32页DCS控制系统CCS控制方式相关参数设定值：（1）锅炉跟随（BF）方式：P=100%，Ti=450s，Td=0，Kd=1；（2）汽机跟随（TF）方式：P=20%，Ti=20s，Td=0，Kd=1；（3）CCS（炉主控）方式：P=31.2%，Ti=1300s，Td=0，Kd=1；（4）CCS（机主控）方式：P=400%，Ti=30s，Td=0，Kd=1；（5）RB（汽机跟随TF）方式：P=14%，Ti=8s，Td=0，Kd=1；（6）转速不等率5%；（7）转速死区设定：±2r/min；（8）一次调频最大限幅：±8%额定负荷，即：±24MW；（9）DCS控制系统一次调频函数设定见表4。表4DCS系统一次调频函数转速偏差=额定转速-转速偏差（r/min）－150-14-2214150机组一次调频负荷变化量（MW）－24－24002424汽轮机数字电液调节系统能独立完成汽轮机的调节控制、压力控制和安全保护，实现从盘车到并网的转速控制、负荷控制，并能进行频率调节和负荷限制。DEH数字电液调节系统相关参数设定值：（1）转速控制回路（并网前）：P=20%，Ti=30s，Td=0，Kd=1；（2）负荷控制回路：P=80%，Ti=30s，Td=0，Kd=1；（3）调节级压力控制回路：P=100%，Ti=30s，Td=0，Kd=1；（4）转速不等率：设置范围3%～6%，当前设置5%；（5）转速死区设定：设置范围0～30，当前设置2r/min；（6）一次调频修正系数：设置范围0～1，当前设置0.98；（7）一次调频最大限幅：±8%额定负荷，即：±24MW；（8）一次调频函数设定公式如下：一次调频修正值=3.333/转速不等率×一次调频修正系数×转速偏差3检测参数及仪器3.1检测参数一次调频性能试验需检测的主要参数包括机组转速偏差、机组功率、机前主汽压力、调节级压力、总阀位指令、高压调节阀GV1阀位、汽包水位等信号。3.2检测仪器第4页共32页利用DCS控制系统的检测记录功能，在工程师站上设置转速偏差、机组功率、机前主汽压力、调节级压力、总阀位指令、高压调节阀GV1阀位、汽包水位等参数的变化趋势曲线图及数据表，并记录其变化。4试验条件及方法4.1试验条件本试验于2016年1月21日至22日进行，其试验条件如下：（1）DEH系统、DCS系统调试完毕，一次调频组态正确，且投入一次调频功能；（2）润滑油、抗燃油系统(包括蓄能器)工作正常；（3）机组热控调节控制回路及保护回路工作正常；（4）机组在各负荷区域运行稳定，加减负荷正常，并经过大负荷运行考验；（5）DCS系统在协调控制方式，高压调节阀工作在单阀方式，AGC功能退出；（6）完成DCS控制系统需记录试验参数的设置；（7）试验期间机组在纯凝工况下，机组各重要运行参数在额定范围，试验过程中目标负荷不人为改变；（8）试验方案已经电厂主管领导批准，参加试验人员了解试验方法和过程；（9）已经取得电网调度部门的同意。4.2一次调频死区试验（1）机组负荷在225MW，从DEH工程师站将机组转速偏差强制为0r/min；（2）从DEH工程师站将机组转速偏差强制为+2r/min，稳定一段时间后将机组转速偏差恢复为0r/min；（3）从DEH工程师站将机组转速偏差强制为-2r/min，稳定一段时间后将机组转速偏差恢复为0r/min；；（4）相关试验参数见表5及图1。4.3180MW负荷点一次调频性能试验4.2.1转速偏差±4r/min扰动试验（1）机组负荷在180MW，从DEH工程师站将机组转速偏差强制为0r/min；（2）从DEH工程师站将机组转速偏差强制为+4r/min，稳定一段时间后将机组转速偏差恢复为0r/min，再稳定60s以上结束试验；（3）从DEH工程师站将机组转速偏差强制为-4r/min，稳定一段时间后将机组转速偏第5页共32页差恢复为0r/min，再稳定60s以上结束试验；（4）相关试验参数见表6、表7及图2、图3。4.2.2转速偏差±6r/min扰动试验（1）机组负荷在180MW，从DEH工程师站将机组转速偏差强制为0r/min；（2）从DEH工程师站将机组转速偏差强制为+6r/min，稳定一段时间后将机组转速偏差恢复为0r/min，再稳定60s以上结束试验；（3）从DEH工程师站将机组转速偏差强制为-6r/min，稳定一段时间后将机组转速偏差恢复为0r/min，再稳定60s以上结束试验；（4）相关试验参数见表8、表9及图4、图5。4.4225MW负荷点一次调频性能试验4.4.1转速偏差±4r/min扰动试验（1）机组负荷在225MW，从DEH工程师站将机组转速偏差强制为0r/min；（2）从DEH工程师站将机组转速偏差强制为+4r/min，稳定一段时间后将机组转速偏差恢复为0r/min，再稳定60s以上结束试验；（3）从DEH工程师站将机组转速偏差强制为-4r/min，稳定一段时间后将机组转速偏差恢复为0r/min，