某水电站机组运行中远方增有功指令无效原因分析及改进

2020-04-13唐世戡

通信电源技术 2020年4期

关键词：调速器导叶调频

唐世戡，余伟

（五凌电力发电集控中心，湖南长沙 410000）

0 引言

五凌发电集控中心某水电站安装4台同型号250 MW 的混流式水轮发电机组，机组运行额定水头128 m。该电站监控系统采用北京中水科水电科技开发有限公司的H9000 v4.0 系统，调速器采用能事达公司MGC3000型调速器。

本文重点分析该水电站4 号机组开机并网后加负荷过程中，远方增加有功指令（AGC 成组和单机）无效，有功功率在增加有功命令下达后269 s 维持在98 MW左右这一事件的原因与处理措施，以供参考。

1 事件现象

2019 年6 月某日12:15，电厂1、2 号机组运行，3、4 号机组停备，500 kV 母线频率在49.94～49.96 Hz 内运行，1、2 号机一次调频动作频繁。调度下令，开4 号机组并网。五凌集控远程下达开4 号机组并网，有功负荷加至98 MW 后，在约269 s 时间内，4 号机一次调频动作频繁，上位机增有功负荷指令无效，负荷一直在维持在98 MW 附近运行。

2 原因分析与改进

2.1 上位机主要报警记录分析

12:18:34 下达4 号机组开机并网令

12:19:49 4 号机组空转态动作

12:20:06 4 号机组空载态动作

12:20:51 4 号机组 GCB 开关804 合闸位置动作

12:20:58 4 号机组有功8.817 MW，上位机下达有功调节令58.8 MW（有功给定）

12:21:19 4 号机组有功57.429 MW，上位机下达有功调节令86.8 MW（有功给定）12:21:41 4 号机有功59.086 MW，上位机下达有功调节令106 MW（有功给定）

12:22:43 4 号机有功96.67 MW，4 号机组一次调频动作（调速A）动作

12:23:19 4 号机有功99.391 MW，上位机下达有功调节令187.5 MW（有功给定）12:23:45 4 号机有功98.798 MW，上位机下达有功调节令210.37 MW（有功给定）12:24:18 4 号机有功97.488 MW，上位机下达有功调节令202.86 MW（有功给定）

12:24:18 4 号机有功调节超时动作12:24:31 4 号机有功98.102 MW，上位机单步增有功（脉冲调节模式）

12:24:35:432 4 号机有功97.018 MW，4 号机组一次调频动作（调速A）复归

12:24:35:992 4 号机有功97.407 MW，4 号机组一次调频动作（调速A）动作12:25:00 4 号机有功97.775 MW，上位机下达有功调节令202.86MW（有功给定）

12:27:09 4 号机有功98.245 MW，上位机单步增有功（脉冲调节模式）

12:27:12 4 号机有功98.02 MW，4 号机组一次调频动作（调速A）复归

12:27:12 4 号机组主配动作动作12:27:46 4 号机有功152.217M W，4 号机投入有功成组，AGC 调节正常

监控报警分析：从12:28:51 机组并网至12:28:56期间，4 号机组一次调频动作频繁，在12:22:43-12:24:35-12:27:12 时间范围内尤为明显，持续动作时间达269 s，期间上位机下达有功给定命令和单步脉冲增加有功负荷，均无效果，在此期间有功负荷一直维持在98 MW 附近。

2.2 调速器报警记录分析

调速器系统报警记录如图1 所示。因显示时间未对时，调速器时间滞后监控系统时间约290 s。

图1 调速器系统报警记录

调速器报警记录分析：查看调速器处于开度模式，调速器工控机显示“远方增加复归”和“一次调频动作”同时报出，“远方增加动作”和“一次调频动作复归”同时报出。且一次调频动作时，调速器无远方增加指令持续约269 s（12:27:33-12:29:25-12:32:02）；一次调频动作持续269 s，在此期间调速器未执行远方增加导叶开度令；一次调频动作复归后，调速器立即执行远方操作指令。

2.3 一次调频动作后的有功功率、机组频率、导叶开度分析

12:23:19，4 号机组一次调频动作，有功给定187 MW 后4 min 内机组有功、频率、导叶开度情况如下。

（1）一次调频动作后近4 min 内，机组有功一直维持在98 MW 附近，如图2 所示。

图2 一次调频动作后4 min 机组有功曲线

（2）一次调频动作后近4 min 内，机组频率在49.939～49.95 Hz 波动（一次调频死区±0.05 Hz），如图3 所示。

（3）一次调频动作后近4 min 内，机组导叶开度持续维持在35.7%左右，如图4 所示。

2.4 结果分析

分析可知，从12:23:19 后269 s 时间内，由于机组频率在49.939～49.95 Hz 波动，调速器一次调频动作时闭锁了单步脉冲和AGC 远方增加有功命令，而一次调频对增加有功相对于二次调频来说贡献微弱。根据电厂一次调频试验报告，频率稳定在49.94 Hz 时导叶开度增加仅0.5%，体现在有功数值上面几乎可以忽略。因此一次调频动作时闭锁AGC 和上位机有功给定，是导致此次监控系统远方调功指令无效的直接原因。

图3 一次调频动作后4 min 机组频率曲线

图4 一次调频动作后4 min 机组导叶开度曲线

2.5 改进措施

其实水电机组在一次调频在动作过程中如果有新的AGC 调节命令时，应该立即执行AGC 调节命令，在执行AGC 调节时不应受到一次调频的干扰，一次调频在AGC 调节间断时期应该正常响应。

针对事件现象，结合电厂现状，通过优化调速器一次调频动作闭锁监控调功功能：一次调频闭锁远方调功由原来双向闭锁改为同向叠加，反向闭锁，完成二次调频的过程。当一次调频动作且频率低于50 Hz 时，远方增加有功令有效，且与一次调频指令叠加，同时远方减小有功令闭锁。相反，当一次调频动作且频率高于50 Hz 时，远方减小有功令有效，且与一次调频指令叠加，同时远方增加有功令闭锁[1-3]。