浅谈“两个细则”下一次调频性能评价方法

周 锋 张防存

（1、润电能源科学技术有限公司，河南 郑州450000 2、濮阳豫能发电有限责任公司，河南 濮阳457262）

目前，各区域电网为维护电网稳定，根据自己区域电网的特点制定利于电网稳定的一次调频考核标准，主要为《并网发电厂辅助服务管理实施细则》及《发电厂并网运行管理实施细则》（以下简称“两个细则”），并在实施过程中不断的完善更新，为各区域和省级电网内机组的一次调频考核提供管理层面的依据。因此，研究“两个细则”中关于一次调频考核规则并制定相应的改进办法，对提升机组一次调频性能相关问题就显得非常重要和迫切。

本文针对《江苏电网统调发电机组运行考核办法》（2019版）中火电机组一次调频考核内容进行归纳和总结，分析重点关注问题，降低一次调频考核。

1 江苏电网火电机组一次调频指标

1.1 频率死区（fsq)）：火电机组为50±0.033Hz。

1.2 调差系数：即转速不等率，火电机组为5%。

1.3 最大负荷限幅：额定有功出力的±6%。

1.4 投用范围：机组出力达到50%额定容量以上计算一次调频投运率。

1.5 评价条件：一次调频响应指数（机组实际动作积分电量与理论动作积分电量的比值）具体要求为:燃煤机组响应指数要求为0 至15s，0 至30s、0 至45s 必须达到0.4、0.6、0.7。

2 计算公式

2.1 机组理论出力

在电网频率超过一次调频死区时，机组理论响应出力为：

2.2 机组一次调频动作后理论的积分电量

式中，△QjY 为一次调频动作后的理论计算的积分电量；t调节为电网频率超出死区时间，最大值为60 s。

2.3 机组实际动作积分电量

发电机组在电网频率超出死区时段内（最大为60s）的实际发电功率与起始发电功率之差的积分电量为实际动作积分电量。

式中，△QSY 为实际动作积分电量；t0为电网频率等于死区的时刻；t调节为电网频率超出死区时间，最大值为60 s；PSt 为发电机组在t0时刻前10 秒内实际功率平均值；PSt 为发电机组在t0时刻后t调节时间内机组实际功率；dt 为积分间隔时间。

3 考核系统

江苏省调机组配置有两套考核系统，分别为：一次调频在线监测系统，构建于功角测量装置（PMU）接受指令进行频率调节；一次调频实时监测评估系统，构建于电网调度机构能量管理系统（EMS）,在电网频率真实扰动时，使机组一次调频实际动作。调度也给出了没有配置在线监测系统的一次调频实时评估评价标准，但同时规定，没有配置一次调频在线监测系统每月考核1 万元。

3.1 一次调频实时监测评估系统

实时监控系统有优先权，即优先采纳区域电网真实频率扰动时一次调频响应情况。对于具备一次调频在线监测系统功能的机组，一次调频实时监测评估系统启动条件为电网频差超过0.033HZ（2rpm）并持续20s 以上，最大频差大于0.067HZ（4rpm），跃变时间不超过15s。对于不具备一次调频在线监测系统功能的机组，一次调频实时监测评估系统启动条件为电网频差超过0.033HZ（2rpm） 并持续20s 以上，最大频差大于0.045HZ（2.7rpm）跃变时间不超过15s。见图1。

图1 一次调频实时监测评估系统启动条件

说明：

a.在15 秒跃变时间长度内，电网频率发生大于设定的门槛值（0.067Hz 或0.045Hz）。如图所示时间点t0 到t1 必须15 秒内，对应的a 点为频率超死区点，b 点为过频率门槛点。

b.突变后的电网频率可能继续升高或降低，如图所示t2 时间点对应的c 点频率继续上升；t3 时间点对应的d 点频率下降，必须超死区上下限，时间持续20 秒以上。

c.t4 时间点对应电网频率回归死区点e，时间可能为1 分钟或更长，作为考核计算只取到45 秒（可不与死区回归点重合）。

3.2 一次调频实时监测评估系统

当月一次调频实时监控评估系统没有启动条件，使用此系统人工随机测定。具体要求为：

当机组接受到“一次调频增负荷测试”（或“一次调频减负荷测试”）信号后，测试系统功能产生3%一次调频负荷对应的负向（或正向）频差，使机组负荷增加（或减少），系统记录测试机组增（或减）负荷的能力。“一次调频增负荷测试”（或“一次调频减负荷测试”）信号为脉冲信号，时长45 秒。机组逻辑简图见图2、图3、图4。

4 重点关注的几个问题

4.1 机组一次调频逻辑设置不正确

一次调频性能好坏在机组侧是由DEH 和CCS共同作用的。DEH 侧一次调频是机组快速相应频率变化的主要手段，延时小的动作特点使负荷动作快速直接。CCS侧的闭环调节弥补DEH 侧纯比例调节有差调节的不足。使机组的调频负荷得到准确控制，保证长时间动作积分电量满足要求。有些机组在CCS退出后，一次调频退出或不动作，造成一次调频不合格。

4.2 机组一次调频参数设置不合理

评估系统启动条件中有最大频差门槛值0.067Hz的限制，这一频差属于大频差动作。在对一次调频动作量的各种修正中，应考虑评估系统启动条件。有些机组直接在频率过死区后修正，使得机组过早的消耗了蓄热能力，当真正启动评价时，机组负荷调节能力下降，造成一次调频不合格。

4.3 AGC和一次调频反向调节的影响

发电机组时常出现由于AGC与一次调频调节反向造成一次调频出力不达标，被考核。当机组负荷变动方向与一次调频动作方向相反，如AGC需要机组升荷过程中，此时电网频率高，需要一次调频减少负荷，则一次调频积分电量会被负荷上升部分减少，或出现反向积分电量。为了避免AGC 引起的一次调频反调，可以在一次调频动作时暂时闭锁指令的变化。

4.4 汽机调门开度过大或全开

多数机组为提高运行效率，经常保持汽机调节阀很大开度或者全开运行，造成一次调频动作时因为没有调节裕量，一次调频不合格。就当前的情况看，调节阀节流运行，牺牲部分经济性来保证一定的调频能力仍然是提高一次调频合格率的重要方式。可适当限制调节阀开度，预留一定的调频开度。

5 结论

由于各区域电网一次调频考核规则具体算法上差异较大，本文通过对江苏电网一次调频考核细则的分析，认识频率波动中的有效扰动及大频差扰动，结合一次调频考核中响应指数的计算特点，指出应重点关注的问题，为江苏区域内机组侧一次调频的过程监控提供参考。

图2 一次调频试验增减逻辑

图3 一次调频试验CCS 侧逻辑

图4 一次调频试验DEH 侧逻辑