那兰电厂1一次调频试验报告070717

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1.试验概述

根据《云南电网发电机组一次调频运行管理规定（试行）》的要求以及机组并网安全性评价要求，于2023年7月5日进行了那兰电厂#1机组的一次调频试验。

1.1机组概述

那兰电厂#1机为混流式水轮机组，额定有功功率50MW，监控系统采用国电南瑞自动控制有限公司的EC2000系统，调速系统采用能达通用电气股份合作公司的WBDT微机步进式调速器。1.2依据标准

?《云南电网发电机组一次调频运行管理规定（试行）》（以下简称规定）?《云南电网发电机组一次调频功能验收规范（试行）》（以下简称规范）?DL/T822-2023《水电厂计算机监控系统试验验收规程》?DL/T496-2023《水轮机电液调理系统及装臵调整试验导则》?GB9652.2-1997《水轮机调速器与油压装臵试验验收规程》1.3主要试验仪器

?PW336A继电保护测试仪?HIOKI8861多通道数字录波仪1.4主要试验结果

经过试验验证，那兰电厂#1机组一次调频功能、调频性能指标均满足《管理规定》要求，具备直接投入条件；主要试验内容、试验结果和性能指标见下表：

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表1#1机组一次调频试验及结果

序号试验名称试验项目机组测频精度测试机组一次调频1静态模拟验试机组永态转差率bp测试机组一次调频人工死区测试试验目的依据标准“规范3.1.3验证机组测频精度能否满水电机组频率测足验收规范要求量精度误差绝对值小于0.01Hz〞“指标3.1.2开方向永态转差率验证机组永态转差率能否水电机组永态转符合运行规定差率为3％－4％〞“指标3.3人工死区为±验证机组一次调频人工死水电机组一次调区能否符合运行规定频死区：±0.05Hz〞规定3.2.3测调速系2统迟钝率测试试验调速系统迟钝率测试检查机组调速系统迟钝率是否满足云南电网的相关规定量主接力器转速死区，电液调理装臵不超过0.04％（0.02Hz）〞调频的响应时间验证调速系统一次调频响规定3.4.1要求应滞后时间能否符合运行响应滞后时间应规定小于3s去除人工死区，调速系3统侧的频差扰动试验调频的响应幅度检查机组调频幅度是否与实际发生作用的理论计算值（根据人工死频差与导叶开度区和调差系数）吻合必需符合4%的调差率调频动作后13～25调频的稳定时间检查机组调频动作后的稳定时间规定3.4.2中要求60秒内调理稳定秒，负荷响应就基本稳定调频动作后1～2秒有功功率即开始响应实际作用的频差变化量与导叶开度变化量满足4%的换算关系满足检验准标参与0.01Hz的频差时，导叶和有功功率均发生明显变化满足检验准标0.05Hz为4.30%，关方向永态转差率为4.22%满足检验标准频率测量精度误差绝对值小于0.01Hz测试结果试验结论2

检查机组监控系统功率闭投入功率闭环4时的频差扰动试验负荷扰动频差扰动环控制功能是否影响调速器侧一次调频正确响应，并检查响应技术指标《验收大纲（试行）》2.2.2中“对监控系统和调速器功能设臵调频量叠加正确，调速系统的调频响应没有被监控系统拉回设定值满足检验标检查增加一次调频功能后进行综合考虑〞监控系统功率闭环控制功的要求能的正确性《验收大纲（试行）》2.2.2中“对监控系统和调速器功能设臵进行综合考虑〞的要求功率有控制需求时，准也能满足功率闭环控制要求投入投入单机AGC控制时的负荷、频检查机组投入AGC控制后，监控系统与调速器能否正确响应频差变化并满足技术指标要求；同时检查新增一次调频功能是否影响原有的AGC功能调频需要动作时叠加正确；AGC需要动作时以AGC优先，满足需求满足检验准标AGC控5制时的频差扰动试验差扰动2.一次调频试验过程详述2.1试验准备

根据试验前编制的《那兰电厂一次调频现场动态试验方案》，必需对监控系统和调速系统中的规律进行相应修改，才能满足试验方案的要求。

监控系统侧的修改主要包括：

?修改功率回路自动投入和自动切除的判断条件；?修改AGC新指令的判定条件；

?修改给定功率跟踪实发功率的控制规律；?修改AGC回路的自动投入和自动切除规律。

上述修改项目详情可参见《那兰电厂一次调频动态试验方案》。调速系统侧的修改主要包括：

?修改原一次调频动作时不响应监控系统遥控指令的规律；?修改负荷限制上下限；

?修改死区值、永态转差系数、电气开限、一次调频导叶开/关幅度、调

频功率调理幅度；

?修改原孤网方式切换规律和频率设臵值。

静态检查并确认监控系统和调速系统中所有与一次调频功能有关的设计逻

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辑、功能设臵均按动态方案要求修改并进行程序下装后，开始进行试验。

2.2一次调频静态模拟试验1．试验条件：

A.机组处于停机状态，筒阀全关，调速器自动方式

B.输入模拟并网信号至调速器

C.外接频率发生器输出至调速器测频端子

2．试验目的

A.测试机组测频精度B.测试机组人工频率死区

C.测试机组永态转差率

D.检查频差出现后导叶的动作方向是否正确

3．试验结果及分析

1)测试机组测频精度：频率测量的确凿性是调速系统正常工作的基础，首先对

测频通道进行了检查，测试记录数据如下：

频率给定（Hz）调速器显示（Hz）频率给定（Hz）调速器显示（Hz）49.8049.8549.9049.9550.0049.8049.8549.9049.9550.0050.0550.1050.1550.2050.0550.1050.1550.20由上表，机组测频误差绝对值小于0.01Hz，满足规范3.1.3的要求。2)调速系统静态特性试验

调速器的人工死区和永态转差系数bp是一次调频的关键参数，调频动作的灵敏性、确凿性和这两个参数有直接关系。

用频率信号发生器模拟电网频差，从额定参数（50.0Hz）分别向增大和减小方向变化，通过导叶的实际开关来检查人工死区值、永态转差系数以及导叶动作方向的正确性。图1和图2分别为频率变化50.0～50.2Hz和50.0～49.8Hz时的静态特性曲线。

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一次调频静态特性试验50.250.1850.1650.14频率（Hz）50.1250.150.0850.0650.0450.025001020304050607080901001101202301401501601701801900.50.490.48导叶开度（pu）0.470.460.450.440.430.420232030405060708090100时间（s）110120230140150160170180190图1频率变化50.0～50.2Hz时的静态特性试验曲线

表2频率变化50.0～50.2Hz时的试验数据频率(Hz)50.0050.0450.0550.06试验结果：导叶开度（%）49.8549.8549.8549.45死区：0.05Hz永态转差率（均值）：4.22%频率(Hz)50.1050.1550.20导叶开度（%）47.0044.9042.30

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投入功率pid闭环控制时的频差扰动试验50.250.15频率（Hz）50.150.055001020304050607080901001101202301401501601701801902023102202302402502602702802903003103203303403503603703803904004104204300.750.73导叶开度（pu）0.710.690.670.650.630.610.5901020304050607080901001101202301401501601701801902023102202302402502602702802903003103203303403503603703803904004104204300.90.850.80.750.7实发功率功率给定功率（pu）0102030405060708090100110120230140150160170180190202310220230240250260270280290300310320330340350360370380390400410420430时间（s）图7投入功率闭环控制时50.2Hz的负荷和频差扰动试验曲线

表8投入功率闭环控制时50.2Hz的频差扰动试验数据频率变化(Hz)50.0～50.2响应时间稳定时间理论调频幅度实际调频幅度10秒响应幅度(s)(s)(MW)(MW)(MW)1143.756.55.5(84.6%)图7中先做了频差扰动，频率从50.0Hz变化到50.2Hz时，调频动作1秒左右，负荷即有响应，导叶应当关小7.5%，实际关小7.8%，功率应当减小3.75MW，实际减小6.5MW，调频动作后大约14秒，功率基本稳定，开始响应后10秒，功率响应幅度5.5MW,达到完全响应的84.6％；调频响应稳定后且在恢复频率前，将功率给定指令由42MW调整为40.5MW，有功出力跟随功率指令变化，功率闭环控制没有由于调频作用而受影响；负荷扰动试验稳定后，恢复频率为50.0Hz。

2.6机组投入功率闭环和AGC控制时的频差扰动试验1．试验条件

A.#1机组并网发电，调速器在自动状态；

B.考虑到机组调频范围和避开机组振动区，选定试验负荷点为42MW；C.投入功率闭环和AGC控制方式；2．试验目的

A.#1机投入AGC控制，假使AGC指令改变，则应以AGC（电网二次调频）调整为主；当没有AGC新指令下发时，机组应当正确响应电网频率变化进行一次调频，正确改变机组出力，不能由于AGC回路的投入将机组功率回调到AGC给定功率。此试验主要考察试验机组投入AGC控制时调速系统的一次调频功能和监控系统中的AGC功能是否协调。3．试验结果及分析

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投入单机AGC控制时的频差扰动试验5049.95频率（Hz）49.949.8549.801020304050607080901001101202301401501601701801902023102202302402502602700.720.710.7导叶开度（pu）0.690.680.670.660.650.640.630.6202320304050607080901001101202301401501601701801902023102202302402502602700.90.880.86功率（pu）0.840.820.80.780.760.740102030405060708090100110120230140时间（s）150160170180190202310220230240250260270实发功率AGC给定图8投入AGC控制时的负荷和频差(49.8Hz)扰动试验曲线

表9投入AGC控制时49.8Hz的频差扰动试验数据频率变化(Hz)50.0～49.8响应时间稳定时间实际调频幅度＃2机实发功率＃3机实发功率(s)(s)(MW)（MW）（MW）1145.049.549.7图8中先进行频差扰动试验，调频动作以后，调频正确影响机组出力（负荷从39MW上升到44MW），并没有由于AGC投入而将机组功率拉回到给定值39MW；在调频响应稳定以后，在调频试验的基础上（频差还未回复），继续做负荷扰动试验，将AGC单机指令设定值由39MW改为43MW，实发功率跟从AGC指令设定，从44MW下降到43MW;改变全厂AGC总指令时，由于只有#1机组投入AGC控制，因此#2、#3机实发功率维持不变，不受全厂AGC总指令的调度。试验中一次调频需要动作时，调频正确动作，没有受AGC投入的影响；当AGC需要调整机组负荷时，也能够满足AGC的控制要求。

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投入单机AGC控制时的频差扰动试验50.250.15频率（Hz）50.150.055001020304050607080901001101202301400.720.710.7导叶开度（pu）0.690.680.670.660.650.640.630.6202320304050607080901001101202301400.90.880.86实发功率AGC给定功率（pu）0.840.820.80.780.760.74010203040506070时间（s）8090100110120230140图9投入AGC控制时的负荷和频差(50.2Hz)扰动试验曲线

表10投入AGC控制时50.2Hz的频差扰动试验数据频率变化(Hz)50.0～50.2响应时间稳定时间实际调频幅度＃2机实发功率＃3机实发功率(s)(s)(MW)（MW）（MW）2155.549.449.7图9中先进行负荷扰动试验，将AGC单机指令设定值由37.5MW改为44.5MW，实发功率跟从AGC指令设定，从37.5MW相应上升到44.5MW；负荷扰动试验稳定后，继续做频差扰动试验，调频动作以后，调频正确影响机组出力，并没有由于AGC投入而将机组功率拉回到给定值。

2.7一次调频实例

2023年7月5日08：30～18：30进行了#1机的动态试验，试验后机组一次调频功能、性能指标均已满足管理规定要求，因此投入了#1机的一次调频功