（高清版）GBT 30370-2022 火力发电机组一次调频试验及性能验收导则

代替GB/T30370—2013火力发电机组一次调频试验及性能验收导则2022-10-12发布GB/T30370—2022前言 I 2规范性引用文件 3术语和定义 4试验目的 25主要技术指标 26试验条件 37试验要求和方法 38试验步骤 49性能验收 4附录A(资料性)火力发电机组一次调频特性图 5附录B(资料性)一次调频功能典型原理图 7附录C(资料性)一次调频试验负荷工况与扰动量配置表 附录D(资料性)一次调频性能试验及验收表格 9I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件代替GB/T30370—2013《火力发电机组一次调频试验及性能验收导则》,与GB/T30370—2013相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：a)增加了一次调频试验主要技术指标(见5.5);b)增加了一次调频试验条件(见第6章);c)增加了一次调频试验要求和方法(见7.3和7.4);d)增加了火力发电机组一次调频特性图(见附录A);e)增加了一次调频试验负荷工况与扰动量配置表(见附录C);f)更改了一次调频试验分析计算表(见附录D,2013年版的附录B)。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国电力企业联合会提出。本文件由全国电站过程监控及信息标准化技术委员会(SAC/TC376)归口。本文件起草单位：华北电力科学研究院有限责任公司、国网浙江省电力有限公司电力科学研究院、江苏未来智慧信息科技有限公司、西安热工研究院有限公司、国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院、国网甘肃省电力公司电力科学研究院、国家电投集团内蒙古白音华煤电有限公司坑口发电分公司、陕西延长石油富县发电有限公司、大唐阳城发电有限责任公司、北京华科同和科技有限公司、内蒙古岱海发电有限责任公司、内蒙古京隆发电有限责任公司。本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：——2013年首次发布为GB/T30370—2013;——本次为第一次修订。1火力发电机组一次调频试验及性能验收导则1范围本文件规定了火力发电机组一次调频试验、性能验收的主要技术要求和方法。本文件适用于单台机组容量在100MW及以上的火力发电机组，其他容量等级的火力发电机组参照执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T26863火电站监控系统术语DL/T657火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程3术语和定义GB/T26863界定的以及下列术语和定义适用于本文件。一次调频primaryfrequencycontrol;PFC通过各原动机调速器来调节各发电机组转速，以使驱动转矩随系统频率而变动。一次调频死区deadbandofprimaryfrequencycontrol;DB一次调频调节系统在额定转速附近对转速差或频率差的不灵敏区。从转速差或频率差最后一次超出一次调频死区开始到机组负荷向正确的调频方向开始变化的时间。从转速差或频率差最后一次超出一次调频死区开始到机组负荷最后一次达到目标值所允许的范围之内需要的时间。转速不等率droop汽轮机控制系统静态特性曲线的斜率。通常以对应空负荷与满负荷的转速差值与额定转速比值的百分数来表示。2协调控制系统coordinatedcontrolsystem;CCS将锅炉(包括常压循环流化床)-汽轮发电机组、或燃气轮发电机组-余热锅炉-蒸汽轮发电机组、或反应堆-汽轮发电机组作为一个整体进行控制，通过控制回路协调锅炉(包括常压循环流化床)与汽轮机组、或燃气轮机与余热锅炉和汽轮机组、或反应堆与汽轮机组、或在自动状态的工作，给锅炉(包括常压循环流化床、余热锅炉)、反应堆、汽轮机、燃气轮机的自动控制系统发出指令，以适应负荷变化的需要，尽最大可能发挥机组调频、调峰的能力。数字电液控制系统digitalelectro-hydrauliccontrolsystem;DEH由电气原理组成的敏感元件、数字电路(计算机),由电气/液压原理组成的放大元件和液压原理组成的伺服机构所组成的汽轮机控制系统。根据电网负荷指令控制发电功率的自动控制。燃气轮机控制系统gasturbineunitcontrolsystem;TCS使燃气轮机适应各种运行工况的控制系统的总称。包括燃气轮机转速、负荷、温度控制系统和液压4试验目的验证火力发电机组参与电网运行的一次调频功能，一次调频性能应满足本文件指标要求，同时应确认火力发电机组参与电网一次调频时的调节安全。5主要技术指标5.1频率测量分辨率及一次调频回路运算周期频率测量分辨率应不大于0.003Hz,燃煤机组一次调频回路程序运算周期应不大于100ms,燃气轮机机组一次调频回路程序运算周期应不大于50ms。5.2转速不等率火电机组局部转速不等率应为3%～6%,平均转速不等率宜为4%～5%。该技术指标不计算调频死区影响部分，参见附录A。5.3调频死区机组参与一次调频死区应在±0.033Hz或±2r/min范围内。5.4动态指标5.4.1响应时间：机组参与一次调频的响应时间应小于3s。35.4.2稳定时间：机组参与一次调频的稳定时间应小于1min。5.4.3上升时间：燃煤机组达到75%目标负荷的时间应不大于15s,达到90%目标负荷的时间应不大于30s;燃气轮机机组达到90%目标负荷的时间应不大于15s。5.5一次调频负荷变化幅度5.5.1机组参与一次调频的调频负荷变化范围下限应大于机组稳燃负荷。5.5.2机组参与一次调频的调频负荷变化幅度上限应进行限制，限制幅度下限在(6%～10%)P。(P。为额定负荷)之间。5.5.3额定负荷运行的机组，应参与一次调频，增负荷方向最大调频负荷增量幅度不小于3%P。。5.5.4深度调峰运行的机组，在(40%～50%)P。区间调频负荷变化幅度下限宜在(6%～10%)P。之间、(30%～40%)P。区间调频负荷变化幅度下限宜在(4%～6%)P。之间、30%P。以下区间调频负荷变化幅度下限宜在(3%～5%)P。之间。5.5.5燃气-蒸汽联合循环机组一般由燃气机组承担一次调频功能，通过燃机的转速不等率的设置使整体机组的调频负荷量满足要求。对于仅能一拖一方式运行的燃气-蒸汽联合循环机组，一次调频的额定有功功率计算值按燃气和蒸汽机组额定有功功率之和计算；对于既能二拖一又能一拖一运行的多轴燃气-蒸汽联合循环机组，一拖一运行时一次调频的额定有功功率计算值等于两台燃气机组和蒸汽机组额定有功功率之和的一半，二拖一运行时一次调频的额定有功功率计算值等于两台燃气机组和蒸汽机组额定有功功率之和。6试验条件6.1一次调频控制回路应包括：a)DEH、TCS(调速)侧控制回路：应采取将转速差信号经转速不等率设计函数直接叠加在汽轮机调速汽门或燃机燃料调节门总阀位指令处的设计方法，同时功率回路的功率指令亦根据转速不等率设计指标进行调频功率定值补偿，且补偿的调频功率定值部分不经过速率限制，参见b)CCS侧控制回路：具有协调控制的机组，由DEH(或TCS)、CCS共同完成一次调频功能，即调速侧采取将转速差信号经转速不等率设计函数直接叠加在汽轮机调速汽门或燃机燃料调节门总阀位指令处的设计方法，而CCS中功率回路的功率指令亦根据转速不等率设计指标进行调频功率定值补偿，且补偿的调频功率定值部分不经过速率限制。6.2机组模拟量控制系统指标应满足DL/T657的规定。6.3协调控制系统或DEH功率控制系统应正常投入。6.4DEH(TCS)系统应运行正常。6.5机组运行主要参数应无报警或异常。6.6发电机组转速、功率和电网频率信号应校验合格。6.7为保证机组调速系统本质安全，当机组转速大于3030r/min时，机组应能继续减负荷调频。6.8机组应退出AGC控制方式。6.9汽机调门流量特性应满足一次调频稳定性控制要求。6.10试验方案应已编制并经批准，试验组织机构成立，明确职责分工。6.11已经取得电网调度部门的同意。7试验要求和方法7.1新建机组基建调试期间可只进行单阀工况下的一次调频试验。47.2运行工况的选择：存在单阀、顺序阀运行方式的机组，一次调频试验应选择在机组常态化阀序运行方式下开展，其中新建机组应根据汽轮机本体运行要求适时开展单阀、顺序阀方式下的一次调频试验。无单、顺序阀运行工况的机组进行的一次调频试验应能表征该机组运行工况下的实际性能。7.3负荷工况的选择：试验工况点应能较准确反映机组变负荷运行范围内的一次调频特性。试验负荷工况点应不少于3个，宜在60%P.、75%P.、90%P.、100%P.工况附近选择。具备深度调峰运行能力的机组，至少应在50%P。工况附近、深度调峰功率下限工况及其他深度调峰工况，选取不少于两个工况点进行一次调频试验。参见附录C。频差阶跃扰动试验，机组最大调节幅度试验在60%P.、75%Pe、90%P。工况任选一点进行。深度调峰功率下限工况宜开展机组增负荷方向调节试验。参见附录C。7.5试验频差可采用机组控制系统生成，亦可采用外接信号发生设备生成，应保证CCS与DEH(TCS)7.6试验数据采集周期不大于1s。8试验步骤8.1机组稳定运行在试验要求的负荷工况。8.2启动数据采集装置。8.3生成阶跃频差，作用于一次调频回路，并保证CCS回路和DEH回路的频差一致。8.4频差持续不少于1min,然后频差恢复为零。8.5记录该次试验数据[功率、调门反馈、主汽压力、调节级压力、转速(频)差等]。8.6重复8.3至8.5步骤，直至该负荷工况下各个频差扰动试验结束。8.7调整机组负荷到下一个试验工况。8.8重复8.2至8.6步骤，直至各个负荷工况的试验结束。8.9将试验数据参考附录D中表D.1格式进行记录。8.10恢复系统至试验前状态。9性能验收9.1一次调频性能验收分为静态功能验收和动态指标验收两部分。9.2静态功能验收包括控制回路检查、参数设置核查。按照第5章和6.1的规定进行。9.3动态指标验收依据试验结果直接或间接计算进行。指标包括第5章所规定的全部内容，指标有：负荷变化幅度等。9.4任一负荷工况的各动态指标应满足第5章所规定的要求，任一负荷各动态指标以该负荷工况下各次阶跃扰动响应的平均值为最终验收值。9.5验收结果参考表D.2格式进行记录。5GB/T30370—2022(资料性)火力发电机组一次调频特性图火力发电机组根据电网频率的变化自动调节汽门开度，利用汽机及锅炉蓄能，改变汽轮机功率以适应负荷变化，从而实现一次调频功能。利用公式(A.1)和公式(A.2)可分别计算调频增、减负荷时一次调频动作后的目标功率P。当调频增负荷时：当调频减负荷时：…………(A.1)式中：△r——汽轮机转速差(汽轮机额定转速-汽轮机实际转速),单位为转每分(r/min);ra——一次调频死区，单位为转每分(r/min);r。——汽轮机额定转速，单位为转每分(r/min);P。——额定负荷，单位为兆瓦(MW);δ%次调频转速不等率；Pv——有功功率初值，单位为兆瓦(MW)。图A.1以火力发电机组一次调频特性为例，一次调频死区设定士2r/min,转速不等率设定5%,限制幅度下限在(6%～10%)P。之间。图A.1火力发电机组一次调频转速不等率设置示意图对于超出死区的一次调频阶跃扰动(见图A.2),响应过程应满足以下要求。a)响应滞后时间thx:自汽机实际转速越过调频死区开始到机组发电出力可靠的向调频方向开始变化所需的时间。b)一次调频上升时间to₇s:从转速偏差超出死区开始，至有功功率调节量达到调频目标值与初始功率之差的75%所需的时间；tog:从转速偏差超出死区开始，至有功功率调节量达到调频目标值与初始功率之差的90%所需的时间。c)一次调频稳定时间t.:从转速偏差超出死区开始，至有功功率达到稳定(200MW以下机组功率波动不超过额定功率±1%,200MW及以上机组功率波动不超过2MW)的最短时间。6图A.2火力发电机组一次调频转速阶跃扰动过程调节示意图7实功实功(资料性)一次调频功能典型原理图汽轮机一次调频功能实现典型原理图见图B.1。燃气-蒸汽联合循环机组一次调频实现典型原理图见图B.2。或功率回路函数1调频功率定值乙功率控制器实际功率综合阀位指令不等率函数2综合阀位增量(DEH)功率定值+图B.1汽轮机一次调频功能实现典型原理图或功率回路调速侧(TCS)功率定值不等率函数3调频功率定伯E不等率函数4燃料门增量指令燃料调整门指令去燃机燃燃料调整门指令去燃机燃料调整门PI功率控制器图B.2燃气-蒸汽联合循环机组一次调频实现典型原理图8(资料性)一次调频试验负荷工况与扰动量配置表一次调频试验负荷工况与扰动量配置表见表C.1。表C.1一次调频试验负荷工况与扰动量配置表扰动量深度调峰