福建省調(diào)曾抽查了華能福州電廠機組的一次調(diào)頻性能，其得出的結(jié)論是：一二期四臺機組的一次調(diào)頻性能均達(dá)不到省網(wǎng)的要求，普遍存在響應(yīng)時間不及時、響應(yīng)幅度太小、響應(yīng)持續(xù)時間不足等缺陷。福建省調(diào)要求盡快解決控制邏輯、汽輪機機械等方面存在的問題，否則考核電量。電廠技術(shù)人員*依靠自身力量積極行動，成立專門優(yōu)化小組，研讀相關(guān)書籍論文，在跟蹤、觀察、記錄一期機組多項數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，擬就了一套邏輯優(yōu)化方案，并通過試驗驗證優(yōu)化邏輯及調(diào)整參數(shù)，逐步提升了一次調(diào)頻性能，zui終做到了滿足電網(wǎng)技術(shù)參數(shù)的要求。
一、搭設(shè)一次調(diào)頻功能框架
1.主機deh回路的邏輯優(yōu)化
一次調(diào)頻影響值作為一個前饋加到數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)deh的汽機負(fù)荷pid調(diào)節(jié)器的前方，它要經(jīng)過比例、積分等耗時運算后才對汽輪機調(diào)門產(chǎn)生影響，所以響應(yīng)電網(wǎng)頻率波動的能力差。電廠優(yōu)化小組將一次調(diào)頻影響同時作用于汽機負(fù)荷pid調(diào)節(jié)器的前后回路上，配與通過理論計算與在線試驗得出的運算參數(shù)，其在實踐中表現(xiàn)出了良好的一次調(diào)頻響應(yīng)能力。請參見下圖。
圖1：deh汽機負(fù)荷pid調(diào)節(jié)器前后一次調(diào)頻影響示意圖（一次調(diào)頻優(yōu)化后）
原來的pid調(diào)節(jié)器前一次調(diào)頻作用力太小，邏輯優(yōu)化中適當(dāng)增加了pid調(diào)節(jié)器前一次調(diào)頻影響的權(quán)重（提高至約30%）。至于pid調(diào)節(jié)器后一次調(diào)頻的直接影響，電廠優(yōu)化邏輯及參數(shù)做到：電網(wǎng)事故后導(dǎo)致的頻率偏差換算過來的轉(zhuǎn)速偏差超過7rpm時，它能夠有15mw左右負(fù)荷變化的貢獻(xiàn)。同時，電廠也考慮了機組正常負(fù)荷區(qū)間一次調(diào)頻的作用限制：若機組負(fù)荷指令大于340mw，pid調(diào)節(jié)器后一次調(diào)頻影響只為負(fù)（“負(fù)”指減少汽輪機調(diào)門指令使其出力降低，“正”指增加汽輪機調(diào)門指令使其出力升高），避免出現(xiàn)下述情況：機組帶350mw滿負(fù)荷運行，電網(wǎng)周波突降，迫使汽輪機出力提高，甚至提高至360mw以上；若發(fā)電機負(fù)荷在190mw-340mw之間，pid調(diào)節(jié)器后一次調(diào)頻影響可正可負(fù)；若發(fā)電機負(fù)荷在175mw-190mw之間，pid調(diào)節(jié)器后一次調(diào)頻影響只為正，避免出現(xiàn)下述情況：機組帶175mw以下負(fù)荷運行，電網(wǎng)周波突升，迫使汽輪機出力降低，甚至降低至175mw以下；其它情況下（如：汽機沖轉(zhuǎn)、閥切換、機組低于175mw負(fù)荷運行），pid調(diào)節(jié)器后一次調(diào)頻影響為0。
2.機組apc協(xié)調(diào)回路的邏輯優(yōu)化
一期機組原來的機組apc協(xié)調(diào)回路中的一次調(diào)頻沒有經(jīng)過調(diào)試，也基本不適用于現(xiàn)今的情況，優(yōu)化小組將其*刪除，在apc的負(fù)荷設(shè)定值回路加上電網(wǎng)周波變化（取轉(zhuǎn)速變化）要求的負(fù)荷設(shè)定值變化量。apc回路中的一次調(diào)頻功能在機組負(fù)荷指令為340mw、190mw、175mw等幾個節(jié)點上下的動作特性同deh的類似，但它在apc中邏輯相對簡單，因為它不需考慮汽機負(fù)荷pid調(diào)節(jié)器前后的作用量等復(fù)雜事宜。
二、試驗法優(yōu)化一次調(diào)頻功能
1.利用仿真機優(yōu)化一次調(diào)頻功能
充分利用華能福州電廠有仿真機的優(yōu)越條件，在實動試驗前先擬定好一次調(diào)頻優(yōu)化邏輯與參數(shù)的框架。此套仿真機不僅可以仿真操作員站畫面而且軟件模型所使用的邏輯同機組dcs的組態(tài)邏輯也是*一樣的。優(yōu)化小組將一次調(diào)頻邏輯及參數(shù)先植入仿真系統(tǒng)中進(jìn)行一次調(diào)頻模擬試驗，并在其上先行優(yōu)化調(diào)整，然后再植入主機的控制器中，結(jié)果證明：電廠的一期仿真系統(tǒng)擁有較高的仿真效果，在仿真機上驗證后的邏輯參數(shù)大約30％以上在實際的機組中工作良好。利用仿真機先行調(diào)試使得實動試驗優(yōu)化的試驗次數(shù)及幅度減少了，也有效地降低了一次調(diào)頻試驗對機組的擾動。
2.實動試驗法優(yōu)化一次調(diào)頻功能
利用機組dcs工程師站模擬電網(wǎng)故障情況，在機組的典型負(fù)荷點（從175mw至350mw，間隔25mw為一個負(fù)荷點，共8個負(fù)荷點）上做了大量一次調(diào)頻試驗，獲取寶貴的一手?jǐn)?shù)據(jù)，不僅實際驗證了各負(fù)荷點上邏輯動作的正確性，更做到了一次調(diào)頻的性：比如，在250mw這個負(fù)荷點上，不僅做電網(wǎng)周波不同幅度突升（2rpm、4rpm、7rpm、10rpm等）的邏輯參數(shù)，也做電網(wǎng)周波不同幅度突降（也是2rpm、4rpm、7rpm、10rpm等）的邏輯參數(shù)，zui終得出的一次調(diào)頻優(yōu)化后的邏輯就相當(dāng)?shù)模ɡ纾簩τ诓煌较虻南嗤潭鹊念l率變化，主機調(diào)門的開啟與關(guān)閉的速率及幅度均不相同）。一次調(diào)頻的性使得其功能滿足了電網(wǎng)的要求，由于沒有過度動作，也保證機組的穩(wěn)定安全。
三、一次調(diào)頻相關(guān)邏輯優(yōu)化
1.一次調(diào)頻動作引發(fā)主蒸汽管安全閥動作的邏輯優(yōu)化
在高負(fù)荷區(qū)（≥290mw），系統(tǒng)高周的一次調(diào)頻會引發(fā)高旁動作。其解決方案是：當(dāng)主汽壓力>167kgf/cm2時，一次調(diào)頻自動退出，當(dāng)主汽壓不高時（≤167kgf/cm2）再自動投入。
2.機組apc協(xié)調(diào)回路的邏輯優(yōu)化
2臺給煤機帶較高負(fù)荷、或3臺給煤機帶較低負(fù)荷運行，若一次調(diào)頻動作使負(fù)荷往上、或往下，會使給煤機給煤量超限（實際給煤量高于45t/h、或小于18t/h）導(dǎo)致給煤機自動方式退出、煤主控自動方式退出、協(xié)調(diào)退成機跟蹤。其解決方案是：一次調(diào)頻動作時，限制給煤機的指令上下限為：43t/h、20t/h。這樣，一次調(diào)頻動作時，實際的給煤率一般不會超過上限45t/h、或下限18t/h，給煤機的自動方式、協(xié)調(diào)方式就不會退出，一次調(diào)頻可完整動作。
3.機組低負(fù)荷運行時一次調(diào)頻動作引發(fā)機組協(xié)調(diào)振蕩的邏輯優(yōu)化
低負(fù)荷區(qū)（180－190mw附近），一次調(diào)頻有時會引發(fā)機組協(xié)調(diào)振蕩。其解決方案是：調(diào)整deh汽輪機負(fù)荷調(diào)節(jié)pid的參數(shù)，使＃1機組的低負(fù)荷振蕩現(xiàn)象基本解決、＃2機組振蕩現(xiàn)象大幅減輕。
4.機組低負(fù)荷運行時一次調(diào)頻動作引發(fā)機組給水調(diào)節(jié)振蕩的邏輯優(yōu)化
一次調(diào)頻動作幅度大時，主機機前壓力變化較大，汽包壓力變化也大，導(dǎo)致汽包水位出現(xiàn)較大改變（機組低負(fù)荷時尤其明顯），機組出現(xiàn)以下現(xiàn)象：兩臺小機開始搶水、其zui小流量閥開啟/關(guān)閉往復(fù)動作，給水調(diào)節(jié)振蕩發(fā)散。電廠將zui小流量閥開啟作為前饋（微分器）加到小機轉(zhuǎn)速指令回路中，并給該前饋賦予較大的作用，其作用明顯：即使一次調(diào)頻后汽包水位波動大、甚至zui小流量閥開啟，給水調(diào)節(jié)回路仍然能夠?qū)⑺蛔詣诱{(diào)回零位。
5.其它的已解決的技術(shù)問題還有
deh轉(zhuǎn)速取值邏輯、高低周動作幅度區(qū)分、負(fù)荷區(qū)判斷、一次調(diào)頻作用量斜率取值等。
結(jié)果：華能福州電廠一次調(diào)頻優(yōu)化后，經(jīng)歷了多次的福建電網(wǎng)的頻率波動，優(yōu)化后的一次調(diào)頻功能年年受到省調(diào)的獎勵，而且一次調(diào)頻動作對自身機組的影響較小。