M701F单轴联合循环机组一次调频功能的完善.doc

PAGE 2 M701 朱亚清 李锋 张曦 （广东电网公司电力科学研究院，广东 广州 510600） 摘 要 本文分析了M701F型联合循环机组的转速控制、功率限制控制、自动负荷控制等逻辑回路，研究了机组在不同控制方式下的一次调频特点。针对机组原设计的一次调频功能无法满足电网运行的要求，提出将一次调频负荷指令同时引入到自动负荷控制、功率限制控制等调节回路的方案，对机组一次调频功能进行了完善。试验结果分析表明，机组一次调频特性良好，对相似机组的一次调频方案分析和设计具有重要的参考价值。 关键词 液态天然气（LNG）；单轴；燃气-蒸汽联合循环；一次调频；燃机控制系统 Improvement on the Primary Frequency Regulation of M701F Single Shaft Gas-Steam Combined Cycle ZHU Ya-Qing, LI Feng , ZHANG Xi (Guangdong Electric Power Research Institute , Guangzhou , Guangdong , 510600 , China) Abstract: The logic circuits of the M701F gas turbine, which include the speed control logic, load limit control logic, and automatic load regulation (ALR). Are analysed in this paper. The characteristics of frequency regulatin in different control mode is studied. Aiming at the deficiency of the former design on the primary frequency regulation, a new is put forward. The units primary frequency regulation is performed and improved by adding the load demand of primary frequency regulation to control loops of both load limit and automatic load regulation. The test results show Key words: Liquid Natural Gas (LNG); Single Shaft; Gas-steam Combined-cycle; Primary Frequency Regulation; Gas Turbine Control System. 0 引言 频率是电力系统最重要的运行参数之一，频率的变化对系统的安全稳定运行具有重要的影响。机组一次调频功能的有效投入，能实现机组负荷对频率的快速响应，维持电网频率稳定，提高供电质量。9F级燃气—蒸汽联合循环机组由于发电功率大，调峰能力强，在电网调峰中作用越来越大，但国内这些机组主要是按承担二次调频任务来设计，一次调频功能不够完善。现在联合循环机组在电网比重越来越高，除承担调峰任务外，还应该承担一次调频任务。为此，对M701F型联合循环机组控制系统进行了分析研究，在彻底掌握控制系统的基础上，结合电网的要求，研究出实现机组一次调频功能的方案，并进行试验分析。 实现机组一次调频功能的选择 M701F型燃气-蒸汽联合循环机组中的压气机、燃气轮机、蒸汽轮机、发电机布置在同一根轴上，燃机额定负荷为260MW，汽轮机额定负荷为130MW，机组能量转换特性如图1所示。通过试验得到的燃机负荷响应时间常数为6s，余热锅炉时间常数为600s，汽机时间常数20s，在燃料量扰动下机组负荷响应特性如图2所示。 机组正常运行时汽机为滑压方式，不直接参与负荷调节，机组负荷调节任务由燃机来完成。当需要改变机组负荷时，先改变燃机负荷，并且有一定的过调量，补偿蒸汽循环的滞后，使机组负荷达到目标负荷，随后余热锅炉蒸发量发生改变，汽机负荷慢慢上来，燃机负荷又会协调地往回调整，控制机组总负荷不变。 由于正常运行时汽机调门保持全开不变，不适合参与一次调频控制，一次调频只能由燃机来承担。 图2 机组负荷响应特性图Figure 2 The response characteristic of unit load图1 机组能量转换特性 图2 机组负荷响应特性图 Figure 2 The response characteristic of unit load 图1 机组