惠州LNG电厂一次调频负载调节范围为±31.2MW,调频范围为±0.23Hz(±14r/min),死区为±0.033Hz(±2r/min)。
M701F3型燃气-蒸汽联合循环发电机组负载调节具有4种基本方式:ALR OFF下的GOVERNOR与LOAD LIMIT模式,ALR ON下的GOVERNOR与LOAD LIMIT模式,一次调频主要存在于ALR Control和Speed Control逻辑中。
(一)GOVERNOR模式
在机组并网前,额定转速下进行自动同期调节或进行空负载时的转速调节。机组并网后,若机组在GOVERNOR模式下运行,通过改变转速设定值“SPSET”来改变机组的负载,转速设置3000r/min时为0MW。
在ALR ON模式下,GOVERNOR的转速设定值为ALR的负载设定值ALR SET,此时机组是否具有一次调频功能取决于ALR ON模式是否有调频功能;在ALR OFF模式下GOV-ERNOR转速设定值由运行人员手动设定,此时机组具有一次调频功能。
(二)LOAD LIMIT模式
LOAD LIMIT是与GOVERNOR互斥的模式,若不是GOVERNOR模式就是LOAD LIMIT模式,反过来,不是LOAD LIMIT模式就是GOVERNOR模式。LOAD LIMIT模式为功率闭环无差调节,机组功率设定值为LDSET(LOAD SET)。在ALR ON模式下,LOAD LIMIT的目标功率设定值为ALR的负载设定值ALR SET,此时机组是否具有一次调频功能取决于ALR ON模式是否有调频功能;在ALR OFF模式下LOAD LIMIT的功率设定值由运行人员手动设定,此时机组没有一次调节功能。
(三)工作原理
1.GOVERNOR模式下的一次调频功能
M701F燃机转速控制(GOVERNOR)采用纯比例控制回路进行转速自动调节,调节函数的修改可通过修改逻辑中满负载燃料信号、空载燃料信号和不等率的设定值实现。转速控制方式的控制逻辑简图如图1-32所示。由图1-32可得转速控制方式的设定值GVCSO的计算式(1-2)和参考值SPREF的计算式(1-3)。
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图1-32 M701F燃机转速控制逻辑简图
NO LOAD CSO:M701F燃机的空载燃料信号,设定值为35.1%。
GV GAIN:调速器增益,在假设满载燃料信号为83%,空载燃料信号为35.1%,不等率为4%的基础上得来,即GV GAIN=(83%-35.1%)/4=11.975%。
机组并网后采用转速控制来改变机组负载,机组转速跟随电网频率,这时机组是在进行一次调频。根据式(1-2),当电网频率升高时,GVCSO变小,机组负载降低;当电网频率降低时,GVCSO变大,机组负载升高。
2.ALR ON模式下的一次调频功能
ALR ON自动负载运行(AUTO LOAD RUN),是在GOVERNOR模式和LOAD LIMIT模式基础上更高一层的控制方式,在ALR ON的条件下,ALR的输出作为机组功率设定值“ALR SET”送到GOVERNOR模式和LOAD LIMIT模式回路。在没有进入温控模式下,若机组实际负载比ALR功率设定值“ALR SET”低,则自动增加GOVERNOR模式的SPSET值或LOAD LIMIT模式的LDCSO值。若机组实际负载比ALR目标功率ALR SET高,则自动降低GOVERNOR模式的SPSET值或LOAD LIMIT模式的LDCSO值。
在ALR ON模式下,若下一级在GOVERNOR模式下,虽然GOVERNOR有调频功能,但若ALR ON没有一次调频功能,则GOVERNOR模式的调频量会被ALR ON的功率闭环调节抵消或减弱。要实现ALR ON模式下机组一次调节功能,必须将频差信号叠加到ALR功率设定值“ALR SET”上。在透平控制系统(Turbine Control System,简称TCS)的逻辑设计有一个频差-负载FX函数曲线,通过设置FX函数曲线即可使ALR ON具有一次调节功能,如图1-33所示。
图1-33 ALR ON模式下一次调频逻辑曲线设置示意图
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