湖北电网发电机组一次调频技术标准DB42／T 720-2018.pdf

ICS 29.160.40 K 52 备案号：DB42 湖 北 省 地 方 标 准 DB42/T 7202018 代替 DB42/T 720-2011 湖北电网 发电机组 一次调频 技术标准 Technology specification of primary frequency-control for generator unit of Hubei Power Grid（报批稿）本稿完成日期：2017-10-11 2018-01-24 发布 2018-03-31 实施 湖 北 省 质 量 技 术 监 督 局 发布 DB42/T 720 2018 I 目 次 前言.III 引言.V 1 范围.1 2 规范 性引 用文 件.1 3 术语 和定 义.1 4 一次 调频 主要 技术 参数.3 5 一次 调频 试验.4 6 一次 调频 在线 监测 系统.5 7 发电 机组 运行 及增 容改 造、大 修技 术要 求.6 8 发 电机 组一 次调 频复 核 性试验.7 DB42/T 720 2018 II DB42/T 720 2018 III 前 言 本标准 按照 GB/T 1.1-2009 给出 的规 则修 订。本标准 代替DB42/T 720-2011。本 标准 与DB42/T 720-2011相比,除编 辑性 修改 外 主要 变 化如 下：扩 大了 适用 范围，涵 盖了火 电机 组、水电 机组、燃机 机组、新 能源 机组；删 除了 一次 调频 在规 划、设 计和 建设 阶段，启 动、试 运行 阶段，商 业运 行阶段 的管 理要求；增 加了 一次 调频 试验、在线 监测 系统、发 电机组 运行 及增 容改 造、大修 技术要 求、发电 机 组 一次调频 复核 性试 验；全 过程 规范 一次 调频 试验，强化 一次 调频 复核 性试验 管理 要求。本标准 由国 家电 网公 司华 中分部、国 网湖 北省 电力 公司电 力科 学研 究院 起草。本标准 由国 家电 网公 司华 中分部 负责 解释。本标准 主要起 草人：党 杰、曹泉、徐友 平、李锴、奚江惠、李文 锋、陶向宇、李大 虎、卢 子敬、王卫涛、李 海峰、汪 蓓、姜文立、邵 德军、潘 晓杰、马世 俊、宋军 英、陈乔、姜曼、黄 海煜、汪 旸。本标准 历次 发布 版本 情况：DB42/T 720-2011。DB42/T 720 2018 IV DB42/T 720 2018 V 引 言 随着电 力系 统的 发展 和用 户对电 能质 量要 求的 提高，为确 保湖北 电网 的 安全、优质、经 济运 行，为用户提 供优 质电 力，经 湖 北省质 量技 术监 督局 批准，2016 年 度湖 北省 地方 标 准制修 订项 目计 划表（第 二批）第60 项提出,由 国家 电 网公司 华中 分部、湖北省 电力公 司电 力科 学研 究院 共同修 订DB42/T 720-2011湖北 电网 发电 机组 一次 调频技 术标 准。本 标准 对一 次调 频 性 能指 标要求、典型 试验 技术、重 要参数 等 提 出了 要求，规 定 了湖北 电网 发 电机组一次 调频 应满 足的 技术 标准要 求。湖北发 电企 业制 订的 与 一 次调频 相关的 技 术标 准、管理规 程、规定 等，应符 合本 标 准要 求。DB42/T 720 2018 1 湖 北电网 发电机组 一次调 频技术标 准 1 范围 本标准 规定 了湖 北电 网发 电机组 一次 调频 主要 技术 参数、性 能指 标、在 线监 测 系统，运 行及 增容 改造、大 修技 术要 求和 一次 调频复 核性 试验 要求。本 标准 适用于100MW 及以 上 容量火 电、燃 气 机 组，40MW 及以上 容量 水电（含 抽蓄）机组，接入35kV及以上 电压 等级 的风 电场、光伏 发电 站。2 规范性 引用 文件 下列文 件对 于本 文件 的应 用是必 不可 少的。凡 是注 日 期的引 用文 件，仅注 日期 的 版本适 用于 本文 件。凡是不 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/T 2900.50 电工 术语 发电、输电 及配 电通 用术 语 GB/T 9652.2 水轮 机控 制 系统试 验 GB/T 30370 火 力发 电机 组一次 调频 试验 及性 能验 收导则 GB/T 31464 电 网运 行准 则 DL/T 774 火力 发电 厂热 工自动 化系 统检 修运 行维 护规程 DL/T 824 汽轮 机电 液调 节系统 性能 验收 导则 DL/T 996 火力 发电 厂汽 轮机电 液控 制系 统技 术条 件 DL/T 1245 水 轮机 调节 系 统并网 运行 技术 导则 3 术语和 定义 下列术 语和 定义 适用 于本 文件。3.1 一 次调 频 primary frequency control 当 电 网 频率 偏 离目 标 频率时，发 电机 组 通过 调 速系统 的 自 动反 应，调 整 有功出 力，以减 少 电网 频率的偏 差。3.2 额 定功 率 rated power（PN）（MW 或 kW）制 造 厂 给定 的 机组 输 出功率，机 组在 规 定的 终 端参数，且 不超 过 规定 的 寿命条 件 下 无限 期 地运 行时的出 力。额定 功率 也称 额定出 力或 额定 负荷。3.3 分散 控制 系统 distributed control system（DCS）DB42/T 720 2018 2 是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算 机 系 统，综 合 了 计 算 机（computer）、通讯（communication）、显 示（CRT）和 控制（Control）等4C 技 术，其 基本 思想 是分散控制、集 中操 作、分级 管理、配置 灵活、组 态方 便。3.4 数字 式电 液控 制系 统 digital electro-hydraulic control（DEH）由电气 原理 设计 的敏 感元 件和数 字电 路，按 电气、液 压原理 设计 的放 大元 件和 伺服机 构，实 现控 制逻辑的 汽轮 机调 节、保安 系统，通称 数字 式电 液控 制系统，简 称数 字电 调。3.5 相量 测量 装置 Phasor Measurement Unit（PMU）用于进 行同步 相量 的测量 和输出 以及进 行动 态记录 的装置。PMU 的核心 特征 包 括基于 标准时 钟信 号的同步 相量 测量、失 去标 准时钟 信号 的守 时能 力、PMU 与主 站之 间能 够实 时通 信并遵 循有 关通 信协 议。3.6 转速 不等 率 steady-state speed regulation（speed governing droop）（）在 给 定 值不 变，额 定 参数下，机 组由 零 功率 至 额定功 率 对 应的 转 速变 化，以额 定 转 速的 百 分率 表示。3.7 一次 调频 死区 dead band of primary frequency control（DB）指 一次 调频 调节 系统 在额 定转速 附近 对转 速或 网频 的不灵 敏区。为 了在 电网 频率变 化较 小的 情况 下，提 高机 组运 行的 稳定 性，在 一次 调频 调节 系统 设置有 一次 调频 死区。3.8 一次 调频 响应 时间 response time of primary frequency control（RT）指转差 或频 差超 出一 次调 频死区 开始 到机 组负 荷可 靠的向 调频 方向 开始 变化 的时间。3.9 一次 调频 稳定 时间 stabilization time of primary frequency control（ST）指转 差或 频差 超出 一次 调 频死区 开始 到机 组负 荷最 后一次 进入 偏离 稳态 值偏 差为5 范 围之 内，且以后 不再 越出 此范 围所 需要的 时间。3.10 系统 迟 缓率 dead band of the speed governing system（%）不 会引 起调 节阀 位置 改变的 稳态 转速 变化 的总 值，以 额定 转速 的百 分率 表示。3.11 永态 转差 率 permanent speed droop（BP）DB42/T 720 2018 3 调 速系 统静 态特 性曲 线斜率 的负 数。3.12 转 速死 区 dead band of speed（DB）频 率升 高和 降低 过程 形成的 两条 调速 系统 静态 特性曲 线间 的最 大区 间。4 一次调 频主 要技 术参 数 4.1 机组一 次调 频技 术参 数 4.1.1 机组 一次 调频 技术 参数静 态指 标见 表1。表 1 机组 一次 调频 技术 参 数 机组类型 机组容量 P（MW）转速不等率（）调速系统迟缓率（）一次调频死区（Hz）电液调节型 机械、液压调节型 电液调节型 机械、液压调节型 火电 100 P 200 4 5 0.1 0.2 0.033 0.1 200 0.06 0.1 燃机 不限 水电 40MW 永态转差率（）调速系统转速死区（）0.05 4 0.04 风电 20%PN 2 5 0.06 光伏 10%PN 2 5 0.06 4.2 机组一 次调 频技 术参 数 动 态指标 4.2.1 一次 调频 响应 时间 4.2.1.1 火电 机组 及燃 机 一次调 频的 负荷 响应 时间 应小于3s。4.2.1.2 额 定水 头在50m 及以上 的水电 机组，其一 次调 频 的负荷 响应 时间应 小于4s；额定 水头 在50m 以下的水 电机 组，其一 次调 频的负 荷响 应时 间应 小于10s。4.2.1.3 风 电、光伏 场站 一次调 频的 负荷 响应 时间 均应不大于2 秒。4.2.2 一 次调 频响 应速 度 4.2.2.1 火电 机组 达到50目标 负荷 的时 间应不 大于6s，达到75 目标 负荷 的时间 应不 大于15s，应在30s内 根据 机组 响应 目标 完 全响应。4.2.2.2 燃机 达到90 目 标负荷 的时 间应 不大 于15s，应在30s 内根 据机 组响 应 目标完 全响 应。4.2.2.3 对于 开度 调节 的 水电机 组，导叶 开度 达到90 目 标开 度的 时间 应不 大 于15s；对 于功 率调 节的水电机 组，有功 功率 达到90 目 标功 率的 时间 应不 大 于15s。4.2.2.4 自频 率超 出调 频 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 需时间，风 电不 大 于10 秒，光 伏不大 于5 秒。4.2.3 一 次调 频 稳 定时 间 4.2.3.1 电网 频率 偏差 死 区外，发电 机组 应持 续参 与一次 调频，参 与一 次调 频的稳 定时 间应 小于1min。DB42/T 720 2018 4 4.2.3.2 火电 机组 稳定 时 间应不 大于60s，燃 机机 组 应不大 于45s，水电 机组 应 不大于30s。4.2.3.3 自频 率超 出调 频 死区开 始，至有 功功 率达 到稳定（功 率波 动不 超过 额定出 力1%）的最 短时间，风 电、光伏 均不 大 于15 秒。4.2.4 机 组一 次调 频最 大 负 荷限 幅 4.2.4.1 机 组一 次调 频最 大负荷 限幅 要求 见 表2。表2 机 组一 次调 频最 大负 荷限幅 要求 机组类型 机组容量（MW）一次调频最大负荷限幅不小于机组额定 功率的比例要求（%）火电 100机组容量250 10 250机组容量350 8 350机组容量500 7 机组容量500 6 水电 不限 10 燃机（包括联合循环汽机机组）不限 10 风电 不限 10 光伏 不限 10 注：1)火电机组减负荷方向的调频负荷变化幅度原则上不进行限定，但宜考虑对机组的稳燃负荷 限制；2）光伏、风电机组一次调频增负荷方向变化幅度设定不小于 4 额定功率、减负荷方向变化幅度设定不小于 10%额定功率；3）水电机组一次调频动作时宜避开振动区和空蚀区。5 一次调 频试 验 5.1 一次调 频 试 验目 的 5.1.1 一 次调 频试 验的 目 的是验证 发 电机 组参 与电 网运行 的一 次调 频功 能的 完好，一次 调频 性能 满足电网指 标要 求。5.2 一次调 频 试 验条 件 5.2.1 一次调 频设 计满 足相 关规 定要求。5.2.2 机组退 出AGC 控 制方 式。5.2.3 采用分 散控 制系 统DCS、具 有机组 协调 控制 和AGC 功 能的火电 机 组，应 在 DCS、DEH 中 同时 投入可独立 作用 的 频 率校 正回 路，即 当机 组工 作在 机组 协调 或 AGC 方式 时，由 DEH、DCS 共 同完 成一 次调 频功能。5.2.4 火电机 组协 调控 制系 统 或DEH 控 制系 统正 常投 入，运 行参数 稳定。主 要控 制系 统正常 投入，DEH系统运 行正 常。机组 运行 的主要 参数，譬 如主 汽温、主汽 压、汽 包水 位（中 间点温 度）、炉膛 负压 等 运行稳定，无 报警 或异 常。5.2.5 水电机 组调 速系 统正 常运 行，水 轮机 导叶、桨 叶动 作正常，工 作闸 门快 关性 能合格，油 压和 轴承温度 等参 数正 常，水轮 机各项 保护、联 锁正 常投 入且动 作可 靠。5.2.6 燃气机 组调 速系 统正 常运 行，各项 保护、联锁 正常 投 入且动 作可 靠，燃 机控 制 回路能 正常 投入，一次调 频信 号正 确引 入到 控制回 路中，且 一次 调频 逻辑回 路动 作准 确、可靠。5.2.7 发电机 组转 速和 电网 频率 信号校 验合 格，并有 相关 的校验 证书。5.2.8 试验方 案已 编制 并经 电厂 主管领 导批 准，试验 组织 机构成 立，明确 职责 分工。DB42/T 720 2018 5 5.2.9 已经取 得电 网调 度部 门的 同意。5.3 一次调 频 试 验要 求 5.3.1 存在单 阀、顺序 阀运 行方 式的火电 机 组，一次 调频 试验包 括单 阀方 式下 的一 次调频 试验 和顺 序阀方式 下的 一次 调频 试验，其中 新建 机组 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。5.3.2 存在开度、功率 调节 模式 的水电 机组，一 次调 频试 验 应包 括开 度调 节模 式和 功率调 节模 式。5.3.3 一次调 频试 验选 择的 负荷 工况点 不应 少 于4 个，选 择的工 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,宜在 60 PN、75 PN、90 PN、100 PN 工 况附 近选 择,应至少 在额 定负 荷工 况点进行一 次机 组频 率扰 动试 验。5.3.4 针对火 电机 组，在每 个试 验负荷 工况 点，应至 少分 别进行 0.041Hz，0.067Hz 及0.1Hz 频差阶跃 扰动 试验；针 对水 电机组，在 每个 试验 负荷 工况点，应 至少 分别 进行 0.058Hz 及0.1Hz 频差阶跃扰 动试 验。应至 少选 择 一个负 荷工 况点 进行 机组 调频上 限试 验和 具有 同等 调频负 荷绝 对值 的降 负 荷调频试 验，检验 机组 的安 全性能。在 额定 负荷 工况 点增负 荷方 向最 大调 频负 荷增量 幅度 不小 于 3%PN。5.3.5 模拟电 网频 率动 态变 化为 扰动输 入，开展 机组 一次 调频响 应测 试（选做 试验，最大 频率 扰动 偏差不低 于0.1Hz）。5.3.6 试验频 差信号 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，但外接 设备 生成 时，必须做 好安 全措 施。5.3.7 试验数 据 可 采用 专用 信号 录波仪 收集，如 使用 火电 机组、燃 机 DCS 系统 或 DEH 系统 本身 的数 据收集功 能，必须 保 证DCS 或DEH 系统 的数 据收 集周 期不大 于 1 秒，且试 验数 据能如 实反 映在 相 应 的 趋 势图中。5.4 一次调 频 试 验步 骤 5.4.1 机组稳 定 运 行在 某一 试验 要求的 负荷 工况。5.4.2 启动数 据采 集装 置。5.4.3 生成某 一阶 跃频 差，作用 于一次 调频 回路。5.4.4 频差扰动 持 续不 少 于 1min，然后 恢复 额定 频率；记 录该次 试验 数据。重 复上述 步骤，直 至该负荷工 况下 各个 频差 扰动 试验结 束。5.4.5 调整机 组负 荷到 下一 个试 验工况，重复 上述 步 骤，直至各 个负 荷工 况的 试验 结束，恢复 至试 验前状态。5.4.6 试验结 束后，应 编写 试验 报告，主要 内容 包括：试 验目的 及范 围、设备 和仪 器仪表 概况、试验条件或 方法、试 验数 据分 析，采 用表 格、曲线 或图 示表示、试 验结 果 应 与要 求的技 术指 标进 行比 较，并作出 评价 和结 论。6 一次调 频在 线监 测系 统 6.1 发电 机组 一次 调频 在 线监测 系统 应通过 采集机 组一 次调频 投入/退 出开 关量和 机组 实 发功率 等监控 信号，实现 对机组 一次调 频投 退状 态和 监 测参 数 的 实 时 监测 和统 计，计 算 出一 次 调频 投入 率，并 能 对机 组 一次 调频 投 运 参数 进行 实 时、历史查询。6.2 机组 一次 调频 接入 信 息要求 DB42/T 720 2018 6 6.2.1 火 电机 组 一 次调 频 接入 所 需参 数：一次 调频 投入/退出 信号、一 次调 频 动作/复归 信号、机 组转速、机 组实 发功 率、调节 级压力、主 汽压 力、汽机 阀位指 令、一次 调频 修正 前指令 信号、一 次调 频修正后指 令信 号。6.2.2 燃机 一 次调 频接 入 所需参 数 一次调频 投 入/退出 信 号、一 次 调频 动 作/复 归信 号、机 组 转速、机组 实发 功率、一 次调 频 修正 前指 令信号、一次 调频 修正 后指 令信号。6.2.3 水 电 机组 一次 调 频接 入 所 需参 数：一 次调 频投 入/退出 信 号、一 次调 频动 作/复归 信 号、机 组频率、机 组实 发功 率、导叶、桨叶 开度。6.3 机组 一次 调频 接入 技术 要求 6.3.1 火电 机组、燃机 一 次调频 投入/退 出信 号、一 次调频 动作/复 归信 号等 遥 信量应 由 DCS 系 统提 供干接点 信号 直接 接 入PMU 装置或 经DCS 监控 系统 上 传至调 度端。水 电机 组一 次调频 投入/退 出信 号、一次调频 动作/复 归信 号可 直 接接 入 PMU 装置，上 传至 调度端。6.3.2 机 组转 速信 号接 入 对于火 电机 组，应 将 DEH 转速变 送器 输出 信号 或键 相脉冲 信号 串 入 PMU 装置，或 者增 加一 个 与DEH 转速变 送器 性能 一致 的转 速变送 器。对于 水电 机组，机组 转速 信号 可不 用单独接入，用 机端 电压 计算 得到频 率代 替。6.3.3 机 组实 发 功 率接 入 要求火 电机 组 机 炉协 调控 制系统 投入 运行 后，应在DCS 系统 中以AO 方式 输出该信号，刷 新率 应与 其 在DCS 系统 中 的计 算刷 新率 一致。如机 炉协 调控 制系 统退出 运行，则应在 DEH系统中以 AO 方 式输 出该 信 号，刷 新率 应与 其在 DEH 系统 中 的计 算刷 新 率 一致，应大 于 5Hz。刷新 率 应满足调 度端 的要 求。燃机 和水电 机组 实发 功率 信号 应由 DCS 系 统或 机组 调速 系统、计算 机监 控系 统采用AO 方式 输出，刷 新率 应 满足 调 度端 的要 求。6.3.4 机 组一 次调 频指 令 信号接 入技 术要 求 6.3.4.1 机 组一 次调 频指令 信号（修 正前/修正 后）接入PMU 装置 时应 由调 速 控 制系统 采用AO 方式 输出，将其转 换 为 4-20mA 直流 电 流信号 或直 流电 压信 号接 入 PMU 装 置，并且 给出 其 变比系 数，输出 刷新 率应大于25Hz。6.3.4.2 火 电机 组 阀 位指 令信号 应 在 DEH 系 统中 采 用 AO 输出 的方 式，将该 信 号转 换 为 4-20mA 电流 量接入PMU 装 置，并且 给出 其变比 系数，输 出刷 新率 应大 于 10Hz。6.3.4.3 水电 机组 调速 器 指令信 号、导叶 开度 信号 接入PMU 装 置时 应由 调速 器采 用AO 方式 输出，将 其转换 为 4-20mA 直流 电流 信 号或直 流电 压信 号接 入 PMU 装置，并 且给 出其 变比 系数，输出 刷新 率应 大于25Hz。6.4 机组 一次 调频 与AGC 或监控 系统 6.4.1 机 组一 次调 频 的 优 先级应 高 于 AGC 或 监控 系 统功率 闭环 调节，应保 证 机组一 次调 频功 能始 终能够正常 发挥，当 机 组AGC 投入运 行或 功率 闭环 调节 方式下，机 组一 次调 频功 能应不 受监 控系 统影 响，一次调 频应 与AGC 或功 率 闭环调 节相 互协 调。7 发电机 组运 行及 增容 改造、大修 技术 要求 7.1 节流 配汽 滑压 运行 机 组，滑 压运 行时 一次 调频 响应性 能应 满足 本标 准规 定要求。7.2 使用 补气 阀的 机组 一 次调频 响应 性能 应满 足本 标准规 定要 求。7.3 供热 机组 一次 调频 响 应性能 应满 足本 标准 规定 要求。7.4 发 电 机组 发生 重大 改 变后，应 重新 进行 一次 调 频试验，验证 是否 满足 该 标准要求。重 大改 变包 括：发电机 组增容 改造、通流 改造、机组A 级检修、脱 硫 脱硝改 造、DCS 改 造、DEH 改 造、水 电机 组调速 器改造、控制 逻辑 及一 次调 频回路 主要 设计 参数 改变、运行 方式 改变 等。DB42/T 720 2018 7 8 发 电机 组一 次调 频 复 核 性试验 发电机组 每 五年 进行 一次 调频复 核性 试验，复 核性 试验 应 按照 新建 机组 一次 调频试 验的 要 求 进 行。