隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，許多大型企業(yè)都有了自己的自備電廠，從經(jīng)濟性和社會其他因素的考慮，選擇孤網(wǎng)運行的企業(yè)越來越多，這就需要DEH控制系統(tǒng)能夠適應孤網(wǎng)運行的特點，以保證小網(wǎng)的頻率穩(wěn)定，為企業(yè)的主業(yè)生產(chǎn)提供穩(wěn)定的電源。
孤網(wǎng)是孤立電網(wǎng)的簡稱，一般泛指脫離大電網(wǎng)的小容量電網(wǎng)。 最大單機容量小于電網(wǎng)總容量的8%的電網(wǎng)，可以稱為大電網(wǎng)；機網(wǎng)容量比大于8%的電網(wǎng)，統(tǒng)稱為小網(wǎng)；孤立運行的小網(wǎng)，稱為孤網(wǎng)，孤網(wǎng)可分為以下幾種情況。網(wǎng)中有幾臺機組并列運行，單機與電網(wǎng)容量之比超過8%，稱為小網(wǎng)。網(wǎng)中只有一臺機組供電，成為單機帶負荷。甩負荷帶廠用電，稱為孤島運行工況，是單機帶負荷的一種特例。傳統(tǒng)的DEH控制系統(tǒng)是80年代引進的美國西屋公司的技術，而其技術主要是應用于大電網(wǎng)，鑒于大電網(wǎng)和孤網(wǎng)的特點不同，所以要對其進行改造，以適應孤網(wǎng)運行的特點。孤網(wǎng)運行最突出的特點，是由負荷控制轉變?yōu)轭l率控制，要求調速系統(tǒng)具有符合要求的靜態(tài)特性、良好的穩(wěn)定性和動態(tài)響應特性，以保證在用戶負荷變化的情況下自動保持電網(wǎng)頻率的穩(wěn)定。這就是通常所說的一次調頻功能。運行人員關注的問題不再是負荷調整，而是調整孤網(wǎng)頻率，使之維持在額定頻率的附近。這種調整通過操作調速系統(tǒng)的給定機構來完成，成為二次調頻。由于孤網(wǎng)容量較小，其中旋轉慣量儲存的動能和鍋爐群所具備的熱力勢能均較小，要求機組的調速系統(tǒng)具有更高的靈敏度，更小的遲緩率和更快的動態(tài)響應。
DEH系統(tǒng)應用山東魯能控制工程有限公司的LN2000分散控制系統(tǒng)。山東魯能控制工程有限公司根據(jù)孤網(wǎng)運行的特點，結合LN2000分散控制系統(tǒng)的優(yōu)勢，在傳統(tǒng)DEH系統(tǒng)的基礎上進行改造和優(yōu)化，響應速度更快、控制更加穩(wěn)定。

LN2000分散控制系統(tǒng)介紹

孤網(wǎng)DEH控制策略

傳統(tǒng)DEH系統(tǒng)在孤網(wǎng)運行中的缺點：
1.功率控制回路在孤網(wǎng)運行時已經(jīng)不適用。孤網(wǎng)運行的負荷是由實際所需負荷決定，所以在孤網(wǎng)運行中，DEH的控制對象應為轉速（或頻率），使得孤網(wǎng)的頻率穩(wěn)定在50HZ（3000RPM），頻率越穩(wěn)定，說明DEH的調節(jié)效果越好。

2.傳統(tǒng)DEH的一次調頻的調頻值是作為功率控制回路的前饋，在孤網(wǎng)運行中的缺點十分明顯。孤網(wǎng)的頻率變化快，也就需要一次調頻的動作速度要快，傳統(tǒng)DEH的一次調頻顯然無法完成快速的一次調頻。
3.傳統(tǒng)DEH的面向對象一般為大電網(wǎng)，大電網(wǎng)一般不要求機組參與二次調頻，所以傳統(tǒng)DEH無二次調頻功能。但在孤網(wǎng)中，對于網(wǎng)頻的要求非常高，如網(wǎng)頻波動太大，會對電負荷所帶設備造成危害，甚至會損壞設備。
4. OPC的功能設計缺陷。在孤網(wǎng)運行中，如OPC動作，閥門就會迅速的關閉和打開，從而使得機組負荷隨之瞬間大幅波動，對孤網(wǎng)的網(wǎng)頻穩(wěn)定性是毀滅性的。
鑒于以上傳統(tǒng)DEH在孤網(wǎng)運行中缺點，需要對傳統(tǒng)DEH的控制方案進行優(yōu)化，以更好的適應孤網(wǎng)運行的特點。

傳統(tǒng)DEH系統(tǒng)需要修改的地方：
1.取消功率控制回路功能。孤網(wǎng)運行下DEH的控制應為頻率控制，不控制機組負荷。
2.取消一次調頻死區(qū)，使得投入一次調頻后，對孤網(wǎng)網(wǎng)頻全程調節(jié)。
增加自動二次調頻。精確調節(jié)孤網(wǎng)轉速。由于孤網(wǎng)容量較小，其中旋轉慣量儲存的動能和鍋爐群所具備的熱力勢能均較小，LN2000汽輪機控制系統(tǒng)采用全新的掃描方式，一次掃描周期內(nèi)能夠對所有邏輯塊全部掃描，此種掃描方式保證了DEH控制系統(tǒng)具有更高的靈敏度，更小的遲緩率和更快的動態(tài)響應，對孤網(wǎng)網(wǎng)頻的控制能實現(xiàn)在5RPM之內(nèi)。其歷史曲線如圖一所示。此曲線為新龍電化集團#7機組單機運行的曲線，單機帶負荷對DEH的網(wǎng)頻控制要求LN2000汽輪機控制系統(tǒng)的靈敏性完全達到了要求。

圖一

4.把調頻值加進手動控制回路，以實現(xiàn)調頻投入和切除的無擾切換。此種方式徹底解決了傳統(tǒng)DEH中在手動方式下，一次調頻投切的擾動問題，便于運行人員能夠在升降單機負荷時隨時解除或者投入一次調頻。
5.增加甩負荷轉速壓制功能。孤網(wǎng)運行中外部設備的突然停運或者故障等極端工況，會使得孤網(wǎng)的網(wǎng)頻造成飛升，如DEH無法對機組轉速進行有效的壓制，電網(wǎng)會崩潰。所以山東魯能控制公司專門研發(fā)了甩負荷轉速壓制功能塊，對孤網(wǎng)運行中的甩負荷等極端工況下的網(wǎng)頻實現(xiàn)了有效的壓制。如2011年1月3日15點36分，新龍電化集團只#7機組在運行，負荷為49.36MW，主蒸汽壓力為8.84MPa、轉速為3000RPM。此時化工廠電解槽跳閘，甩掉負荷27MW，DEH甩負荷轉速壓制功能模塊迅速動作，高調門指令瞬間下壓，從  到  。機組轉速得到壓制，最高升至3067RPM后逐步回調，3分鐘內(nèi)轉速穩(wěn)定至3000RPM。其歷史曲線如圖二所示。

圖二

6.對于OPC功能的設計，鑒于孤網(wǎng)運行的特點，如OPC動作會造成負荷的大幅波動，對于孤網(wǎng)的頻率穩(wěn)定起到了破壞作用，故OPC在并網(wǎng)后，取消OPC動作功能，或者提供OPC動作值至3300RPM，讓其與110%超速同時動作。
7.國內(nèi)有些DEH廠家設計一次調頻專用模塊，目的為提高電網(wǎng)在甩負荷或者突增負荷情況下的反應速度，使高壓調節(jié)門快速動作，迅速減少或者增加負荷，以防止網(wǎng)頻超限。我公司在設計孤網(wǎng)運行方案時也有此初衷，但考慮到一下幾點放棄此種設計：（1）通過增加甩負荷轉速壓制功能，同樣可實現(xiàn)一次調頻專用模塊所達到的效果，并通過實踐驗證。（2）一次調頻專用模塊為完全的硬回路控制，通過硬接線作用于伺服卡，此種方式增加了故障點，對于機組長期運行是種隱患。（3）一次調頻專用模塊價格昂貴，勢必會增加用戶成本。

綜述

綜上所述，LN2000汽輪機控制系在不增加硬件成本的基礎上，通過優(yōu)化控制策略，結合LN2000分散控制系統(tǒng)的系統(tǒng)優(yōu)勢，完美實現(xiàn)孤網(wǎng)運行機組的控制要求，機組轉速響應迅速、控制穩(wěn)定，在正常運行時能維持孤網(wǎng)頻率的穩(wěn)定，得到用戶好評。