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1 事件經(jīng)過

2017年某月8日22:09:40，某電廠1號(hào)機(jī)組處于并網(wǎng)狀態(tài)，閥控方式，機(jī)組負(fù)荷約為307MW，主汽壓力約為10MPa。下一秒，由運(yùn)行人員投入DEH功率自動(dòng)，但自動(dòng)投入后功率設(shè)定值未能正常跟蹤當(dāng)前負(fù)荷，而與之前的總閥位指令值（69.9%）相等，約為69.9MW。機(jī)組負(fù)荷根據(jù)設(shè)定值快速下降，22:11:11負(fù)荷低達(dá)到0MW，主汽壓力高達(dá)到約19MPa。

甩負(fù)荷發(fā)生后，運(yùn)行人員嘗試手動(dòng)切除DEH功率自動(dòng)并投入CCS方式以調(diào)整負(fù)荷，22:18:43負(fù)荷由事故發(fā)生后低值（0MW）上升至265MW。但終因鍋爐受熱面有超溫可能，運(yùn)行人員對(duì)機(jī)組進(jìn)行手動(dòng)打閘處理。圖1是事故發(fā)生前后3min內(nèi)的主參數(shù)趨勢(shì)變化。

圖1 事故前后主要參數(shù)趨勢(shì)

2 原因分析

對(duì)DEH中閥控方式轉(zhuǎn)功率自動(dòng)方式的切換邏輯進(jìn)行了檢查分析，圖2是經(jīng)簡化后的方式切換邏輯。

圖2 閥控方式轉(zhuǎn)功率自動(dòng)方式的切換邏輯圖

圖2上圖：當(dāng)功率自動(dòng)投入脈沖觸發(fā)后，各切換塊輸出均為SETPOINT，同時(shí)手動(dòng)置值塊REMSET在該脈沖的作用下輸出也為SETPOINT，然而圖中括號(hào)內(nèi)的序號(hào)表示各功能塊在控制器中的實(shí)際執(zhí)行步序，即先執(zhí)行圖左側(cè)的切換塊，再執(zhí)行REMSET塊，后執(zhí)行中間的切換塊，因而REMSET的輸出并非跟蹤圖中左側(cè)的SETPOINT，而是跟蹤中間切換塊的輸出作用，故而REMSET的輸出（即TARGET）=上一周期的SETPOINT。

圖2中圖：SETPOINT與TARGET相減，若其值大于0.5MW，則RAMPED TARGET始終保持初值，否則RAMPED TARGET=TARGET。

圖2下圖：功率自動(dòng)投入脈沖觸發(fā)后，SETPOINT=實(shí)際負(fù)荷—一次調(diào)頻增量；脈沖消失后，SETPOINT=RAMPED TARGET。

通過對(duì)DCS歷史記錄進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，事故發(fā)生時(shí)功率自動(dòng)投入后TARGET跟蹤實(shí)際負(fù)荷，而SETPOINT卻等于自動(dòng)投入前的總閥位指令。因而判斷方式切換發(fā)生時(shí)，圖2中圖的邏輯發(fā)生了信號(hào)保持，導(dǎo)致TARGET未能將其數(shù)值傳遞給RAMPED TARGET，此時(shí)RAMPEDTARGET始終保持為事故發(fā)生前的總閥位指令。而當(dāng)圖2下圖的脈沖信號(hào)消失后，SETPOINT=RAMPED TARGET=事故發(fā)生前的總閥位指令。

由之前的分析可知，要使圖2中圖的RAMPEDTARGET始終保持，則SETPOINT與TARGET之差的值要在脈沖持續(xù)時(shí)間內(nèi)始終大于0.5MW。由于TARGET=前一周期的SETPOINT，因此只要當(dāng)前周期與前一周期的SETPOINT之差的值大于0.5MW就有可能導(dǎo)致以上現(xiàn)象。進(jìn)一步分析，SETPOINT在脈沖持續(xù)期間的變化：脈沖剛觸發(fā)時(shí)，當(dāng)前周期SETPOINT=實(shí)際負(fù)荷—一次調(diào)頻增量≈300MW，上一周期SETPOINT=總閥位指令≈69.9%，因而此時(shí)兩者之差必然大于0.5MW；而通過DCS歷史趨勢(shì)發(fā)現(xiàn)，方式切換發(fā)生時(shí)機(jī)組一次調(diào)頻保持動(dòng)作，該機(jī)組的一次調(diào)頻邏輯中的額定負(fù)荷及不等率按600MW、4%設(shè)定，則1r/min的轉(zhuǎn)速偏差對(duì)應(yīng)5MW的調(diào)頻幅度，因而若要當(dāng)前周期與上一周期的SETPOINT之差的值大于0.5MW，只需每一控制器周期的轉(zhuǎn)速變化0.1r/min即可，這在一次調(diào)頻動(dòng)作時(shí)非常容易達(dá)到。

綜上認(rèn)為，此次事故發(fā)生的根本原因是圖2中圖的邏輯執(zhí)行步序設(shè)置不合理，導(dǎo)致一次調(diào)頻動(dòng)作條件下當(dāng)前周期與上一周期的SETPOINT始終存在使RAMPED TARGET保持初值的偏差，進(jìn)而當(dāng)脈沖消失后，SETPOINT=RAMPED TARGET=初始總閥位指令。

3 仿真驗(yàn)證

利用DEH混仿功能對(duì)以上分析結(jié)論進(jìn)行了驗(yàn)證，在DEH中人為增加了一個(gè)一次調(diào)頻增量變化邏輯，以模擬方式切換過程中的調(diào)頻變化量，其趨勢(shì)如圖3所示。

圖3 仿真加入的一次調(diào)頻增量變化量

圖3中，功率自動(dòng)投入脈沖持續(xù)時(shí)間內(nèi)，每偶數(shù)個(gè)控制周期調(diào)頻變化量=0，每奇數(shù)個(gè)控制周期調(diào)頻變化量=0.6MW，這樣設(shè)置保證前后兩周期的SETPOINT之差的值大于0.5MW。

（1）仿真工況1：加入圖3所示一次調(diào)頻增量變化量，機(jī)組由閥控方式切為功率自動(dòng)方式，仿真曲線如圖4所示。由曲線可知，這種情況下重現(xiàn)了控制方式切換時(shí)的功率設(shè)定值錯(cuò)誤。

圖4 仿真工況1曲線

（2）仿真工況2：一次調(diào)頻增量變化量始終為0，機(jī)組由閥控方式切為功率自動(dòng)方式，仿真曲線如圖5所示。由曲線可知，一次調(diào)頻不動(dòng)作時(shí)，即使發(fā)生方式切換，功率設(shè)定值錯(cuò)誤也不會(huì)發(fā)生。

圖5 仿真工況2曲線

（3）仿真工況3：修正圖2上圖中的功能塊執(zhí)行步序后，加入圖3所示一次調(diào)頻增量變化量，機(jī)組由閥控方式切為功率自動(dòng)方式，仿真曲線如圖6所示。由曲線可知，只要功能塊執(zhí)行步序正確，即使一次調(diào)頻動(dòng)作也不會(huì)引起功率設(shè)定值錯(cuò)誤。

圖6 仿真工況3曲線

4 結(jié)論

通過對(duì)DCS的歷史數(shù)據(jù)、DEH控制邏輯的檢查分析，認(rèn)為此次事故發(fā)生的根本原因是DEH中功能塊執(zhí)行步序設(shè)置不合理；而一次調(diào)頻動(dòng)作則是這次事故發(fā)生的直接原因。

要求電廠對(duì)DEH控制邏輯中的步序進(jìn)行修正，從根本上避免類似事故的再次發(fā)生。