“西南电网异步联网以后，机组一次调频动作考核合格率普遍都这么低，我们也没有什么办法。”这是近年来水电科学技术研究院在技术监督和技术服务过程中，听到西南水电企业吐得最多的“苦水”。

为了解决服务企业心中“病灶”，该院专项攻关小组不断在技术服务中积累宝贵实验数据，完善物理模型，最终攻克了调速器机械传动死区、一次调频低频振荡、现有理论电量计算偏差过大等难题，帮助多家生产企业将水电机组一次调频动作准确率从原有的3%提高至95%，为服务企业实现提质增效提供强有力的技术支撑。不久前，经中国电力企业联合会鉴定，《水电机组AGC与一次调频动态响应配合策略关键技术研究与应用》项目成果整体达到了国际先进水平，其中水电机组调频评估方面达到了国际领先水平。

查明原因，克服机械死区影响

“西南电网异步联网以后，机组调速器从大网功率模式变成了小网开度模式，调速器调节速度大幅降低。”该院技术骨干对调速器各部件进行了深入分析，发现在机组长时间运行后，控制系统机械部分磨损量增大，各连接部件间隙增加，导致导叶反馈正常，但实际导叶开度不足，甚至出现实际导叶开度没有变化的情况，进而引起机组功率响应变差，最终被电网考核。

“如果能让控制系统以导叶实时开度作为控制系统接收的反馈信号，是不是就能克服这个机械死区的问题？”为了克服机械死区的影响，该院技术团队展开多次专题讨论，结合多家水电企业机组结构，发明了一种用于减小调速系统机械死区的装置，将测出的导叶实时开度作为控制系统接收的反馈信号，确保机械传动动作量超过机械死区，在多次调节后将导叶开度调整至设定值，实现对机组输出功率的有效调节。

创新方法，实现双闭环控制叠加

“一次调频与监控系统AGC出现同时参与调节的情况，导致一次调频调动作量会被监控系统AGC拉回控制功率，使得机组一次调频动作量基本为0，最后也会导致被考核。”项目小组技术专家向生产企业的班组人员解释到。

“有没有办法消除这个拉回，这两个控制没有办法只动作一个？”电站专业负责人急切问到。

“如果不能单一控制，那我们就尝试叠加控制”该院技术专家说到。

针对作为机组小闭环控制的一次调频动作量（导叶开度）会被作为大闭环控制的监控系统AGC 拉回(控制功率）的情况，该院技术专家首创了水电机组一次调频调节量与监控系统AGC调节量叠加的方法，达到最终动作量为AGC 与一次调频动作量叠加的目的。双闭环控制同时动作时，一次调频动作量从0%提高到至少95%，从根本上解决了AGC影响一次调频动作的问题。

响应提前，降低低频振荡风险

“超低频振荡风险虽然在调速器转换以后得到了有效抑制，但是我们机组的一次调频性能受到严重弱化，频率越限风险也大幅增加了。愁啊！”某水电站安生部主管感叹到。

面对生产企业的问题，该院技术专家记在心里，动在手上，在反复确认可行性后，向电站提出研发一种水电机组一次调频低频振荡抑制器，利用微分模块实现机组功率响应时间提前，从而实现减小机组功率响应滞后时间的目的，得到了服务企业的高度支持，最终成功应用在多台水电机组上。在该院抑制器的作用下，水电机组功率与电网频率相位差从76.99°减小到28.65°，功率对电网贡献为负的时间从6.0s减小至1.6s，有效降低了机组水力特性对电网超低频振荡的风险，大大增加了机组一次调频对电网频率的有效功率，电网频率稳定性进一步增强。该院的技术实力也得到多家服务企业的高度认可。

优化方法，准确计算机组功率

“还有一个难题需要我们攻克。现行的一次调频理论贡献电量计算方法忽略了一次调频动作滞后的影响，而小网开度模式下一次调频动作调节功率滞后性大大提高，导致计算方法拟合得到的功率响应曲线与实际功率曲线偏差高达35%。”项目负责人王春在项目阶段会上说到。

针对这个难点，小组成员结合机组实测参数，对现有一次调频理论贡献电量计算方法进行反复优化，最终提出了在理论功率计算环节加入惯性环节，并进一步减少接力器、水力特性等相关参数的影响，确保拟合结果与实际受到小网开度影响的机组一次调频动作速率相符。经过优化后功率实际响应曲线与实际功率曲线偏差降低至5%，与机组功率实际变化速率吻合度提高至95%，对机组输出功率的计算准确度大幅提高，极大降低了一次调频动作被考核的可能性。该项科技成果已在彭水、亭子口、雅砻江流域电站多台机组上实现应用，产生直接经济效益上亿元，收获发电企业一致好评。

集智攻关解难题，技术创新促发展。大唐水电科学技术研究院始终坚持突出解决现场实际问题的科技创新，急企业之所急，想企业之所想，全力助推发电企业提质增效，不断为集团公司高质量发展贡献创新力量。