淺談鑫源二期發(fā)電控制與單元機組協(xié)調(diào)控制

摘要:本文簡要闡述鑫源二期發(fā)電控制及協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)原理及其特點，并論述了發(fā)電控制的構(gòu)成及控制原理，列舉了單元機組協(xié)調(diào)控制應(yīng)用中出現(xiàn)的有代表性的問題并加以分析，提出解決對策，提高我司協(xié)調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用水平，從而提高發(fā)電機組的安全性和經(jīng)濟性。

關(guān)鍵詞: DEH CCS TF BF AGC 組態(tài) 邏輯優(yōu)化 安全性 經(jīng)濟性

一、概述

發(fā)電廠自動發(fā)電控制(AGC)生產(chǎn)系統(tǒng)是一個龐大而復(fù)雜的大系統(tǒng)。處理大系統(tǒng)控制問題的基本方法就是分解——協(xié)調(diào)的方法。所謂分解就是把大系統(tǒng)化為若干子系統(tǒng)，以便進行分塊處理與控制，求得各子系統(tǒng)的局部最優(yōu)解;而協(xié)調(diào)CCS則是從系統(tǒng)的全局出發(fā)，合理地調(diào)整各子系統(tǒng)之間的關(guān)系，求得各子系統(tǒng)之間的和諧與統(tǒng)一，進而得到整個大系統(tǒng)的最優(yōu)解。

二、自動發(fā)電控制(AGC-Automatic Generation Control)與CCS關(guān)系及原理

自動發(fā)電控制(AGC)是電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)中的一項重要的基礎(chǔ)功能。AGC是指發(fā)電機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(CCS)根

據(jù)調(diào)度中心的AGC軟件計算結(jié)果輸出的設(shè)點命令，自動調(diào)節(jié)機組的出力使電網(wǎng)的頻率和聯(lián)絡(luò)線凈交換功率維持在計劃值。以保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運行。它以滿足電力供需實時平衡為目的，實現(xiàn)以下目標:

AGC與CCS關(guān)系圖如上

·控制電網(wǎng)頻率在允許誤差范圍之內(nèi);

·控制區(qū)域凈交換功能，使與計劃值的偏差在允許的范圍內(nèi);

·對參與遠方調(diào)節(jié)的發(fā)電廠，以發(fā)電成本或上網(wǎng)電價為依據(jù)進行出力分配，使電網(wǎng)獲得最大經(jīng)濟效益。

AGC設(shè)點控制首先下發(fā)給SCADA(包括數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制的全部功能)，再由SCADA下發(fā)至前置機。AGC還考慮了與EMS應(yīng)用軟件如機組計劃，聯(lián)絡(luò)線交易計劃，超短期負荷預(yù)報等的接口。如下圖:

三、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(CCS—Coordinated Control System)功能與組成

1.單元機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)

單元機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(CCS—Coordinated Control System)，概括地說，就是把鍋爐及汽機作為一個整體進行綜合控制時所用的系統(tǒng)。功能和主要內(nèi)容簡單地說，機爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)主要完成以下功能:

(1)接收中調(diào)來的負荷指令信號，實現(xiàn)自動發(fā)電控制(AGC);

(2)在滿足電網(wǎng)負荷變化要求的同時，能夠保證單元機組本身運行的穩(wěn)定;

(3)能夠根據(jù)機組狀況采取相應(yīng)運行方式，并具有處理意外事件的能力(可測的與非可測的);

(4)方便、簡潔的運行人員接口。

2.協(xié)調(diào)主控系統(tǒng)主要由三部分組成:

第一部分為機組指令處理回路，用以協(xié)調(diào)機組能力與電網(wǎng)需求的平衡，根據(jù)AGC指令或本機的運行人員指令(目標指令)，經(jīng)運算處理，給出在幅值大小和變化率均為機組可能接受的實際機組功率指令ULD(Unit Load Demand)。

第二部分為機爐主控系統(tǒng)或機爐主控制器，根據(jù)機組功率指令ULD、機組的運行工況、運行方式以及機、爐不同的動態(tài)特性，協(xié)調(diào)鍋爐與汽輪機間的能量平衡，提供機組級的輸出功率與機前壓力聯(lián)合控制，從而使機組的負荷適應(yīng)性與運行穩(wěn)定性兼優(yōu)。

第三部分為協(xié)調(diào)子系統(tǒng)。協(xié)調(diào)主控系統(tǒng)輸出的鍋爐指令和汽輪機指令，分別控制鍋爐、汽輪機的各子系統(tǒng)—燃料、送風、引風、給水、噴水……以及汽輪機閥位。對主控系統(tǒng)來說，各子控制系統(tǒng)均相當于伺服系統(tǒng)或隨動系統(tǒng)。

要實現(xiàn)機組協(xié)調(diào)控制，首先必須使鍋爐、汽輪機子系統(tǒng)運行正常，也就是說要提高基礎(chǔ)自動化水平。

四、存在問題分析與處理

1.我公司二期協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)基本滿足指標要求，AGC和一次調(diào)頻也能滿足考核要求，但運行中經(jīng)常發(fā)生主汽壓力波動，風煤配合欠佳，燃燒不穩(wěn)，經(jīng)濟指標下降，尤其在煤種變化以及熱量擾動時。

分析:其協(xié)調(diào)控制組態(tài)(見圖1)，鍋爐主控指令為AGC負荷指令(或手動負荷指令)疊加主汽壓力調(diào)節(jié)指令和一次調(diào)頻校正指令，輸出至燃料控制回路，其燃料控制為典型的熱量反饋控制系統(tǒng)。而風量控制回路的指令是根據(jù)負荷指令修正的指令。當煤種發(fā)熱量變化或粉量擾動(如給粉機煤粉自流)引起熱量變化時，由于這種設(shè)計差異使燃料快速變化而風量變化不大甚至不變，引起風煤失配。雖然可用風煤交叉來限制煤粉量的快速變化，但燃料控制系統(tǒng)又滿足不了及時消除內(nèi)擾的要求。

措施:若將熱量偏差引到風量控制調(diào)節(jié)器入口(見圖2)，使風煤協(xié)調(diào)一致調(diào)節(jié)，可以快速消除燃料內(nèi)擾，增強自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性以提高機組運行的經(jīng)濟性。

2.運行中經(jīng)常出現(xiàn)主氣壓力波動較大，而給煤量增加和減少出現(xiàn)嚴重滯后從而導(dǎo)致調(diào)節(jié)惡化，CCS失調(diào)。

分析:在CCS狀態(tài)時，煤主控調(diào)節(jié)器XT-39CCS輸出變化遲緩，其輸出XT-57的變化較小，導(dǎo)致給煤量不充分，以至于主氣壓變化波動大。

措施:考慮到鍋爐的燃燒慣性大，所以在XT-39CCS的輸出增加主氣壓與給定壓力的偏差和負荷變化的綜合修正，從而能快速的反映到給煤量的給定上，保證燃燒的提前量，以是主氣壓的組詞運行。

3.調(diào)節(jié)過程中出現(xiàn)給煤量加不上去或者減不下來，從而導(dǎo)致主氣壓力過調(diào)，CCS調(diào)節(jié)惡化。

分析:由于每臺給煤機的運行工況不一樣，其調(diào)節(jié)出力不一樣(考慮到磨煤機的健康水平)運行人員可能人為降低某臺給煤機的給煤量，從而導(dǎo)致自動的給煤機給煤量過調(diào)，使得給煤量出現(xiàn)積分飽和，以至于出現(xiàn)給煤量加不上去或者減不下來現(xiàn)象。

措施:(1)投入自動前盡量保證每臺給煤機的平衡，取消給煤機的偏置，縮小使負荷與總煤量偏差，尤其在煤質(zhì)不好的情況下。(2)對每臺給煤機在積分飽和區(qū)進行上下限制。必要時可以通過偏置進行調(diào)節(jié)。

五、結(jié)束語

AGC功能的實現(xiàn)，確保了機組在廠網(wǎng)分離的格局下更靈活地接受調(diào)度的負荷指令，提高了上網(wǎng)競爭能力。本文結(jié)合鑫源發(fā)電廠3號、4號機組調(diào)試經(jīng)驗就AGC、CCS控制系統(tǒng)作了全面、深入的分析，對現(xiàn)場中出現(xiàn)的問題提出了相應(yīng)的解決方案，通過在調(diào)試過程中的實施驗證了其正確性和有效性。大大提高了機組的安全性和經(jīng)濟性。

參考文獻:

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