王灘電廠AGC和一次調(diào)頻控制邏輯優(yōu)化分析①

杜建忠

摘 要:本文簡(jiǎn)要介紹了華北電網(wǎng)《兩個(gè)細(xì)則》對(duì)發(fā)電機(jī)組AGC和一次調(diào)頻指標(biāo)的要求,指出了原控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題,具體分析了AGC和一次調(diào)頻邏輯優(yōu)化的原理及具體實(shí)施方案為同類型發(fā)電機(jī)組的控制邏輯優(yōu)化工作提供了有益的借鑒和參考。

關(guān)鍵詞:兩個(gè)細(xì)則AGC一次調(diào)頻邏輯優(yōu)化

中圖分類號(hào):TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)05(a)-0085-01

華北電網(wǎng)為了保證發(fā)電機(jī)組的供電質(zhì)量,制定了兩個(gè)文件:《華北區(qū)域發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理實(shí)施細(xì)則》和《華北區(qū)域并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則》,簡(jiǎn)稱《兩個(gè)細(xì)則》。

電網(wǎng)《兩個(gè)細(xì)則》的實(shí)施加大了對(duì)發(fā)電廠電能質(zhì)量的考核,其中對(duì)AGC和一次調(diào)頻的調(diào)節(jié)質(zhì)量是其中的重點(diǎn)考核內(nèi)容。為了滿足《兩個(gè)細(xì)則》的要求,在保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下,對(duì)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的AGC和一次調(diào)頻的控制結(jié)構(gòu)和控制方法需要進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化,才能為電廠爭(zhēng)取最大的利益。

1 《兩個(gè)細(xì)則》對(duì)一次調(diào)頻和AGC指標(biāo)的考核要求

1.1 一次調(diào)頻主要考核指標(biāo)及考核辦法

《兩個(gè)細(xì)則》對(duì)一次調(diào)頻主要考核并網(wǎng)機(jī)組的一次調(diào)頻正確動(dòng)作率。在電網(wǎng)頻率越過(guò)機(jī)組一次調(diào)頻死區(qū)的一個(gè)積分期間,如果機(jī)組的一次調(diào)頻功能貢獻(xiàn)量為正,則統(tǒng)計(jì)為該機(jī)組一次調(diào)頻正確動(dòng)作1次。單臺(tái)機(jī)組每月的一次調(diào)頻平均正確動(dòng)作率低于80％,就會(huì)受到電網(wǎng)的考核。

1.2 AGC性能指標(biāo)計(jì)算及補(bǔ)償考核度量辦法

AGC調(diào)節(jié)性能考慮調(diào)節(jié)速率、調(diào)節(jié)精度與響應(yīng)時(shí)間等三個(gè)因素的綜合體現(xiàn)。

調(diào)節(jié)速率(K1)考核機(jī)組AGC調(diào)節(jié)過(guò)程中,機(jī)組實(shí)際升降負(fù)荷速率比標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)速率快慢的程度。調(diào)節(jié)精度(K2)考核機(jī)組響應(yīng)穩(wěn)定以后,實(shí)際出力和設(shè)點(diǎn)出力之間的偏差程度。響應(yīng)時(shí)間(K3)考核調(diào)度指令之后,機(jī)組出力在原出力點(diǎn)的基礎(chǔ)上,可靠地跨出與死區(qū)的快慢程度。調(diào)節(jié)性能綜合指標(biāo)Kp=K1×K2×K3,每月單臺(tái)機(jī)組的Kp指標(biāo)月平均值低于1,就會(huì)受到電網(wǎng)的考核。

2 原協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題

2.1 一次調(diào)頻系統(tǒng)存在的問(wèn)題

(1)AGC指令影響

在一次調(diào)頻動(dòng)作期間,AGC指令給相反的指令,掩蓋了一次調(diào)頻動(dòng)作貢獻(xiàn)的調(diào)頻功率。

(2)主汽壓影響

當(dāng)網(wǎng)頻變化很小,剛超過(guò)死區(qū)時(shí),由于機(jī)組主汽壓力變化,綜合閥位雖然按一次調(diào)頻邏輯設(shè)計(jì)動(dòng)作,但實(shí)發(fā)功率受主汽壓力變化影響大于一次調(diào)頻動(dòng)作量。主汽壓變化的影響淹沒了一次調(diào)頻貢獻(xiàn)的調(diào)頻功率。

2.2 AGC存在問(wèn)題

(1)DCS曲線計(jì)算指標(biāo)與電網(wǎng)計(jì)算指標(biāo)存在差異,給電網(wǎng)上傳的實(shí)發(fā)功率因涉及到其他的中間環(huán)節(jié),可能存在一定的滯后。

(2)協(xié)調(diào)控制回路中壓力拉回控制回路對(duì)AGC的響應(yīng)時(shí)間及綜合指標(biāo)Kp都有很大影響。我廠汽機(jī)主控回路中,主汽壓偏差修正實(shí)發(fā)功率。當(dāng)主汽壓力偏差0.5MPa時(shí),修正實(shí)發(fā)功率1.34％,限制汽機(jī)調(diào)門的變化。

3 邏輯優(yōu)化方案

3.1 AGC與一次調(diào)頻動(dòng)作方向相反時(shí),一次調(diào)頻優(yōu)先

在機(jī)組投入一次調(diào)頻和AGC功能時(shí),經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)AGC的負(fù)荷指令變化方向和一次調(diào)頻要求的負(fù)荷指令變化方向不一致的情況。由于對(duì)一次調(diào)頻不正確動(dòng)作的考核嚴(yán)于對(duì)AGC調(diào)節(jié)精度與速度的考核,所以在AGC的負(fù)荷指令變化方向和一次調(diào)頻要求的負(fù)荷指令變化方向不一致時(shí),修改相應(yīng)邏輯,限制AGC指令的調(diào)節(jié),優(yōu)先滿足一次調(diào)頻的控制需要。

3.2 適當(dāng)削弱協(xié)調(diào)回路中壓力拉回作用

協(xié)調(diào)控制主要是對(duì)具有大慣性、大遲延的鍋爐和響應(yīng)速度較快的汽輪機(jī)之間的控制指令進(jìn)行協(xié)調(diào)。為了在機(jī)組變負(fù)荷過(guò)程中盡可能保證主蒸汽壓力的穩(wěn)定,在“爐跟機(jī)”協(xié)調(diào)控制方式下,將主蒸汽壓力的偏差信號(hào)引入汽輪機(jī)側(cè)的負(fù)荷控制回路中,以使汽輪機(jī)控制和鍋爐控制共同穩(wěn)定主蒸汽壓力。但這會(huì)降低對(duì)AGC指令的響應(yīng)速度,影響AGC的調(diào)節(jié)精度。因此可以在汽壓較低時(shí),自動(dòng)將壓力拉回的定值放寬,以達(dá)到弱化壓力拉回的作用。這樣在機(jī)組變負(fù)荷初期,能夠充分利用鍋爐蓄熱,通過(guò)主蒸汽壓力的合理波動(dòng)來(lái)提高機(jī)組對(duì)負(fù)荷指令的響應(yīng)速度和AGC的調(diào)節(jié)精度。當(dāng)汽壓較高時(shí),壓力拉回自動(dòng)投入,又保證了機(jī)組的安全。

3.3 協(xié)調(diào)系統(tǒng)中負(fù)荷變化率初期加速

為提高機(jī)組AGC的負(fù)荷相應(yīng)速率、縮短負(fù)荷相應(yīng)時(shí)間,在調(diào)度負(fù)荷指令變化初期,協(xié)調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)提高升降負(fù)荷速率設(shè)定值。經(jīng)一段時(shí)延后自動(dòng)恢復(fù)到原升降負(fù)荷速率設(shè)定值。這樣既保證了在調(diào)度負(fù)荷指令變化初期,機(jī)組的負(fù)荷相應(yīng)速率,降低了負(fù)荷相應(yīng)時(shí)間,又保證了機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3.4 優(yōu)化機(jī)組調(diào)頻功率曲線

修改機(jī)組調(diào)頻功率曲線,在頻差超過(guò)死區(qū)的較小范圍內(nèi),適當(dāng)增大調(diào)頻功率增量,使調(diào)頻功率曲線初期較陡。提高頻差小幅度波動(dòng)時(shí),一次調(diào)頻的動(dòng)作幅度,避免被AGC調(diào)節(jié)所“淹沒”,從而提高一次調(diào)頻正確動(dòng)作率。

3.5 煤質(zhì)系數(shù)

為了便于協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)能夠?qū)γ嘿|(zhì)變化作出及時(shí)調(diào)整,通過(guò)一定算法計(jì)算當(dāng)前燃煤的煤質(zhì)系數(shù),經(jīng)煤質(zhì)系數(shù)修正后的實(shí)際負(fù)荷指令作為鍋爐主調(diào)節(jié)器的前饋信號(hào)。引入煤質(zhì)系數(shù),使鍋爐燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠根據(jù)煤質(zhì)情況,快速對(duì)負(fù)荷要求進(jìn)行響應(yīng),維持鍋爐燃燒與汽輪機(jī)蒸汽消耗的協(xié)調(diào)變化。一旦由于某種原因主汽壓力出現(xiàn)較大偏差時(shí),協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)能夠快速、平穩(wěn)動(dòng)作,保證主汽壓力平穩(wěn)達(dá)到給定值,燃料指令不出現(xiàn)頻繁、反復(fù)波動(dòng)情況。

4 結(jié)語(yǔ)

王灘電廠經(jīng)邏輯改進(jìn)優(yōu)化后,一次調(diào)頻和AGC的調(diào)節(jié)品質(zhì)明顯提高,獲得了電網(wǎng)的獎(jiǎng)勵(lì)。為了滿足《兩個(gè)細(xì)則》的要求,在保證機(jī)組安全性的前提下,對(duì)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的AGC和一次調(diào)頻的控制結(jié)構(gòu)和控制方法需要進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn),才能為電廠爭(zhēng)取最大的利益。

另一方面,由于受短期負(fù)荷預(yù)測(cè)能力的限制,在調(diào)節(jié)聯(lián)絡(luò)線偏差的過(guò)程中,AGC送至發(fā)電廠的指令常常在很短的周期內(nèi)呈現(xiàn)往復(fù)波動(dòng)的趨勢(shì),使機(jī)組的風(fēng)、煤、給水、汽溫等控制系統(tǒng)頻繁調(diào)節(jié),從而影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,加劇了主、輔機(jī)的磨損,使機(jī)組的壽命縮短、檢修的成本上升。建議網(wǎng)調(diào)從提高負(fù)荷的短期預(yù)測(cè)能力入手,研究出合理的控制區(qū)域的AGC控制邏輯,在保證電網(wǎng)供電指標(biāo)的前提下,盡量減少機(jī)組的AGC動(dòng)作次數(shù)和幅度。

參考文獻(xiàn)

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