張家口電廠AGC和一次調頻的優化

徐濤

摘要：本文首先介紹電網AGC的功能、兩個細則中AGC的補償考核指標、一般調整控制過程，根據張家口發電廠機組存在的問題，找出CCS如何快速響應電網AGC和一次調頻性能的措施。具有普遍性。對從事這方面工作的人員有一定的參考價值。

關鍵詞：AGC；一次調頻；功能；過程；方式；存在問題；；改造措施

中圖分類號：F988 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）20-0198-01

電力監管機構負責對并網電廠運行考核及結算情況實施監管，依據考核結果并網發電廠承擔相應的經濟責任，實施“雙細則”后，對電廠的考核力度非常大，直接影響電廠的經濟效益。張家口發電廠的AGC和一次調頻控制系統性能指標還無法滿足“雙細則”的要求，為滿足兩個細則的要求，提高張家口發電廠1-8號機組AGC協調系統的響應速度、穩定性及準確性。 進行了系統的改造優化、調節系統參數調整，從而使張家口發電廠的性能指標都有了很大的提高。

1 AGC的考核補償指標及算法

AGC指令是網調實時控制系統中經過短期負荷預測的調度計劃，并在實際運行中根據當前負荷需求和電網頻率穩定的要求，每隔8s運算一次的當前被控機組的設定功率，它由基本負荷分量和調節分量組成，基本負荷分量是在短期預測基礎制定的日負荷發電計劃；調節分量是指超短期負荷預測系統根據當前幾分鐘負荷變化情況進行預測得出的下一時間段要求改變的系統負荷調節量。

調節速率K1：

這個升負荷過程：T0時刻機組的實際負荷在P0附近，AGC指令從P0上升變化到P1；機組的實際負荷在T3時刻跨出響應死區，在T1時刻上升到目標負荷。

這個過程中機組的負荷變化速率即為：Vi=（ P1 - P0 ） ÷（ T1 - T0 ）

而這個過程的調節速率為：K1i =2 -（ VN / Vi ）

其中，VN為機組標準調節速率，單位是MW/分鐘，“兩個細則”中規定直吹爐為機組額定功率的1.5%，我廠即為4.8 MW/分鐘（調節速率是指機組響應設點指令的速率，可分為上升速率和下降速率。 計算方法與此對應）

調節精度K2：

調節精度是指機組響應穩定以后，實際出力和設點出力之間的差值。在這個過程中描述為，當機組的實際負荷達到目標負荷后機組的實際負荷在目標負荷附近小幅度的波動，在T4時刻負荷穩定在目標負荷，這個過程的調節偏差量為

ΔP i = ∫| Pi -P1 |×dt ，時間從T1到T4這個過程的調節精度為

K2i =2 -（ ΔPi/調節允許的偏差量）

其中，調節允許的偏差量為機組額定功率的1%，我廠即為3.2MW。衡量的是該AGC機組 每次實際調節偏差量與其允許達到的偏差量相比達到的程度。

響應時間K3：

響應時間是指EMS系統發出指令之后，機組出力在原出力點的基礎上，可靠地跨出與調節方向一致的調節死區所用的時間。

這個調節過程的響應時間為：Ti=T3-T0

這個調節過程的指標計算為：K3i=2- Ti/標準響應時間

規定火電機組AGC的響應時間應小于1分鐘

網頻擾動的劃分：

①一次調頻評價開始時刻為網頻偏差超出一次調頻死區時刻，評價的結束時刻為網頻恢復到死區時刻（如果網頻偏差超出死區到網頻偏差恢復到死區范圍內的時間超過60秒，則評價時間為60秒）。

②火電機組的一次調頻死區為0.033Hz（±1.98轉/分鐘）

③兩種擾動。電網最大頻差不超過0.06Hz （±3.6轉/分鐘）為小擾動，超出0.06Hz為大擾動。

2 我廠存在的主要問題

AGC考核的主要原因還是調節性能指標中8臺機組K1值均偏低，1號機K3值也偏低。影響K1指標的原因有：

2.1 機組負荷變化速率設置低。

當機組接收到AGC指令后是按照設定的負荷變化速率形成機組的實際負荷指令。按照規定我廠機組需要達到的負荷變化速率需要達到4.8MW/分鐘，這樣機組設定的負荷變化速率至少要達到5MW/分鐘。

2.2 負荷上、下限的限制。

因機組出力受阻、脫硝無法自動環保指標瞬時超標等原因設置的負荷上下限，制約了機組負荷變化速率。

2.3 鍋爐汽壓響應滯后。 影響鍋爐汽壓滯后的原因很多

①深度配煤摻燒，燃煤發熱量降低，磨煤機出力幾乎達到最大，影響鍋爐燃料響應速度導致主汽壓力滯后。

②給煤機調整的滯后導致鍋爐控制器的輸出不能準確的響應，造成鍋爐汽壓的欠調和超調

③給水泵出力等原因造成的機前壓力設定值低于機組滑壓定值，這就導致了汽機調門開度長期在85-93%之間，這使得汽機調門沒有調整裕量導致負荷響應慢。

④一次風壓控制不投自動，風壓定值在8-9Kpa使煤粉不能在負荷變化中快速響應。

⑤控制系統參數。如果燃料長期處于現狀（熱值不會變化）鍋爐控制器的前饋需要調整。

⑥汽機調門曲線的線性工作區間。在供熱季和非供熱季汽機調門的經常性工作區間是不同的，整定出兩套汽機順序閥曲線，讓汽機調門在經常性的工作區間都保持線性度。

我廠一次調頻考核主要發生在5、8號機組，其他機組沒有一次調頻考核。

5 號機組：機組供熱期機前壓力設定值低，調門開度達到80%以上時，調門開度變化，主汽流量的改變很小，到不了一次調頻的負荷要求。

3.提高AGC和一次調頻性能的具體措施

3.1 增加滑壓方式下CCS對AGC變功率快速響應方案

張家口發電廠機組功率﹤50%額定功率或機組功率﹥80%額定功率是定壓運行；在50%～80%額定功率之間是滑壓運行。滑壓方式下，主蒸汽壓力隨機組功率的降低而降低、隨機組功率的升高而升高，調節汽門與機組功率的變化方向正好相反。如加負荷時要求調節汽門開，但滑壓運行要求增加鍋爐蓄熱，提高主蒸汽壓力。主蒸汽壓力設定值P0的增加，反而使調節汽門關小。組功率響應能力的角度看，由于無法充分利用鍋爐蓄熱，機組的功率響應速度不如定壓運行工況。為了提高滑壓運行方式下機組的功率響應速度，修改滑壓曲線。這樣既滿足了快速改變功率的要求，又能在穩態時實現機組的滑壓運行要求，從而增加了滑壓方式下，CCS對AGC變功率的快速響應。

3.2 提高制粉系統出粉速度加快CCS變功率的響應

對于正壓直吹式制粉系統，由于整個制粉過程有較大的延遲，嚴重影響CCS功率調節性能，所以加快其制粉速度是很實用的。而鍋爐的一次風是正壓直吹式制粉系統煤粉的干燥和輸送介質，鍋爐變負荷時適當超調一次風量（熱風）能加快正壓直吹式制粉系統出粉量的變化，從而縮短了主蒸汽壓力變化的響應時間，提高了CCS 對AGC變功率響應速度。

3.3 增加1-8號機組一次調頻優先邏輯

當一次調頻的動作方向和AGC指令相反時，強制使AGC的升降負荷變化率為0。

4 結束語

兩個細則中最為重要的就是AGC的性能，本文從AGC的功能、兩個細則中AGC的補償考核指標、一般調整控制過程，根據張家口發電廠機組存在的問題所做的優化試驗，找出CCS如何快速響應電網AGC性能的措施。具有普遍性。拋磚引玉，本文對從事這方面工作的人員，以及建設節約環保型電力企業有一定的參考價值。

參考文獻

[1]林萬菁. 發電側電力市場AGC機組調配研究[D]. 大連理工大學， 2004

[2]吳海波. 電力市場下AGC機組調配理論研究[D]. 大連理工大學， 2003

[3]黃蕾. 區域電力市場下AGC控制模式及需求預測[D]. 浙江大學， 2005