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:本文簡要介紹了華北電網(wǎng)《兩個細則》對發(fā)電機組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)化的原理及具體實施方案為同類型發(fā)電機組的控制邏輯優(yōu)化工作提供了有益的借鑒和參考。

關(guān)鍵詞:兩個細則AGC一次調(diào)頻邏輯優(yōu)化

中圖分類號:TM62 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)05(a)-0085-01

華北電網(wǎng)為了保證發(fā)電機組的供電質(zhì)量,制定了兩個文件:《華北區(qū)域發(fā)電廠并網(wǎng)運行管理實施細則》和《華北區(qū)域并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理實施細則》,簡稱《兩個細則》。

電網(wǎng)《兩個細則》的實施加大了對發(fā)電廠電能質(zhì)量的考核,其中對AGC和一次調(diào)頻的調(diào)節(jié)質(zhì)量是其中的重點考核內(nèi)容。為了滿足《兩個細則》的要求,在保證機組安全穩(wěn)定運行的前提下,對協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的AGC和一次調(diào)頻的控制結(jié)構(gòu)和控制方法需要進行相應(yīng)的優(yōu)化,才能為電廠爭取最大的利益。

1 《兩個細則》對一次調(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

《兩個細則》對一次調(diào)頻主要考核并網(wǎng)機組的一次調(diào)頻正確動作率。在電網(wǎng)頻率越過機組一次調(diào)頻死區(qū)的一個積分期間,如果機組的一次調(diào)頻功能貢獻量為正,則統(tǒng)計為該機組一次調(diào)頻正確動作1次。單臺機組每月的一次調(diào)頻平均正確動作率低于80％,就會受到電網(wǎng)的考核。

1.2 AGC性能指標(biāo)計算及補償考核度量辦法

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)時間等三個因素的綜合體現(xiàn)。

調(diào)節(jié)速率(K1)考核機組AGC調(diào)節(jié)過程中,機組實際升降負荷速率比標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)速率快慢的程度。調(diào)節(jié)精度(K2)考核機組響應(yīng)穩(wěn)定以后,實際出力和設(shè)點出力之間的偏差程度。響應(yīng)時間(K3)考核調(diào)度指令之后,機組出力在原出力點的基礎(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,每月單臺機組的Kp指標(biāo)月平均值低于1,就會受到電網(wǎng)的考核。

2 原協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)存在的問題

2.1 一次調(diào)頻系統(tǒng)存在的問題

(1)AGC指令影響

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

(2)主汽壓影響

當(dāng)網(wǎng)頻變化很小,剛超過死區(qū)時,由于機組主汽壓力變化,綜合閥位雖然按一次調(diào)頻邏輯設(shè)計動作,但實發(fā)功率受主汽壓力變化影響大于一次調(diào)頻動作量。主汽壓變化的影響淹沒了一次調(diào)頻貢獻的調(diào)頻功率。

2.2 AGC存在問題

(1)DCS曲線計算指標(biāo)與電網(wǎng)計算指標(biāo)存在差異,給電網(wǎng)上傳的實發(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AGC的響應(yīng)時間及綜合指標(biāo)Kp都有很大影響。我廠汽機主控回路中,主汽壓偏差修正實發(fā)功率。當(dāng)主汽壓力偏差0.5MPa時,修正實發(fā)功率1.34％,限制汽機調(diào)門的變化。

3 邏輯優(yōu)化方案

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

在機組投入一次調(diào)頻和AGC功能時,經(jīng)常會出現(xiàn)AGC的負荷指令變化方向和一次調(diào)頻要求的負荷指令變化方向不一致的情況。由于對一次調(diào)頻不正確動作的考核嚴(yán)于對AGC調(diào)節(jié)精度與速度的考核,所以在AGC的負荷指令變化方向和一次調(diào)頻要求的負荷指令變化方向不一致時,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)控制主要是對具有大慣性、大遲延的鍋爐和響應(yīng)速度較快的汽輪機之間的控制指令進行協(xié)調(diào)。為了在機組變負荷過程中盡可能保證主蒸汽壓力的穩(wěn)定,在“爐跟機”協(xié)調(diào)控制方式下,將主蒸汽壓力的偏差信號引入汽輪機側(cè)的負荷控制回路中,以使汽輪機控制和鍋爐控制共同穩(wěn)定主蒸汽壓力。但這會降低對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,自動將壓力拉回的定值放寬,以達到弱化壓力拉回的作用。這樣在機組變負荷初期,能夠充分利用鍋爐蓄熱,通過主蒸汽壓力的合理波動來提高機組對負荷指令的響應(yīng)速度和AGC的調(diào)節(jié)精度。當(dāng)汽壓較高時,壓力拉回自動投入,又保證了機組的安全。

3.3 協(xié)調(diào)系統(tǒng)中負荷變化率初期加速

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

3.4 優(yōu)化機組調(diào)頻功率曲線

修改機組調(diào)頻功率曲線,在頻差超過死區(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時,一次調(diào)頻的動作幅度,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)變化作出及時調(diào)整,通過一定算法計算當(dāng)前燃煤的煤質(zhì)系數(shù),經(jīng)煤質(zhì)系數(shù)修正后的實際負荷指令作為鍋爐主調(diào)節(jié)器的前饋信號。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,快速對負荷要求進行響應(yīng),維持鍋爐燃燒與汽輪機蒸汽消耗的協(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,協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)能夠快速、平穩(wěn)動作,保證主汽壓力平穩(wěn)達到給定值,燃料指令不出現(xiàn)頻繁、反復(fù)波動情況。

4 結(jié)語

王灘電廠經(jīng)邏輯改進優(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)的獎勵。為了滿足《兩個細則》的要求,在保證機組安全性的前提下,對協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的AGC和一次調(diào)頻的控制結(jié)構(gòu)和控制方法需要進行相應(yīng)的改進,才能為電廠爭取最大的利益。

另一方面,由于受短期負荷預(yù)測能力的限制,在調(diào)節(jié)聯(lián)絡(luò)線偏差的過程中,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)波動的趨勢,使機組的風(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、輔機的磨損,使機組的壽命縮短、檢修的成本上升。建議網(wǎng)調(diào)從提高負荷的短期預(yù)測能力入手,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,盡量減少機組的AGC動作次數(shù)和幅度。

參考文獻

[1]華北區(qū)域并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理實施細則(試行).華北電監(jiān)局,2008年.

[2]李衛(wèi)華,王玉山,段南.600MW火電機組AGC運行方式下的控制特性分析.

[3]張秋生.提高機爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)AGC響應(yīng)速率的方法.