三河發(fā)電有限公司＃1機(jī)組AGC優(yōu)化

周建玉，朱能飛，樂凌志，吳科，張明慧

（南京國電南自美卓控制系統(tǒng)有限公司，南京 210023）

三河發(fā)電有限公司＃1機(jī)組AGC優(yōu)化

周建玉，朱能飛，樂凌志，吳科，張明慧

（南京國電南自美卓控制系統(tǒng)有限公司，南京 210023）

介紹了三河發(fā)電有限公司＃1機(jī)組自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）考核指標(biāo)及AGC控制方式，分析了火電機(jī)組AGC控制中普遍存在的問題，指出了影響AGC性能的關(guān)鍵因素。結(jié)合機(jī)組運(yùn)行現(xiàn)狀，對(duì)影響AGC性能的控制回路進(jìn)行了優(yōu)化，滿足了電網(wǎng)對(duì)＃1機(jī)組AGC可用率及調(diào)節(jié)性能考核的要求。

自動(dòng)發(fā)電控制；協(xié)調(diào)控制優(yōu)化；可用率；調(diào)節(jié)速率；調(diào)節(jié)精度；響應(yīng)時(shí)間

0 引言

自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）系統(tǒng)作為現(xiàn)代火力發(fā)電機(jī)組分散控制系統(tǒng)（DCS）中的核心控制部分，承擔(dān)著響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度負(fù)荷指令以及協(xié)調(diào)鍋爐、汽輪機(jī)側(cè)各個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)的重要任務(wù)，是連接電網(wǎng)與單元機(jī)組之間的主要橋梁。單元機(jī)組AGC系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上包括了機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)和其他重要閉環(huán)控制子系統(tǒng)，在機(jī)組設(shè)備正常條件下，AGC的運(yùn)行性能幾乎完全由這些閉環(huán)控制系統(tǒng)的性能決定，直接影響著機(jī)組運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和電網(wǎng)的有功調(diào)節(jié)水平［1-2］。

1 目前火電機(jī)組存在的AGC控制問題

目前，國內(nèi)火電機(jī)組的AGC控制策略主要采用各大DCS廠商提供的組態(tài)邏輯［3］，這些控制方案對(duì)于煤種穩(wěn)定、機(jī)組設(shè)備穩(wěn)定、機(jī)組運(yùn)行方式成熟的國外機(jī)組比較有效，但對(duì)煤種多變、機(jī)組控制及測量設(shè)備不精確、運(yùn)行參數(shù)經(jīng)常與設(shè)計(jì)參數(shù)存在較大偏差的國內(nèi)機(jī)組，則控制效果會(huì)明顯變差。通過對(duì)現(xiàn)場運(yùn)行情況的調(diào)研和歸納，在運(yùn)機(jī)組的AGC控制問題主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。

（1）消除擾動(dòng)能力差［4］，易出現(xiàn)參數(shù)大幅波動(dòng)及調(diào)節(jié)振蕩情況，這是目前機(jī)組運(yùn)行中最普遍的情況。機(jī)組正常運(yùn)行中，由于AGC指令頻繁變化，使得機(jī)組的燃料、給水、送風(fēng)等各控制量也大幅波動(dòng)，一方面會(huì)造成鍋爐水冷壁和過熱器管材熱應(yīng)力的反復(fù)變化，容易導(dǎo)致氧化皮脫落，大大增加了鍋爐爆管的可能性；另一方面，參數(shù)波動(dòng)大，自動(dòng)化投入率低，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及其子系統(tǒng)常會(huì)出現(xiàn)控制不穩(wěn)定，溫度、壓力等關(guān)鍵指標(biāo)波動(dòng)大的情況，嚴(yán)重影響運(yùn)行的安全性。

（2）機(jī)組負(fù)荷升降速率低［5］。目前所采用的AGC控制方案無法有效控制大滯后被控對(duì)象，機(jī)組實(shí)際變負(fù)荷率低、響應(yīng)時(shí)間長，機(jī)組的調(diào)峰、調(diào)頻能力差，無法滿足電網(wǎng)對(duì)機(jī)組負(fù)荷的響應(yīng)要求。

（3）煤種變化對(duì)控制系統(tǒng)影響大［1，6］。燃煤品質(zhì)變差時(shí)，控制系統(tǒng)缺乏自適應(yīng)手段，控制性能也隨之變差。運(yùn)行人員為保證機(jī)組安全，只能采取降低變負(fù)荷率或手動(dòng)運(yùn)行等方式。

2 三河發(fā)電有限公司＃1機(jī)組AGC考核指標(biāo)

三河發(fā)電有限公司＃1機(jī)組采用日本三菱公司生產(chǎn)的亞臨界一次中間再熱燃煤凝汽式機(jī)組，1999年4月投入商業(yè)運(yùn)行。其中，鍋爐為1 175 t／h亞臨界、一次中間再熱、單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、露天布置、控制循環(huán)汽包型燃煤鍋爐。汽輪機(jī)額定功率為350MW，設(shè)高、中壓調(diào)節(jié)閥及主汽門共10個(gè)：其中2個(gè)高壓主汽門、4個(gè)高壓調(diào)節(jié)閥及2個(gè)中壓調(diào)節(jié)閥全部采用連續(xù)型控制，控制閥采用1拖2控制方式；2個(gè)中壓主汽門采用兩位型控制，每個(gè)閥門采用單獨(dú)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。DCS采用美國MCS公司的MAX1000+PLUS分散控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）、模擬量控制系統(tǒng)（MCS）、燃燒器管理系統(tǒng)（BMS）及順序控制系統(tǒng)（SCS）的控制功能。由于DCS設(shè)備老化且運(yùn)行時(shí)間較長，機(jī)組調(diào)峰能力變差，該公司于2014年5月對(duì)＃1機(jī)組進(jìn)行了DCS升級(jí)改造，重新設(shè)計(jì)并調(diào)試＃1機(jī)組DAS，MCS，BMS及SCS的控制邏輯，以提高＃1機(jī)組的調(diào)峰能力，滿足調(diào)峰運(yùn)行的需要。

華北電網(wǎng)2010年按照《華北區(qū)域發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理實(shí)施細(xì)則》以及《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》中對(duì)火電機(jī)組定義了兩類AGC考核補(bǔ)償指標(biāo)：AGC可用率和AGC調(diào)節(jié)性能。AGC可用率反映了機(jī)組AGC功能良好可用狀態(tài)；AGC調(diào)節(jié)性能為調(diào)節(jié)速率K1、調(diào)節(jié)精度K2以及響應(yīng)時(shí)間K3這3個(gè)因素的綜合體現(xiàn)。

AGC可用率KA＝可投入AGC時(shí)間／月有效時(shí)間。電網(wǎng)考核系統(tǒng)按照機(jī)組月可用率對(duì)單元機(jī)組進(jìn)行可用率考核，其中華北電網(wǎng)AGC可用率指標(biāo)為機(jī)組AGC可用率不低于98%。當(dāng)電網(wǎng)電能管理系統(tǒng)（EMS）實(shí)測機(jī)組月AGC可用率低于可用率指標(biāo)時(shí)該機(jī)組即被考核，AGC可用率考核電量采用定額考核方式。

調(diào)節(jié)性能KP包括調(diào)節(jié)速率、調(diào)節(jié)精度以及響應(yīng)時(shí)間，KP高于1.0時(shí)，機(jī)組免于考核。調(diào)節(jié)速率K1是指機(jī)組響應(yīng)設(shè)點(diǎn)指令的速率，三河發(fā)電有限公司＃1機(jī)組為亞臨界直吹式汽包爐，調(diào)節(jié)速率指標(biāo)為機(jī)組額定有功功率的1.5%。

式中：vi為機(jī)組實(shí)測調(diào)節(jié)速率；vN為機(jī)組調(diào)節(jié)速率指標(biāo)。

調(diào)節(jié)精度K2是指機(jī)組響應(yīng)網(wǎng)調(diào)指令穩(wěn)定后，機(jī)組實(shí)發(fā)功率與網(wǎng)調(diào)指令之間的偏差，調(diào)節(jié)允許靜態(tài)偏差量為機(jī)組額定有功功率的1%，動(dòng)態(tài)偏差量為機(jī)組額定有功功率的2%。

式中：ΔPi為機(jī)組實(shí)測調(diào)節(jié)偏差。

響應(yīng)時(shí)間K3指網(wǎng)調(diào)指令發(fā)出后，機(jī)組實(shí)發(fā)功率在原來的基礎(chǔ)上可靠跨出與調(diào)節(jié)方向一致的調(diào)節(jié)死區(qū)所需要的時(shí)間。三河發(fā)電有限公司＃1機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)時(shí)間為1min。

式中：ti為機(jī)組實(shí)測響應(yīng)時(shí)間。

AGC調(diào)節(jié)性能KP反映機(jī)組響應(yīng)網(wǎng)調(diào)指令的能力，當(dāng)調(diào)節(jié)性能KP小于1.0時(shí)該機(jī)組即被考核。只有提高機(jī)組的調(diào)節(jié)速率、調(diào)節(jié)精度和響應(yīng)時(shí)間才能避免被考核。

3＃1機(jī)組AGC控制回路分析

三河發(fā)電有限公司＃1機(jī)組遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)（RTU）接受網(wǎng)調(diào)EMS指令，RTU通過硬接線的方式將網(wǎng)調(diào)指令接入DCS中，DCS將發(fā)電機(jī)有功功率、AGC有效信號(hào)以及AGC投入信號(hào)返回給遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)，RTU接受DCS反饋的信號(hào)再傳輸給電網(wǎng)EMS，這樣就形成了整個(gè)AGC閉環(huán)控制回路。

當(dāng)AGC控制信號(hào)以及AGC投入信號(hào)有效時(shí)，即該機(jī)組在AGC模式下運(yùn)行時(shí)，機(jī)組接受并按照網(wǎng)調(diào)指令運(yùn)行。

當(dāng)下列條件都滿足時(shí)，AGC投入信號(hào)有效。

（1）AGC指令小于350MW且大于175MW。

（2）給水控制回路自動(dòng)控制。

（3）機(jī)組自動(dòng)接受網(wǎng)調(diào)指令。

（4）燃料控制回路自動(dòng)控制。

（5）汽輪機(jī)控制回路自動(dòng)。

（6）主蒸汽壓力設(shè)定值與過程值偏差不大于1.0MPa且主蒸汽壓力小于17.3MPa。

當(dāng)以下條件都滿足時(shí)，AGC控制信號(hào)有效。

（1）給水控制回路自動(dòng)控制。

（2）燃料控制回路自動(dòng)控制。

（3）汽輪機(jī)控制回路自動(dòng)。

（4）至少2臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行。

（5）機(jī)組在直接能量平衡（DEB）協(xié)調(diào)控制方式下運(yùn)行。

AGC信號(hào)有效以及AGC投入信號(hào)反映了機(jī)組的整體調(diào)峰水平，當(dāng)機(jī)組在AGC模式下運(yùn)行時(shí)，要求協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及其子系統(tǒng)必須要有很好的自動(dòng)控制效果，因此，AGC控制是建立在協(xié)調(diào)控制基礎(chǔ)之上的。

＃1機(jī)組協(xié)調(diào)控制控制回路包含了AGC負(fù)荷指令設(shè)定回路、壓力設(shè)定回路、鍋爐主控回路以及汽輪機(jī)主控回路，如圖1所示。負(fù)荷指令設(shè)定回路接受網(wǎng)調(diào)AGC指令，經(jīng)速率限制，負(fù)荷上、下限限制和負(fù)荷指令增、減閉鎖等運(yùn)算后分別送往汽輪機(jī)和鍋爐主控回路。壓力設(shè)定回路包含了定壓和滑壓兩種方式：滑壓方式采用負(fù)荷下函數(shù)對(duì)應(yīng)的滑壓曲線，經(jīng)慣性環(huán)節(jié)處理（彌補(bǔ)汽輪機(jī)與鍋爐之間調(diào)節(jié)的不平衡性）后作為機(jī)組壓力設(shè)定值，調(diào)節(jié)過程中給操作員預(yù)留壓力設(shè)定值偏置；定壓方式即為操作員設(shè)置主蒸汽壓力定值。鍋爐側(cè)燃料量控制回路采用比例-積分-微分（PID）反饋+前饋的混合控制方式，其中能量需求信號(hào)和熱釋放信號(hào)構(gòu)成反饋回路，前饋控制回路則包含靜態(tài)前饋和動(dòng)態(tài)前饋。負(fù)荷指令對(duì)應(yīng)的煤量作為靜態(tài)前饋，動(dòng)態(tài)前饋采用功率微分和主蒸汽壓力微分的和。

圖1＃1機(jī)組協(xié)調(diào)控制示意

DEB控制策略是以鍋爐為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制方式，在協(xié)調(diào)控制方式下，鍋爐主控指令由以下部分疊加而成。

（1）基本指令：直接能量平衡信號(hào)。該指令作為外界負(fù)荷需求的基本值去控制鍋爐，使鍋爐主控指令對(duì)應(yīng)于負(fù)荷的改變有一個(gè)絕對(duì)變化量。

（2）壓力偏差的微分調(diào)節(jié)。由于鍋爐具有大滯后的特點(diǎn)，為了調(diào)整和參數(shù)設(shè)置方便，將微分作用移至前饋回路。

（3）負(fù)荷變化時(shí)的蓄熱補(bǔ)償。負(fù)荷變化時(shí)，通過試驗(yàn)和計(jì)算得出燃料的超調(diào)部分，對(duì)鍋爐的蓄熱變化進(jìn)行細(xì)調(diào)。針對(duì)不同的負(fù)荷段和不同的負(fù)荷變化率計(jì)算出不同的超調(diào)量，為了調(diào)整和參數(shù)設(shè)置方便將超調(diào)量移至前饋回路。

汽輪機(jī)主控為協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（CCS）和汽輪機(jī)數(shù)字電液（DEH）控制系統(tǒng)之間的接口，DEH控制系統(tǒng)只需要DCS提供負(fù)荷和壓力的給定值，調(diào)節(jié)回路在DEH實(shí)現(xiàn)。功率給定值由機(jī)組負(fù)荷指令和一次調(diào)頻指令疊加而成，負(fù)荷指令是接受網(wǎng)調(diào)AGC指令，一次調(diào)頻指令采用一定的頻率偏差對(duì)應(yīng)的負(fù)荷函數(shù)。

4 AGC控制試驗(yàn)

三河發(fā)電有限公司＃1機(jī)組AGC設(shè)備在電廠內(nèi)部通過調(diào)試并試運(yùn)行成功后，與調(diào)度局自動(dòng)化處就AGC控制信號(hào)進(jìn)行了通信傳動(dòng)試驗(yàn)，試驗(yàn)表明電廠RTU工作可靠，可以穩(wěn)定地向華北網(wǎng)調(diào)EMS傳輸機(jī)組有功出力等遙測數(shù)據(jù)，正確接收華北網(wǎng)調(diào)EMS下發(fā)的AGC調(diào)節(jié)指令且可靠地傳送給機(jī)組DCS中的AGC負(fù)荷控制回路。

2014-06-25 T 18：00，經(jīng)調(diào)度批準(zhǔn)，在負(fù)荷為175～350MW、協(xié)調(diào)控制及其子系統(tǒng)投入自動(dòng)、汽輪機(jī)滑壓方式運(yùn)行、設(shè)定7MW／min升降速率的條件下，對(duì)＃1機(jī)組進(jìn)行AGC擾動(dòng)試驗(yàn)，試驗(yàn)具體結(jié)果見表1。

從表1可以看出，4次AGC擾動(dòng)試驗(yàn)的響應(yīng)時(shí)間均小于1min，實(shí)際負(fù)荷變化率大于6MW／min，動(dòng)態(tài)及靜態(tài)偏差都達(dá)到了華北電網(wǎng)對(duì)亞臨界火電機(jī)組AGC考核的指標(biāo)。

＃1機(jī)組負(fù)荷考核系統(tǒng)顯示：7月份AGC投入率為98.03%，滿足電網(wǎng)考核要求，但是AGC調(diào)節(jié)性能為0.9382，調(diào)節(jié)性能考核電量為335.5MW·h，調(diào)節(jié)性能考核指標(biāo)沒有達(dá)到華北電網(wǎng)考核標(biāo)準(zhǔn)。分析其原因在于AGC擾動(dòng)試驗(yàn)是在機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的情況下進(jìn)行的，而機(jī)組實(shí)際運(yùn)行過程中網(wǎng)調(diào)指令具有時(shí)變性，對(duì)機(jī)組協(xié)調(diào)控制策略有更高的要求。針對(duì)這一情況，三河發(fā)電有限公司＃1機(jī)組AGC優(yōu)化主要從優(yōu)化AGC控制協(xié)調(diào)策略以及閉環(huán)控制回路的控制器參數(shù)入手。

5 AGC調(diào)節(jié)性能分析及控制回路優(yōu)化

5.1 AGC調(diào)節(jié)性能分析

通過查看三河發(fā)電有限公司＃1機(jī)組負(fù)荷考核系統(tǒng)可知，AGC調(diào)節(jié)性能差的主要原因是調(diào)節(jié)速率低和響應(yīng)時(shí)間長。通過查看DCS歷史服務(wù)器中的數(shù)據(jù)可知，＃1機(jī)組接受網(wǎng)調(diào)AGC指令非常頻繁，機(jī)組3～5min參與1次調(diào)峰過程，這就要求＃1機(jī)組具有快速響應(yīng)網(wǎng)調(diào)指令的能力。

首先，燃煤機(jī)組具有遲延性和時(shí)變性的特點(diǎn)，當(dāng)AGC指令變化時(shí)，為了快速響應(yīng)機(jī)組調(diào)峰能力，必然要求鍋爐側(cè)和汽輪機(jī)側(cè)能夠快速響應(yīng)負(fù)荷指令的變化，但由于鍋爐側(cè)從磨煤到燃燒具有延滯性，從燃料指令變化到主蒸汽壓力響應(yīng)有30 s的純滯后以及3min左右的慣性時(shí)間，嚴(yán)重影響了AGC調(diào)節(jié)速率和響應(yīng)時(shí)間。

其次，通過查看DCS中的歷史數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在AGC指令變化的過程中，汽輪機(jī)調(diào)門指令響應(yīng)不夠及時(shí)，這就導(dǎo)致機(jī)組在AGC網(wǎng)調(diào)指令變化初期利用汽包的蓄熱不夠，這些都會(huì)影響＃1機(jī)組AGC響應(yīng)速率和響應(yīng)時(shí)間。

再次，＃1機(jī)組在協(xié)調(diào)控制時(shí)采用滑壓模式運(yùn)行，當(dāng)AGC指令變化時(shí)，鍋爐蓄熱的方向恰好與負(fù)荷需求方向相同，影響了機(jī)組的負(fù)荷響應(yīng)速率。機(jī)組負(fù)荷與主蒸汽壓力具有相互耦合的關(guān)系，為了快速響應(yīng)AGC指標(biāo)，汽輪機(jī)控制回路和鍋爐控制回路中的控制器參數(shù)必然整定得快，影響了整個(gè)控制回路的穩(wěn)定性。在變負(fù)荷過程中，主蒸汽壓力的穩(wěn)定性也會(huì)影響機(jī)組AGC可投運(yùn)時(shí)間以及調(diào)節(jié)性能。

表1 AGC擾動(dòng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)

5.2 AGC控制回路優(yōu)化

針對(duì)＃1機(jī)組AGC調(diào)節(jié)性能差的問題，對(duì)原有AGC控制回路策略及其控制器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。為了提高AGC可用率，改變AGC投入條件中的主蒸汽壓力設(shè)定值與過程值偏差，將偏差由原來的1.0 MPa提高到不大于1.5MPa且主蒸汽壓力提高到17.5MPa，避免因?yàn)闄C(jī)組主蒸汽壓力波動(dòng)而退出AGC控制。為了保證機(jī)組安全運(yùn)行，降低滑壓運(yùn)行方式下負(fù)荷指令對(duì)應(yīng)的主蒸汽壓力設(shè)定值。＃1機(jī)組AGC控制策略主要采用了負(fù)荷指令前饋+DEB反饋的調(diào)節(jié)方案，為了提高機(jī)組AGC考核指標(biāo)，盡可能將整個(gè)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)整定成開環(huán)調(diào)節(jié)的方式，反饋調(diào)節(jié)起小幅度的調(diào)節(jié)作用。

三河發(fā)電有限公司＃1機(jī)組汽輪機(jī)側(cè)負(fù)荷控制中的前饋控制采用功率偏差函數(shù)，前饋控制邏輯如圖2所示（圖中：JGEN_DMD為網(wǎng)調(diào)AGC指令值）。機(jī)組升、降負(fù)荷時(shí)分別采用不同的前饋函數(shù)。這種功率偏差進(jìn)行的前饋控制一方面可以補(bǔ)償被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的遲延和慣性，加快負(fù)荷響應(yīng)速度；另一方面，作為前饋信號(hào)的功率偏差指令與汽輪機(jī)、鍋爐控制指令構(gòu)成一定的靜態(tài)關(guān)系，并將前饋信號(hào)作為汽輪機(jī)、鍋爐控制指令的基本組成部分，以保證機(jī)組的輸入能量與能量需求基本一致，在變負(fù)荷的動(dòng)態(tài)過程中，前饋控制起粗調(diào)的作用。

圖2 汽輪機(jī)負(fù)荷控制回路前饋?zhàn)饔?/p>

優(yōu)化汽輪機(jī)側(cè)負(fù)荷閉環(huán)控制回路中功率調(diào)節(jié)器比例、積分作用的參數(shù)，增加負(fù)荷指令函數(shù)前饋控制器。當(dāng)AGC指令變化時(shí)，通過負(fù)荷指令前饋快速增加汽輪機(jī)調(diào)門開度，提高AGC指令變化初期機(jī)組響應(yīng)負(fù)荷的能力。當(dāng)汽輪機(jī)調(diào)門快開的時(shí)候，主蒸汽壓力會(huì)降低。為了彌補(bǔ)汽輪機(jī)側(cè)的能量需求，當(dāng)主蒸汽壓力降低后再調(diào)節(jié)鍋爐側(cè)燃料量指令，但這種控制方式下鍋爐側(cè)燃料量的調(diào)節(jié)明顯偏慢，因此，當(dāng)汽輪機(jī)側(cè)快速響應(yīng)的時(shí)候，鍋爐側(cè)燃料量要有一定的超前調(diào)節(jié)能力。為此，優(yōu)化了鍋爐側(cè)燃料量控制策略，增加了鍋爐側(cè)燃料量的前饋控制（如圖3所示圖中：ts為慣性時(shí)間），將負(fù)荷-燃料量函數(shù)作為前饋基準(zhǔn)量，將負(fù)荷偏差微分和壓力偏差微分作為超前調(diào)節(jié)量。由于鍋爐側(cè)相對(duì)于汽輪機(jī)側(cè)有較大的滯后性，因此前饋控制信號(hào)必須要有一定的超前調(diào)節(jié)量才能彌補(bǔ)鍋爐側(cè)的滯后。為了快速響應(yīng)機(jī)組負(fù)荷指令，鍋爐側(cè)的前饋由靜態(tài)前饋和動(dòng)態(tài)前饋組成。

圖3 鍋爐側(cè)燃料控制回路前饋?zhàn)饔?/p>

運(yùn)行過程中，JGEN_DMD一方面經(jīng)過函數(shù)f1（x）和慣性環(huán)節(jié)折算成負(fù)荷變化所需的燃料量指令，將其作為燃料控制回路的靜態(tài)前饋；另一方面由于鍋爐側(cè)具有延滯的特性，將JGEN_DMD的微分和主蒸汽壓力偏差的微分作為鍋爐側(cè)燃料量控制回路的動(dòng)態(tài)前饋，即當(dāng)網(wǎng)調(diào)AGC指令變化后，鍋爐側(cè)燃料控制回路能夠按照動(dòng)態(tài)前饋?zhàn)饔妙A(yù)先增加燃料量，以彌補(bǔ)汽輪機(jī)側(cè)的能量需求，從而保證了在變負(fù)荷過程中主蒸汽壓力以及機(jī)組負(fù)荷控制的精度；此外，為了使鍋爐側(cè)燃料量控制回路具有自適應(yīng)能力，對(duì)鍋爐側(cè)燃料主控PID的比例作用和積分作用實(shí)行變參數(shù)控制，比例系數(shù)和積分系數(shù)為負(fù)荷對(duì)應(yīng)的折線函數(shù)。

表2為優(yōu)化后的AGC運(yùn)行數(shù)據(jù)，與優(yōu)化前相比，AGC可用率和調(diào)節(jié)性能有所提高：其中8月22日和29日AGC可用率低于網(wǎng)調(diào)要求的98%，AGC調(diào)節(jié)性能在24日和28日低于網(wǎng)調(diào)要求的1.0，其他時(shí)間都滿足網(wǎng)調(diào)對(duì)三河發(fā)電有限公司＃1機(jī)組AGC調(diào)節(jié)考核的要求。AGC控制具有時(shí)變性，因此要對(duì)協(xié)調(diào)控制回路中汽輪機(jī)側(cè)以及鍋爐側(cè)燃料量的控制策略及參數(shù)不斷優(yōu)化，8月31日AGC可用率為100%，AGC調(diào)節(jié)速率、調(diào)節(jié)精度以及響應(yīng)時(shí)間都超過1，說明按照文中的優(yōu)化思路，能夠減少因調(diào)節(jié)性能達(dá)不到要求而被網(wǎng)調(diào)考核的幾率。

表2＃1機(jī)組優(yōu)化后的AGC性能數(shù)據(jù)

續(xù)表

6 結(jié)束語

AGC是一項(xiàng)先進(jìn)的控制技術(shù)，是電網(wǎng)EMS的重要功能，AGC控制可以分成兩個(gè)部分，其中網(wǎng)調(diào)AGC指令是決策控制層，火電機(jī)組發(fā)電機(jī)側(cè)AGC是指令執(zhí)行層。AGC考核的重要性能指標(biāo)就是火電機(jī)組發(fā)電機(jī)側(cè)實(shí)發(fā)功率響應(yīng)網(wǎng)調(diào)AGC指令的能力。火電機(jī)組AGC運(yùn)行水平受到鍋爐和汽輪機(jī)設(shè)備性能、燃燒的煤種質(zhì)量、機(jī)組協(xié)調(diào)控制方式等方面的影響。由于鍋爐與汽輪機(jī)之間存在延滯、相互耦合等特性，采用直接能量平衡為基礎(chǔ)的閉環(huán)控制可以對(duì)鍋爐側(cè)和汽輪機(jī)側(cè)進(jìn)行解耦控制，減少鍋爐與汽輪機(jī)之間由于相互耦合帶來的控制問題。此外，對(duì)整個(gè)協(xié)調(diào)控制回路采用合理的前饋控制，提高燃煤發(fā)電機(jī)組調(diào)峰的響應(yīng)能力，可以彌補(bǔ)設(shè)備、煤種等因素對(duì)機(jī)組調(diào)峰能力的影響，對(duì)于改善火電發(fā)電機(jī)組AGC響應(yīng)起到積極的作用。

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（本文責(zé)編：劉芳）

TM 621.6

：A

：1674-1951（2015）06-0057-05

周建玉（1983—），男，江蘇南京人，工程師，工學(xué)碩士，從事火電廠分散控制系統(tǒng)、火電機(jī)組熱工過程優(yōu)化控制等方面的研究（E-mail：zhoujianyu26＠163.com）。

2014-12-05；

2015-03-25