影響AGC綜合指標(biāo)的因素分析

王當(dāng)珍，趙傳好，朱迎春，魏瑞霞

（國(guó)電菏澤發(fā)電有限公司，山東菏澤274032）

影響AGC綜合指標(biāo)的因素分析

王當(dāng)珍，趙傳好，朱迎春，魏瑞霞

（國(guó)電菏澤發(fā)電有限公司，山東菏澤274032）

為了提高火電機(jī)組AGC的調(diào)節(jié)能力，根據(jù)影響因素，進(jìn)行AGC解除原因分析，找出解決問題的方法，采取措施加以解決。主要從控制邏輯和特性參數(shù)兩個(gè)方面入手，控制邏輯包括主汽壓力控制回路、磨煤機(jī)料位控制回路等項(xiàng)目，特性參數(shù)包括AGC信號(hào)、機(jī)組功率信號(hào)等，對(duì)改進(jìn)措施進(jìn)行了探討。

AGC調(diào)節(jié)指標(biāo)；自動(dòng)控制；準(zhǔn)確性

0 引言

為適應(yīng)山東電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)機(jī)組AGC調(diào)度運(yùn)行管理規(guī)定要求，規(guī)范AGC運(yùn)行管理，要求發(fā)電機(jī)組AGC性能指標(biāo)、實(shí)時(shí)信息、并網(wǎng)試驗(yàn)、運(yùn)行管理等均應(yīng)滿足《山東電網(wǎng)機(jī)（廠）網(wǎng)協(xié)調(diào)技術(shù)要求》、《山東電力系統(tǒng)機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)管理規(guī)定》、《山東電網(wǎng)自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）技術(shù)規(guī)范》相關(guān)各項(xiàng)要求。為了適應(yīng)《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（試行）》、《華北區(qū)域發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理實(shí)施細(xì)則（試行）》要求，減少電網(wǎng)兩個(gè)細(xì)則實(shí)施條件下AGC控制考核次數(shù)，優(yōu)化控制邏輯參數(shù)。

國(guó)電菏澤發(fā)電有限公司共4臺(tái)機(jī)組300 MW機(jī)組參與電網(wǎng)調(diào)度中心（以下簡(jiǎn)稱“中調(diào)”）的AGC考核，機(jī)組AGC考核指標(biāo)不能完全滿足電網(wǎng)要求，K1值（調(diào)節(jié)表速率）小于1.2，K2值（調(diào)節(jié)精度）在1.1左右，K3值（響應(yīng)速率）為1.6左右，Kp（AGC綜合指標(biāo)Kp=K1·K2·K3）在1.8左右。根據(jù)值長(zhǎng)日志記錄，2015年1月全廠AGC由于各種原因共解除79次，其中：由于煤質(zhì)差，負(fù)荷不能滿足指令要求38次，占48%；給煤機(jī)堵煤31次，占39.2%；主要設(shè)備缺陷造成的（擋板卡澀）原因2次，占2.5%；熱工原因5次，占6.3%；其他試驗(yàn)、迎檢等原因2次，占2.5%；運(yùn)行手動(dòng)解除1次。

1 AGC解除原因分析

針對(duì)機(jī)組AGC出現(xiàn)的問題，從熱工缺陷調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，影響自動(dòng)控制系統(tǒng)準(zhǔn)確性因素包括控制邏輯不合理、特性參數(shù)不準(zhǔn)確、機(jī)務(wù)設(shè)備故障、運(yùn)行調(diào)整不當(dāng)?shù)?，其中，控制邏輯不合理和特性參?shù)不準(zhǔn)確是主要原因，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量設(shè)備安裝水平是次要原因。找出深層次影響因素加以解決，熟悉機(jī)組結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特性，結(jié)合DCS控制軟件提升自動(dòng)化控制水平，完善控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)參數(shù)，提高速率，降低控制動(dòng)態(tài)過程中偏差。

1.1 主汽壓力控制回路

菏澤電廠4、5、6號(hào)機(jī)組協(xié)調(diào)控制回路中，主汽壓設(shè)定值與其測(cè)量值的偏差經(jīng)過函數(shù)修正后引入到汽機(jī)側(cè)的功率控制回路中去，機(jī)組運(yùn)行AGC模式下，在主汽壓偏離設(shè)定值較多時(shí)，限制汽機(jī)進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥開度變化，起反調(diào)作用，犧牲負(fù)荷保證壓力穩(wěn)定，進(jìn)而影響AGC機(jī)組負(fù)荷調(diào)整，如圖1所示。為了防止主汽壓力偏離設(shè)定值過大，在鍋爐主控中加入AGC負(fù)荷指令的前饋信號(hào)，當(dāng)AGC負(fù)荷指令變化時(shí)，及時(shí)改變鍋爐主控的輸出，進(jìn)一步提高鍋爐燃燒快速響應(yīng)機(jī)組負(fù)荷的能力，如圖2所示。

圖1 主汽壓力拉回控制回路

圖2 AGC指令前饋控制回路

1.2 AGC信號(hào)通道

從機(jī)組檢修時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)分析，從RTU（遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)）來的AGC指令接入到機(jī)組DCS，DCS顯示零位偏低，280 MW時(shí)顯示偏高，從電網(wǎng)調(diào)度中心來的AGC指令信號(hào)與機(jī)組顯示的AGC指令信號(hào)線性度不好。

進(jìn)行機(jī)組AGC指令通道精度測(cè)試工作。利用機(jī)組檢修機(jī)會(huì)，首先核對(duì)端子板組態(tài)、標(biāo)簽無偏置，量程設(shè)置，然后電話聯(lián)系電網(wǎng)調(diào)度中心手動(dòng)發(fā)AGC指令信號(hào)，逐點(diǎn)核對(duì)DCS內(nèi)部的顯示值并做好記錄，發(fā)現(xiàn)各點(diǎn)誤差不一致，需要修正。

1.3 參與閉環(huán)的功率信號(hào)

在協(xié)調(diào)控制（CCS）回路中，參與負(fù)荷PID控制回路的負(fù)荷信號(hào)取自于DEH控制系統(tǒng)［1］，由于CCS控制回路與DEH系統(tǒng)處于不同控制器，跨不同的控制器，通信時(shí)間長(zhǎng)，造成參與閉環(huán)調(diào)節(jié)負(fù)荷信號(hào)反應(yīng)滯后，PID調(diào)節(jié)精度差，致使AGC調(diào)節(jié)精度K2低，如圖3所示。

圖3 DEH通信來功率信號(hào)

1.4磨煤機(jī)料位自動(dòng)調(diào)節(jié)品質(zhì)

差壓料位測(cè)量。磨煤機(jī)差壓料位運(yùn)行不穩(wěn)定，不利于磨煤機(jī)料位控制調(diào)整，正壓側(cè)取樣管與鋼球面距離決定差壓料位測(cè)量的準(zhǔn)確度［2］（如圖4~5所示），如果在鋼球面上部，取樣管路比較安全，不易碰撞摩擦，但是，不容易建立差壓；如果深入鋼球面下部，磨煤機(jī)啟動(dòng)時(shí)，鋼球與取樣管路碰撞摩擦，容易損壞取樣管路，甚至整根管子被碰掉，3號(hào)爐磨煤機(jī)料位管路插深記錄如下。3號(hào)爐A磨60 cm，B磨57 cm，C磨61 cm，確定最佳距離，易于建立差壓，而又不損壞取樣管路。

圖4 磨煤機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖5 磨煤機(jī)差壓料位正壓側(cè)測(cè)量管

磨煤機(jī)料位不穩(wěn)定，隨負(fù)荷變化慢。3號(hào)、4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)機(jī)組磨煤機(jī)均為直吹式制粉系統(tǒng)，通過手動(dòng)改變磨煤機(jī)料位調(diào)整機(jī)組負(fù)荷，在低負(fù)荷段，單靠熱一次風(fēng)壓不能夠?qū)⒇?fù)荷降低到要求值，造成AGC解除，3號(hào)、4號(hào)機(jī)組已經(jīng)出現(xiàn)多次。

原設(shè)計(jì)磨煤機(jī)應(yīng)該維持在一定料位值，通過磨煤機(jī)熱風(fēng)調(diào)節(jié)門和旁路調(diào)整機(jī)組負(fù)荷，在低負(fù)荷段，一次風(fēng)壓一旦降低到最低值，運(yùn)行人員只有通過手動(dòng)降低料位來降低負(fù)荷。

1.5 煤質(zhì)調(diào)整手段

3號(hào)、5號(hào)、6號(hào)機(jī)組投入AGC-R模式期間，均出現(xiàn)頻繁自動(dòng)退出現(xiàn)象，原因均為煤質(zhì)較差，主汽壓維持不住，AGC自動(dòng)解除，比如高負(fù)荷時(shí)，汽機(jī)主控輸出接近95%～100%，應(yīng)該提高主汽壓力設(shè)定值。

2 改進(jìn)措施

2.1 主汽壓力回路

為了減少主汽壓力回路對(duì)機(jī)組負(fù)荷控制回路的反調(diào)，對(duì)機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中負(fù)荷控制回路的主汽壓力回路進(jìn)行隔離。優(yōu)化4號(hào)機(jī)組主汽壓回路，使其降低對(duì)功率控制回路的影響，5號(hào)、6號(hào)機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中的主汽壓SP-PV函數(shù)修正汽機(jī)功率回路取消，即取消圖1中紅線圈內(nèi)控制邏輯。

2.2 功率信號(hào)變送器

根據(jù)AGC運(yùn)行情況要求，為了提高機(jī)組負(fù)荷的調(diào)節(jié)精度，在CCS控制系統(tǒng)所在的控制器內(nèi)增加3臺(tái)0.2級(jí)高精度抗涌流的功率變送器，取消不同控制器之間通信的時(shí)間，提高負(fù)荷調(diào)節(jié)的及時(shí)性。同時(shí)增加遙測(cè)功率變送器，其2路輸出分別送至電網(wǎng)調(diào)度中心及DCS，使DCS內(nèi)能夠查看到機(jī)組實(shí)際調(diào)節(jié)結(jié)果。

2.3 AGC信號(hào)修正

電網(wǎng)調(diào)度中心發(fā)AGC指令，在電廠側(cè)測(cè)試5號(hào)機(jī)AGC指令信號(hào)，增加AGC指令修正函數(shù)5LMCC：AGC_BIAS，函數(shù)如表1所示，通過修改函數(shù)，使機(jī)組AGC指令與電網(wǎng)調(diào)度中心一致。

2.4 磨煤機(jī)料位控制邏輯優(yōu)化

增加磨料位負(fù)荷指令前饋邏輯，負(fù)荷指令發(fā)生變化時(shí)，先增減給煤量，修正磨料位設(shè)定值，為了實(shí)現(xiàn)高負(fù)荷時(shí)高料位，低負(fù)荷時(shí)低料位，增加料位設(shè)定值修正邏輯，達(dá)到精準(zhǔn)控制料位目的，如圖6所示。

表1 AGC指令測(cè)試MW

2.5 一次風(fēng)壓控制邏輯優(yōu)化

針對(duì)煤質(zhì)差的問題，在控制邏輯中增加煤質(zhì)因子控制回路如圖7所示，煤質(zhì)因子送入到一次風(fēng)壓控制回路，根據(jù)煤質(zhì)變化及時(shí)調(diào)整一次風(fēng)壓，避免了鍋爐主控輸出到最高限值或最低限值。

加大一次風(fēng)壓設(shè)定值折線函數(shù)的斜率。一次風(fēng)機(jī)出口母管壓力設(shè)定值計(jì)算由兩路給出，一路為主汽壓力偏差SP-PV經(jīng)函數(shù)轉(zhuǎn)換，另一路為ADS負(fù)荷指令經(jīng)函數(shù)轉(zhuǎn)換，修改主汽壓力偏差轉(zhuǎn)換函數(shù)，如圖8所示。

圖6 磨煤機(jī)料位邏輯優(yōu)化

圖7 煤質(zhì)因子控制邏輯

圖8 主汽壓力偏差轉(zhuǎn)換函數(shù)

3 結(jié)語

通過改進(jìn)，修改影響機(jī)組AGC控制指標(biāo)的相關(guān)邏輯，確定磨煤機(jī)差壓料位信號(hào)與差壓料位測(cè)量管插入深度的關(guān)系，進(jìn)一步提高測(cè)量信號(hào)準(zhǔn)確性，消除影響自動(dòng)控制系統(tǒng)準(zhǔn)確性考核指標(biāo)的因素，自動(dòng)控制系統(tǒng)邏輯功能達(dá)到最優(yōu)化。通過提高控制系統(tǒng)準(zhǔn)確性，AGC指標(biāo)控制水平得到較大提高，綜合性能指標(biāo)Kp一般維持在2.5以上。

［1］孫奎明，時(shí)海剛.熱工自動(dòng)化［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2006.

［2］侯典來.模擬量控制技術(shù)及其應(yīng)用［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2009.

Influencing Factors Analysis of AGC Comprehensive Parameter

WANG Dangzhen，ZHAO Chuanhao，ZHU Yingchun，WEI Ruixia
（Guodian Heze Power Generation Co.，Ltd.，Heze 274032，China）

In order to improve the thermal power unit regulation capacity，the cause is analyzed and the solution method of the problem is find out according to the influencing factors.The improvement measures，mainly from two aspects of control logic and characteristic parameters were discussed.The control logic includes steam pressure control loop and coal mill material level control circuit，and these charactaristic parameters include AGC signal and unit load signal.

AGC regulation parameter；automatic control；accuracy

TK323

A

1007－9904（2016）12－0052－04

2016-09-19

王當(dāng)珍（1976），男，工程師，主要從事電廠熱工自動(dòng)化專業(yè)工作。