張家口電廠AGC和一次調(diào)頻的優(yōu)化

徐濤

摘要：本文首先介紹電網(wǎng)AGC的功能、兩個細(xì)則中AGC的補(bǔ)償考核指標(biāo)、一般調(diào)整控制過程，根據(jù)張家口發(fā)電廠機(jī)組存在的問題，找出CCS如何快速響應(yīng)電網(wǎng)AGC和一次調(diào)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(guān)鍵詞：AGC；一次調(diào)頻；功能；過程；方式；存在問題；；改造措施

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

電力監(jiān)管機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)對并網(wǎng)電廠運(yùn)行考核及結(jié)算情況實施監(jiān)管，依據(jù)考核結(jié)果并網(wǎng)發(fā)電廠承擔(dān)相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)責(zé)任，實施“雙細(xì)則”后，對電廠的考核力度非常大，直接影響電廠的經(jīng)濟(jì)效益。張家口發(fā)電廠的AGC和一次調(diào)頻控制系統(tǒng)性能指標(biāo)還無法滿足“雙細(xì)則”的要求，為滿足兩個細(xì)則的要求，提高張家口發(fā)電廠1-8號機(jī)組AGC協(xié)調(diào)系統(tǒng)的響應(yīng)速度、穩(wěn)定性及準(zhǔn)確性。 進(jìn)行了系統(tǒng)的改造優(yōu)化、調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整，從而使張家口發(fā)電廠的性能指標(biāo)都有了很大的提高。

1 AGC的考核補(bǔ)償指標(biāo)及算法

AGC指令是網(wǎng)調(diào)實時控制系統(tǒng)中經(jīng)過短期負(fù)荷預(yù)測的調(diào)度計劃，并在實際運(yùn)行中根據(jù)當(dāng)前負(fù)荷需求和電網(wǎng)頻率穩(wěn)定的要求，每隔8s運(yùn)算一次的當(dāng)前被控機(jī)組的設(shè)定功率，它由基本負(fù)荷分量和調(diào)節(jié)分量組成，基本負(fù)荷分量是在短期預(yù)測基礎(chǔ)制定的日負(fù)荷發(fā)電計劃；調(diào)節(jié)分量是指超短期負(fù)荷預(yù)測系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前幾分鐘負(fù)荷變化情況進(jìn)行預(yù)測得出的下一時間段要求改變的系統(tǒng)負(fù)荷調(diào)節(jié)量。

調(diào)節(jié)速率K1：

這個升負(fù)荷過程：T0時刻機(jī)組的實際負(fù)荷在P0附近，AGC指令從P0上升變化到P1；機(jī)組的實際負(fù)荷在T3時刻跨出響應(yīng)死區(qū)，在T1時刻上升到目標(biāo)負(fù)荷。

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

而這個過程的調(diào)節(jié)速率為：K1i =2 -（ VN / Vi ）

其中，VN為機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)速率，單位是MW/分鐘，“兩個細(xì)則”中規(guī)定直吹爐為機(jī)組額定功率的1.5%，我廠即為4.8 MW/分鐘（調(diào)節(jié)速率是指機(jī)組響應(yīng)設(shè)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(yīng)）

調(diào)節(jié)精度K2：

調(diào)節(jié)精度是指機(jī)組響應(yīng)穩(wěn)定以后，實際出力和設(shè)點出力之間的差值。在這個過程中描述為，當(dāng)機(jī)組的實際負(fù)荷達(dá)到目標(biāo)負(fù)荷后機(jī)組的實際負(fù)荷在目標(biāo)負(fù)荷附近小幅度的波動，在T4時刻負(fù)荷穩(wěn)定在目標(biāo)負(fù)荷，這個過程的調(diào)節(jié)偏差量為

ΔP i = ∫| Pi -P1 |×dt ，時間從T1到T4這個過程的調(diào)節(jié)精度為

K2i =2 -（ ΔPi/調(diào)節(jié)允許的偏差量）

其中，調(diào)節(jié)允許的偏差量為機(jī)組額定功率的1%，我廠即為3.2MW。衡量的是該AGC機(jī)組 每次實際調(diào)節(jié)偏差量與其允許達(dá)到的偏差量相比達(dá)到的程度。

響應(yīng)時間K3：

響應(yīng)時間是指EMS系統(tǒng)發(fā)出指令之后，機(jī)組出力在原出力點的基礎(chǔ)上，可靠地跨出與調(diào)節(jié)方向一致的調(diào)節(jié)死區(qū)所用的時間。

這個調(diào)節(jié)過程的響應(yīng)時間為：Ti=T3-T0

這個調(diào)節(jié)過程的指標(biāo)計算為：K3i=2- Ti/標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)時間

規(guī)定火電機(jī)組AGC的響應(yīng)時間應(yīng)小于1分鐘

網(wǎng)頻擾動的劃分：

①一次調(diào)頻評價開始時刻為網(wǎng)頻偏差超出一次調(diào)頻死區(qū)時刻，評價的結(jié)束時刻為網(wǎng)頻恢復(fù)到死區(qū)時刻（如果網(wǎng)頻偏差超出死區(qū)到網(wǎng)頻偏差恢復(fù)到死區(qū)范圍內(nèi)的時間超過60秒，則評價時間為60秒）。

②火電機(jī)組的一次調(diào)頻死區(qū)為0.033Hz（±1.98轉(zhuǎn)/分鐘）

③兩種擾動。電網(wǎng)最大頻差不超過0.06Hz （±3.6轉(zhuǎn)/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(diào)節(jié)性能指標(biāo)中8臺機(jī)組K1值均偏低，1號機(jī)K3值也偏低。影響K1指標(biāo)的原因有：

2.1 機(jī)組負(fù)荷變化速率設(shè)置低。

當(dāng)機(jī)組接收到AGC指令后是按照設(shè)定的負(fù)荷變化速率形成機(jī)組的實際負(fù)荷指令。按照規(guī)定我廠機(jī)組需要達(dá)到的負(fù)荷變化速率需要達(dá)到4.8MW/分鐘，這樣機(jī)組設(shè)定的負(fù)荷變化速率至少要達(dá)到5MW/分鐘。

2.2 負(fù)荷上、下限的限制。

因機(jī)組出力受阻、脫硝無法自動環(huán)保指標(biāo)瞬時超標(biāo)等原因設(shè)置的負(fù)荷上下限，制約了機(jī)組負(fù)荷變化速率。

2.3 鍋爐汽壓響應(yīng)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(fā)熱量降低，磨煤機(jī)出力幾乎達(dá)到最大，影響鍋爐燃料響應(yīng)速度導(dǎo)致主汽壓力滯后。

②給煤機(jī)調(diào)整的滯后導(dǎo)致鍋爐控制器的輸出不能準(zhǔn)確的響應(yīng)，造成鍋爐汽壓的欠調(diào)和超調(diào)

③給水泵出力等原因造成的機(jī)前壓力設(shè)定值低于機(jī)組滑壓定值，這就導(dǎo)致了汽機(jī)調(diào)門開度長期在85-93%之間，這使得汽機(jī)調(diào)門沒有調(diào)整裕量導(dǎo)致負(fù)荷響應(yīng)慢。

④一次風(fēng)壓控制不投自動，風(fēng)壓定值在8-9Kpa使煤粉不能在負(fù)荷變化中快速響應(yīng)。

⑤控制系統(tǒng)參數(shù)。如果燃料長期處于現(xiàn)狀（熱值不會變化）鍋爐控制器的前饋需要調(diào)整。

⑥汽機(jī)調(diào)門曲線的線性工作區(qū)間。在供熱季和非供熱季汽機(jī)調(diào)門的經(jīng)常性工作區(qū)間是不同的，整定出兩套汽機(jī)順序閥曲線，讓汽機(jī)調(diào)門在經(jīng)常性的工作區(qū)間都保持線性度。

我廠一次調(diào)頻考核主要發(fā)生在5、8號機(jī)組，其他機(jī)組沒有一次調(diào)頻考核。

5 號機(jī)組：機(jī)組供熱期機(jī)前壓力設(shè)定值低，調(diào)門開度達(dá)到80%以上時，調(diào)門開度變化，主汽流量的改變很小，到不了一次調(diào)頻的負(fù)荷要求。

3.提高AGC和一次調(diào)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(yīng)方案

張家口發(fā)電廠機(jī)組功率﹤50%額定功率或機(jī)組功率﹥80%額定功率是定壓運(yùn)行；在50%～80%額定功率之間是滑壓運(yùn)行?；瑝悍绞较?，主蒸汽壓力隨機(jī)組功率的降低而降低、隨機(jī)組功率的升高而升高，調(diào)節(jié)汽門與機(jī)組功率的變化方向正好相反。如加負(fù)荷時要求調(diào)節(jié)汽門開，但滑壓運(yùn)行要求增加鍋爐蓄熱，提高主蒸汽壓力。主蒸汽壓力設(shè)定值P0的增加，反而使調(diào)節(jié)汽門關(guān)小。組功率響應(yīng)能力的角度看，由于無法充分利用鍋爐蓄熱，機(jī)組的功率響應(yīng)速度不如定壓運(yùn)行工況。為了提高滑壓運(yùn)行方式下機(jī)組的功率響應(yīng)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(wěn)態(tài)時實現(xiàn)機(jī)組的滑壓運(yùn)行要求，從而增加了滑壓方式下，CCS對AGC變功率的快速響應(yīng)。

3.2 提高制粉系統(tǒng)出粉速度加快CCS變功率的響應(yīng)

對于正壓直吹式制粉系統(tǒng)，由于整個制粉過程有較大的延遲，嚴(yán)重影響CCS功率調(diào)節(jié)性能，所以加快其制粉速度是很實用的。而鍋爐的一次風(fēng)是正壓直吹式制粉系統(tǒng)煤粉的干燥和輸送介質(zhì)，鍋爐變負(fù)荷時適當(dāng)超調(diào)一次風(fēng)量（熱風(fēng)）能加快正壓直吹式制粉系統(tǒng)出粉量的變化，從而縮短了主蒸汽壓力變化的響應(yīng)時間，提高了CCS 對AGC變功率響應(yīng)速度。

3.3 增加1-8號機(jī)組一次調(diào)頻優(yōu)先邏輯

當(dāng)一次調(diào)頻的動作方向和AGC指令相反時，強(qiáng)制使AGC的升降負(fù)荷變化率為0。

4 結(jié)束語

兩個細(xì)則中最為重要的就是AGC的性能，本文從AGC的功能、兩個細(xì)則中AGC的補(bǔ)償考核指標(biāo)、一般調(diào)整控制過程，根據(jù)張家口發(fā)電廠機(jī)組存在的問題所做的優(yōu)化試驗，找出CCS如何快速響應(yīng)電網(wǎng)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(shè)節(jié)約環(huán)保型電力企業(yè)有一定的參考價值。

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