实现机组AGC功能的投入

杨月华

（大庆石油电力集团油田热电厂热工分厂自动班，黑龙江 大庆 163000）

1 AGC系统

1.1 机组协调系统

我厂DCS采用了西门子公司生产的分散控制系统TELEPERM-ME，#1、#2机组汽轮机调速系统为上海新华公司DEH-Ⅲ系统，#3机组汽轮机调速系统改造为DEH-V系统，满足一次调频及投入汽机主控自动要求,具备投入协调控制及AGC功能的条件。

1.2 AGC 系统介绍

电力系统自动发电控制（AGC）原先称为“电力系统频率与有功功率的自动控制”，它的发展和应用还是在电力系统扩大以后，尤其是二十世纪五十年代以来，电力系统的容量不断增长，各工业发达国家的电力系统通过研究和试验，相继实现了频率与有功功率的自动控制。

AGC即自动发电功能，指的是电网调度中心直接通过机组DCS控制系统实现自动增、减机组目标负荷指令的功能。

图1 AGC系统与机组关系图

2 AGC程序设计

2.1 设计思路

在硬件上完成电缆敷设、模件接线，软件上完成AGC系统I/O点设计、DCS系统软件组态、AGC控制逻辑软件编制等项工作，并对AGC投入效果进行仿真和调试。

2.2 硬件部分

2.2.1 完成信号传递

保证从远动分厂RTU到DCS之间的省调负荷指令信号(4～20mA)能够传递

（1）对电缆进行校线，即#1计算机房到#3计算机的线路和#2计算机房到#3计算机的线路进行校线，以确保信号传递准确。

（2）铺设#3计算机房到远动分厂RTU控制柜和端子柜到单控柜的电缆。并进行模件接线和DCS系统软件组态，以实现DCS系统与省调之间的信号传递。

2.3 软件部分

2.3.1 程序满足AGC投入条件

（1）汽轮机和锅炉为协调控制方式;（2）负荷必须大于140MW；（3）必须投入功率主控

根据这三个条件，完成逻辑功能块。当前负荷

图2 AGC投入条件功能块

2.3.2 运行人员操作方面

2.3.2.1 保证AGC控制按钮有效

最初试验时，点击操作按钮无反应，经研究确定其原因是，原程序开关量操作块的时间设定太短，仅有0.1s,经过反复试验，对内部逻辑进行编译，在系统逻辑中对AGC控制按钮模块加10S脉冲，这样当运行人员点击操作按钮时，输入命令便维持10s,保证命令发出，使运行人员操作有效，试验效果明显。

2.3.2.2 操作员无法监视AGC状态

在逻辑里设计AGC操作逻辑，并在WINOS显示操作站上增加AGC控制面板，在面板上增加AGC“允许”、“解除”、“投入”这个三个操控按钮块及相应显示状态，使运行人员能够对AGC进行相关操作监视。

图3 AGC控制面板

2.3.2.3 无报警显示

2.3.3 AGC信号方面设计

2.3.3.1 AGC省调信号扰动

在GRAPH-CS逻辑图中，用MAX和MIN块对AGC负荷指令设置了一个上下限135MW-200MW，这样便可当AGC负荷指令超出135MW-200MW范围时，机组维持当时工况下实际负荷，AGC不能投入。从而达到维护机组负荷平稳，安全运行，不受信号干扰的目的。

2.3.3.2 信号制式与远程制式不符

省调来的4-20mA信号与我厂4-20mA信号的量程不一致，省调来的4-20mA信号对应的是0到220MW,而我厂的4-20mA信号对应的是0到311.77MW，为了与省调信号一致，通过校正，开发，在逻辑中进行乘除运算，使4-20mA对应的功率量程与省调量程一致。

2.3.3.3 AGC指令超出机组当时工况下最大负荷

由于机组实际运行时，会遇到一些特殊情况如磨煤机故障和冬季热网运行等情况，使机组无法达到理论最高负荷，当机组实际负荷达不到AGC负荷指令时，会造成机组主汽压力剧烈波动，为保证机组平稳运行，在逻辑中进行组态，把当前运行人员根据实际手动设置的负荷作为AGC上限，从而保证机组平稳运行的目标。

2.3.4 AGC投入效果方面

(3)依次单击[分析]、[回归]、[线性]，弹出对话框.将左边源变量Y送入 <因变量> 小框中，将X送入 <自变量> 小框中.自变量因变量

2.3.4.1 锅炉负荷指令变化较慢，AGC控制效果不明显

锅炉负荷指令系统逻辑中，逻辑条件较多，系统庞大，协调速度较慢，无法快速跟随AGC控制指令，影响AGC控制效果。通过修改锅炉主控逻辑图里的PID，对比例系数进行增大，积分时间进行减小，PID调节器进行逻辑运算，使调节速度加快，并使负荷上升速率和下降速率加大，快速响应AGC的指令，达到AGC的指标要求。

2.3.4.2 锅炉主控站与功率主控站调节不同步

在功率主控站GRAPH-CS逻辑中设置了一个折线函数,折线函数的功能是主汽压力补偿随时可以调整锅炉主控站在功率主控站的作用。

2.4 实验效果

通过对协调控制系统的AGC投入进行反复仿真和调试，对需要改进的地方进行整改，使AGC控制调试达到省网调所要求的AGC各项控制指标及要求。投入AGC后机组负荷变化满足从200MW到140MW的调整时间在20分钟内。

3 AGC投入意义

3.1 AGC投入作用

3.1.1 调度中心可直接通过信息处理及通信装置发AGC命令至DCS系统，以实现对发电机出力调节，实现AGC直送直调功能。直送直调的控制方式保证了AGC控制稳定可靠运行。

3.1.2 AGC负荷指令在机组的实际负荷的基础上变化，机组的负荷不会产生扰动，实现了由CCS控制到AGC控制的无扰切换。

3.1.3 保证机组的安全运行。AGC控制系统完善的逻辑控制回路，使机组快速处理突发事件的能力得到了提高，使单元机组能更加安全、稳定地运行。

3.1.4 AGC的投入说明单元机组的自动化水平得到了很大的提高，增强了机组的负荷响应能力，保证了电网的平衡调度。

3.2 AGC投入经济效益

投入AGC系统后的经济效益可以从以下几个方面来分析：

3.2.1 该自动化系统，大大的减轻了调度人员和运行人员的劳动强度。

3.2.2 它的投入为保证电网频率质量，提高电网运行的现代化水平发挥了重要作用。它的分配方案在正常情况下是自动的，紧急情况下可以手动，人工在线干预，从而在机组安全、可靠运行的前提下，最大限度地提升机组的经济性，因此，其间接的经济效益也是很可观的。

3.2.3 东北电监局第十四条规定能够按电力调度指令要求提供AGC服务的发电机组，根据AGC调整电量，每万千瓦时将补偿600元。大庆油田热电厂因此每年可获得电网控制中心至少数十万元以上辅助服务支付费用。

4 结语

投入AGC后，系统运行平稳，机组的自动化水平得到提高，达到了预期目标。经过对三台机组的AGC投入改造，积累了丰富的AGC经验，使工作人员的技术水平更加完善。

[1]李遵基.热工自动控制系统[M].中国电力出版社,1997.