王滩电厂AGC和一次调频控制逻辑优化分析①

杜建忠

摘 要:本文简要介绍了华北电网《两个细则》对发电机组AGC和一次调频指标的要求,指出了原控制系统存在的问题,具体分析了AGC和一次调频逻辑优化的原理及具体实施方案为同类型发电机组的控制逻辑优化工作提供了有益的借鉴和参考。

关键词:两个细则AGC一次调频逻辑优化

中图分类号:TM62 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)05(a)-0085-01

华北电网为了保证发电机组的供电质量,制定了两个文件:《华北区域发电厂并网运行管理实施细则》和《华北区域并网发电厂辅助服务管理实施细则》,简称《两个细则》。

电网《两个细则》的实施加大了对发电厂电能质量的考核,其中对AGC和一次调频的调节质量是其中的重点考核内容。为了满足《两个细则》的要求,在保证机组安全稳定运行的前提下,对协调控制系统的AGC和一次调频的控制结构和控制方法需要进行相应的优化,才能为电厂争取最大的利益。

1 《两个细则》对一次调频和AGC指标的考核要求

1.1 一次调频主要考核指标及考核办法

《两个细则》对一次调频主要考核并网机组的一次调频正确动作率。在电网频率越过机组一次调频死区的一个积分期间,如果机组的一次调频功能贡献量为正,则统计为该机组一次调频正确动作1次。单台机组每月的一次调频平均正确动作率低于80％,就会受到电网的考核。

1.2 AGC性能指标计算及补偿考核度量办法

AGC调节性能考虑调节速率、调节精度与响应时间等三个因素的综合体现。

调节速率(K1)考核机组AGC调节过程中,机组实际升降负荷速率比标准调节速率快慢的程度。调节精度(K2)考核机组响应稳定以后,实际出力和设点出力之间的偏差程度。响应时间(K3)考核调度指令之后,机组出力在原出力点的基础上,可靠地跨出与死区的快慢程度。调节性能综合指标Kp=K1×K2×K3,每月单台机组的Kp指标月平均值低于1,就会受到电网的考核。

2 原协调控制系统存在的问题

2.1 一次调频系统存在的问题

(1)AGC指令影响

在一次调频动作期间,AGC指令给相反的指令,掩盖了一次调频动作贡献的调频功率。

(2)主汽压影响

当网频变化很小,刚超过死区时,由于机组主汽压力变化,综合阀位虽然按一次调频逻辑设计动作,但实发功率受主汽压力变化影响大于一次调频动作量。主汽压变化的影响淹没了一次调频贡献的调频功率。

2.2 AGC存在问题

(1)DCS曲线计算指标与电网计算指标存在差异,给电网上传的实发功率因涉及到其他的中间环节,可能存在一定的滞后。

(2)协调控制回路中压力拉回控制回路对AGC的响应时间及综合指标Kp都有很大影响。我厂汽机主控回路中,主汽压偏差修正实发功率。当主汽压力偏差0.5MPa时,修正实发功率1.34％,限制汽机调门的变化。

3 逻辑优化方案

3.1 AGC与一次调频动作方向相反时,一次调频优先

在机组投入一次调频和AGC功能时,经常会出现AGC的负荷指令变化方向和一次调频要求的负荷指令变化方向不一致的情况。由于对一次调频不正确动作的考核严于对AGC调节精度与速度的考核,所以在AGC的负荷指令变化方向和一次调频要求的负荷指令变化方向不一致时,修改相应逻辑,限制AGC指令的调节,优先满足一次调频的控制需要。

3.2 适当削弱协调回路中压力拉回作用

协调控制主要是对具有大惯性、大迟延的锅炉和响应速度较快的汽轮机之间的控制指令进行协调。为了在机组变负荷过程中尽可能保证主蒸汽压力的稳定,在“炉跟机”协调控制方式下,将主蒸汽压力的偏差信号引入汽轮机侧的负荷控制回路中,以使汽轮机控制和锅炉控制共同稳定主蒸汽压力。但这会降低对AGC指令的响应速度,影响AGC的调节精度。因此可以在汽压较低时,自动将压力拉回的定值放宽,以达到弱化压力拉回的作用。这样在机组变负荷初期,能够充分利用锅炉蓄热,通过主蒸汽压力的合理波动来提高机组对负荷指令的响应速度和AGC的调节精度。当汽压较高时,压力拉回自动投入,又保证了机组的安全。

3.3 协调系统中负荷变化率初期加速

为提高机组AGC的负荷相应速率、缩短负荷相应时间,在调度负荷指令变化初期,协调系统自动提高升降负荷速率设定值。经一段时延后自动恢复到原升降负荷速率设定值。这样既保证了在调度负荷指令变化初期,机组的负荷相应速率,降低了负荷相应时间,又保证了机组运行的稳定性。

3.4 优化机组调频功率曲线

修改机组调频功率曲线,在频差超过死区的较小范围内,适当增大调频功率增量,使调频功率曲线初期较陡。提高频差小幅度波动时,一次调频的动作幅度,避免被AGC调节所“淹没”,从而提高一次调频正确动作率。

3.5 煤质系数

为了便于协调控制系统能够对煤质变化作出及时调整,通过一定算法计算当前燃煤的煤质系数,经煤质系数修正后的实际负荷指令作为锅炉主调节器的前馈信号。引入煤质系数,使锅炉燃烧调节系统能够根据煤质情况,快速对负荷要求进行响应,维持锅炉燃烧与汽轮机蒸汽消耗的协调变化。一旦由于某种原因主汽压力出现较大偏差时,协调控制系统能够快速、平稳动作,保证主汽压力平稳达到给定值,燃料指令不出现频繁、反复波动情况。

4 结语

王滩电厂经逻辑改进优化后,一次调频和AGC的调节品质明显提高,获得了电网的奖励。为了满足《两个细则》的要求,在保证机组安全性的前提下,对协调控制系统的AGC和一次调频的控制结构和控制方法需要进行相应的改进,才能为电厂争取最大的利益。

另一方面,由于受短期负荷预测能力的限制,在调节联络线偏差的过程中,AGC送至发电厂的指令常常在很短的周期内呈现往复波动的趋势,使机组的风、煤、给水、汽温等控制系统频繁调节,从而影响了系统的稳定性,加剧了主、辅机的磨损,使机组的寿命缩短、检修的成本上升。建议网调从提高负荷的短期预测能力入手,研究出合理的控制区域的AGC控制逻辑,在保证电网供电指标的前提下,尽量减少机组的AGC动作次数和幅度。

参考文献

[1]华北区域并网发电厂辅助服务管理实施细则(试行).华北电监局,2008年.

[2]李卫华,王玉山,段南.600MW火电机组AGC运行方式下的控制特性分析.

[3]张秋生.提高机炉协调控制系统AGC响应速率的方法.