火電機(jī)組參與電網(wǎng)AGC調(diào)節(jié)方法(共10頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上火電機(jī)組參與電網(wǎng)AGC調(diào)節(jié)方法目前，隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和自動化水平的不斷提高，具備自動發(fā)電控制AGC（AutomaticGeneration Control）功能的機(jī)組在電網(wǎng)中的比重越來越大，自動發(fā)電控制技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代電網(wǎng)運行不可缺少的手段，維持電力系統(tǒng)頻率合格穩(wěn)定、控制電量按照計劃與電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度運行方面發(fā)揮了重要作用。目前，300MW和600MW機(jī)組的單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)都具備AGC功能，許多125MW與200MW機(jī)組，經(jīng)過DCS改造后也具備了此功能。一、概況電網(wǎng)調(diào)度中心通過機(jī)組DCS 系統(tǒng)直接控制機(jī)組目標(biāo)負(fù)荷，或者通過廠級實時監(jiān)控信息系統(tǒng)SIS來實

2、現(xiàn)機(jī)組群的負(fù)荷自動控制。這里，同時介紹AGC的調(diào)節(jié)特性與改善AGC調(diào)節(jié)品質(zhì)的技術(shù)手段，供大家一起參考。二、AGC特點及分析1、直控機(jī)組負(fù)荷的AGC功能電網(wǎng)調(diào)度中心通過通訊連接到電廠遠(yuǎn)動端子單元RTU（Remote Terminal Unit），而RTU與電廠各機(jī)組DCS通過硬接線（DI/DO、AI/AO）連接信號。1) 通常DCS通過RTU單元送往中調(diào)的信號如下：     AGC投入自動請求（DO），表示該機(jī)組可接受中調(diào)AGC的控制；     閉鎖增減信號（DO），機(jī)組禁止增減機(jī)組負(fù)荷

3、；     機(jī)組實際負(fù)荷（AO），由電氣信號通過RTU單元輸送到中調(diào)；     RTU送往AGC的信號：中調(diào)AGC投入請求（DI）與AGC指令（AI）；2) AGC自動投入的過程如下：在協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的單元機(jī)組負(fù)荷指令ULD控制中設(shè)有投/切AGC的M/A操作站，該站設(shè)為自動方式時，表示該機(jī)組AGC已投入自動。     操作員在AGC控制站發(fā)出投自動請求；     輸出到中調(diào)的“AGC投入自動請求”D

4、O信號為有效，表示該機(jī)組可以接受中調(diào)的AGC負(fù)荷指令控制；     當(dāng)中調(diào)將機(jī)組的負(fù)荷控制方式置為自動時，中調(diào)“AGC投入自動信號”DI由0變1；     為實現(xiàn)AGC 的無擾切換，投入自動前，中調(diào)給機(jī)組的AGC指令跟蹤機(jī)組的實際負(fù)荷；     此后，機(jī)組運行方式由CCS控制方式為AGC自動控制方式，CCS接受中調(diào)AGC指令作為負(fù)荷設(shè)定值進(jìn)行閉環(huán)控制；     當(dāng)不滿足AGC自動條件時，

5、AGC控制站自動切換到手動狀態(tài)，主要有以下條件：A）操作員將AGC控制站置為手動方式；B）中調(diào)切除AGC自動方式，“中調(diào)AGC投入自動”信號為“0”；C）中調(diào)AGC指令A(yù)I壞質(zhì)量；D）  CCS切除自動；在AGC自動控制過程中，如果機(jī)組工況出現(xiàn)異常，不能滿足負(fù)荷調(diào)節(jié)要求，CCS的負(fù)荷增、減指令信號將閉鎖。同時閉鎖增/減信號送中調(diào)，此時AGC指令失去實際作用，機(jī)組負(fù)荷指令輸出值不變。2、由SIS分配機(jī)組負(fù)荷的AGC功能當(dāng)電廠有多臺發(fā)電機(jī)組時，利用SIS系統(tǒng)來優(yōu)化調(diào)度全廠負(fù)荷，SIS系統(tǒng)根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度中心發(fā)出的全廠發(fā)電總負(fù)荷，在機(jī)組之間進(jìn)行合理的負(fù)荷分配。1）根據(jù)運行機(jī)組在當(dāng)前負(fù)荷下的負(fù)荷

6、響應(yīng)特性，確定最適宜的增、減負(fù)荷的機(jī)組；2）根據(jù)機(jī)組經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo)因素，包括機(jī)組的效益指標(biāo)和運行損耗指標(biāo)，確定最適宜增、減負(fù)荷的機(jī)組；3）根據(jù)機(jī)組運行安全指標(biāo)、穩(wěn)定指標(biāo)的評價因素，確定最適宜增、減負(fù)荷的機(jī)組；三、火電機(jī)組的AGC 調(diào)節(jié)特性   電網(wǎng)調(diào)度對發(fā)電機(jī)組AGC的主要投運指標(biāo)有以下幾個方面：1）機(jī)組負(fù)荷變化速率；2）機(jī)組負(fù)荷響應(yīng)遲延時間；3）機(jī)組負(fù)荷變化范圍；4）機(jī)組負(fù)荷靜態(tài)偏差；5）機(jī)組負(fù)荷動態(tài)偏差；在上述的幾個指標(biāo)中，負(fù)荷變化速率和負(fù)荷響應(yīng)延時時間是其中重要指標(biāo)?；痣姍C(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)速率與響應(yīng)時間的影響因素，在經(jīng)過試驗后有以下4方面影響調(diào)節(jié)品質(zhì)：1）

7、鍋爐響應(yīng)的遲延時間火電機(jī)組對負(fù)荷響應(yīng)的延時取決于鍋爐接到負(fù)荷指令后，從煤量改變到蒸汽流量發(fā)生變化所需時間，由于制粉系統(tǒng)的類型不同，機(jī)組對負(fù)荷的響應(yīng)速度也不同。中儲式制粉系統(tǒng)因為沒有制粉過程的影響，負(fù)荷響應(yīng)較快；鋼球磨直吹制粉系統(tǒng)可以利用磨煤機(jī)筒體的存粉，通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)的前饋作用，可以提高負(fù)荷響應(yīng)速度，但是對于中速磨直吹系統(tǒng)，磨內(nèi)只有少量存粉，前饋作用不明顯，因此對負(fù)荷的響應(yīng)速度較慢。2）滑壓運行的影響滑壓運行對負(fù)荷的適應(yīng)性較差，這是因為機(jī)組在滑壓運行時，鍋爐蓄熱能力將隨參數(shù)的變化而變化，變化方向恰好與負(fù)荷需求方向相同；降低負(fù)荷響應(yīng)速率。以降低負(fù)荷為例，當(dāng)負(fù)荷將至定滑壓切換點后，鍋爐參數(shù)下降，釋放

8、的蓄熱補(bǔ)充了煤量下降所減少的熱量。雖然控制調(diào)節(jié)器已經(jīng)調(diào)節(jié)煤量下降，但由于制粉系統(tǒng)的遲延作用，暫時不影響負(fù)荷變化，將保持2分鐘的時間，再開始下降。3）磨煤機(jī)啟停的影響磨煤機(jī)的啟停會對直吹式制粉系統(tǒng)機(jī)組的負(fù)荷調(diào)節(jié)產(chǎn)生影響，通常600MW的機(jī)組配備6臺磨，負(fù)荷在一定范圍內(nèi)變化時，不需要啟停磨煤機(jī)的操作，但若負(fù)荷變化大，則需要啟動或停止磨煤機(jī)，其中暖磨、空磨的操作，影戲鍋爐燃燒工況，造成參數(shù)波動，因此有些機(jī)組在啟動或停止磨煤機(jī)時還要切除AGC和CCS運行。4）鍋爐蓄熱能力的利用協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)在負(fù)荷調(diào)節(jié)過程中，是否利用鍋爐的蓄熱能力，對負(fù)荷響應(yīng)速度的影響較大。高溫高壓鍋爐機(jī)組蓄熱的儲存和釋放發(fā)生在機(jī)組負(fù)荷

9、的變化過程中，由于汽壓的變化使汽化潛熱改變，或由于汽溫的變化使鍋爐受熱面金屬熱容量改變，他們的變化需要一定的時間，因此無法利用在負(fù)荷指令變化瞬間縮短負(fù)荷變化的純遲延，太快的溫度變化對于機(jī)組是不允許的。當(dāng)汽機(jī)調(diào)門迅速地關(guān)閉或打開時，可以造成汽壓的突然變化，使蒸發(fā)量突然改變，以適應(yīng)負(fù)荷的瞬間需求。通過汽壓的變化利用鍋爐蓄熱能力，盡管在一定程度上縮短了負(fù)荷的響應(yīng)遲延，但其程度取決于參數(shù)的允許偏離設(shè)定值的范圍，受到機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運行的限制。直流鍋爐的蓄熱能力差，此外，直吹式制粉系統(tǒng)的鍋爐是一個大遲延環(huán)節(jié)，在利用蓄熱能力縮短遲延時間的同時，加大了機(jī)、爐能量供需的不平衡，使調(diào)節(jié)過程波動加大，負(fù)荷響應(yīng)速度減

10、慢。四、改善火電機(jī)組AGC調(diào)節(jié)品質(zhì)的技術(shù)手段單元制機(jī)組的負(fù)荷控制一般由協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)來完成，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)通過改變鍋爐燃燒率（直流鍋爐控制燃水比）和汽機(jī)調(diào)門開度來調(diào)節(jié)機(jī)組負(fù)荷和主汽壓力。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)保證機(jī)組安全的前提下，盡快響應(yīng)調(diào)度的負(fù)荷變化要求，并保持主汽壓力在允許的范圍。主汽壓力反映了機(jī)、爐之間的能量平衡，是機(jī)組安全、穩(wěn)定的重要標(biāo)志。以下通過控制策略改善機(jī)組的AGC協(xié)調(diào)控制能力：1）汽機(jī)調(diào)門迅速響應(yīng)負(fù)荷指令，充分利用鍋爐的蓄熱能力協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)接到AGC負(fù)荷指令調(diào)節(jié)后,汽機(jī)調(diào)門不加任何遲延迅速打開,并放寬限制汽機(jī)調(diào)門動作的壓力波動允許值,通過試驗負(fù)荷響應(yīng)純遲延時間t縮短1.01.5min.。利用

11、鍋爐蓄能，暫時犧牲主汽壓力參數(shù)的穩(wěn)定，只是為了滿足負(fù)荷指令變化之始瞬間的需求，注意加強(qiáng)汽機(jī)調(diào)門限制功能，避免由于調(diào)門動作過快而引起參數(shù)大幅度波動和調(diào)節(jié)過程過長。具體在調(diào)試試驗時，參數(shù)的整定尤為重要，可參見下圖組態(tài)的關(guān)系：這是一個以鍋爐跟隨BF為基礎(chǔ)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，在鍋爐增加負(fù)荷指令的比例微分前饋信號；在汽機(jī)增加負(fù)荷指令的遲延環(huán)節(jié)PTn，PTn環(huán)節(jié)推遲了汽機(jī)調(diào)門動作，為鍋爐爭取了蓄能時間，保證負(fù)荷變化后的能量供給，利于能量平衡，控制性能穩(wěn)定、品質(zhì)良好。但當(dāng)接受ADS指令進(jìn)行AGC自動控制時，中調(diào)不能及時收到負(fù)荷變化的反饋信號，將對負(fù)荷調(diào)節(jié)產(chǎn)生不利影響。應(yīng)適當(dāng)調(diào)整PTn環(huán)節(jié)中的時間常數(shù)和階次，同時

12、放寬限制調(diào)門動作的壓力波動允許值，可取得良好效果。詳見下圖：協(xié)調(diào)控制策略          2）增強(qiáng)煤量和一次風(fēng)量的前饋作用利用負(fù)荷指令的前饋信號，迅速改變給煤量，使鍋爐的燃燒率發(fā)生變化，適應(yīng)負(fù)荷的需要。但采用直吹式制粉系統(tǒng)的機(jī)組，由于制粉需要一段時間，負(fù)荷指令的前饋信號，只能提高負(fù)荷變化速率，不可能有效地縮短負(fù)荷響應(yīng)純遲延時間。將負(fù)荷指令前饋信號同時作用在一次風(fēng)量，利用磨煤機(jī)中的蓄粉快速響應(yīng)負(fù)荷指令，免去了制粉過程所需要的時間，可以縮短負(fù)荷響應(yīng)純遲延時間，綜合利用煤量和一次風(fēng)量前饋可使負(fù)荷響應(yīng)

13、時間縮短1min的時間。3）采用定壓-滑壓聯(lián)合調(diào)節(jié)方式提高負(fù)荷響應(yīng)速度   滑壓運行方式在低負(fù)荷下具有較好的經(jīng)濟(jì)性，并使汽輪機(jī)各部件承受較低的熱應(yīng)力，在調(diào)峰運行，有必要改變傳統(tǒng)的定壓運行方式。綜合考慮機(jī)組節(jié)能、負(fù)荷響應(yīng)和安全穩(wěn)定運行，采用聯(lián)合滑壓控制方式，即定壓-滑壓-定壓方式，根據(jù)機(jī)組容量不同，一般在3040%額定負(fù)荷以下采用定壓運行方式，在3080%范圍內(nèi)采用滑壓運行，80%以上負(fù)荷采用定壓運行方式。在提高滑壓工況下的負(fù)荷響應(yīng)速度，控制方式為，變負(fù)荷時先保持定壓運行，使機(jī)組獲得定壓時的變負(fù)荷速度，等機(jī)組變負(fù)荷完成后，再回到變壓運行方式，這樣即滿足快速變負(fù)荷的要

14、求，又能在穩(wěn)態(tài)時完成機(jī)組的滑壓運行要求。4）正確使用風(fēng)煤交叉限制   燃燒控制系統(tǒng)采用燃料/空氣交叉限制（風(fēng)煤交叉限制），是火力發(fā)電廠熱工控制系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)定推薦的方法，在機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)方案中，鍋爐主控的燃料與送風(fēng)系統(tǒng)之間，按過量空氣原則引入交叉限幅，實現(xiàn)加負(fù)荷先加風(fēng)后加燃料，減負(fù)荷先減燃料后減風(fēng)。   對于機(jī)組燃料供給方式的不同，可采用各種適合本臺機(jī)組要求的控制方案，控制系統(tǒng)的完備將對機(jī)組的穩(wěn)定和負(fù)荷響應(yīng)時間都有很好的改觀。CCS系統(tǒng)設(shè)計時，既要保留風(fēng)煤交叉限制，又能讓調(diào)節(jié)系統(tǒng)在接到負(fù)荷變化指令的同時開始動作，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行平行調(diào)節(jié)。

15、這樣即能保證燃燒控制的安全，又讓鍋爐控制系統(tǒng)獲得較快的響應(yīng)。風(fēng)煤交叉限制的方案有很多種，不一一贅述。 表1 負(fù)荷變動試驗中各主要被調(diào)參數(shù)的動態(tài)、穩(wěn)態(tài)偏差參  數(shù)負(fù)荷變動試驗動態(tài)品質(zhì)指標(biāo)AGC負(fù)荷跟隨試驗動態(tài)品質(zhì)指標(biāo)穩(wěn)態(tài)品質(zhì)指標(biāo)直吹式機(jī)組中儲式機(jī)組直吹式機(jī)組中儲式機(jī)組300MW以下機(jī)組/300MW及以上機(jī)組/負(fù)荷指令變化速率/%    Pe ·min-12233341.52.0實際負(fù)荷變化速率/%    Pe ·min-11.51.52.22.52.53.21.01.5/負(fù)荷響應(yīng)純遲延時間/s12

16、090906040409040/負(fù)荷偏差/%  Pe±3±3±3±3±3±3±5±5±1.5±1.5主汽壓力/MPa±0.6±0.5±0.5±0.5±0.5±0.5±0.6±0.5±0.2±0.3主汽溫度/  ±10±8±8±10±8±8±10±10±2±3再熱汽溫度/ 

17、0;±12±10±10±12±10±10±12±12±3±4汽包水位/mm±60±40±40±60±40±40±60±60±20±25爐膛壓力/Pa±200±150±150±200±150±150±200±200±50±100煙氣含氧量/%/±1±1  注：1

18、 600MW等級直吹式機(jī)組：指標(biāo)為合格指標(biāo)，指標(biāo)為優(yōu)良指標(biāo)。2 600MW等級以下直吹式機(jī)組：指標(biāo)為合格指標(biāo)，指標(biāo)為優(yōu)良指標(biāo)。3 300MW等級及以上中儲式機(jī)組：指標(biāo)為合格指標(biāo)，指標(biāo)為優(yōu)良指標(biāo)。4 300MW等級以下中儲式機(jī)組：指標(biāo)為合格指標(biāo)，指標(biāo)為優(yōu)良指標(biāo)。  表2 火力發(fā)電廠模擬量控制系統(tǒng)定值擾動下的品質(zhì)指標(biāo)控制系統(tǒng)定值擾動最大超調(diào)M1穩(wěn)定時間tS穩(wěn)態(tài)偏差A(yù)BABABAB三沖量汽包水位40 mm60 mm0.70.815 mm25 mm3 min5 min±20 mm±25 mm過熱汽溫噴水減溫±50.7511 15 min20 min±2±3再熱汽溫噴水減溫±50.7511 15 min20 min±3±4爐膛壓力100 Pa150 Pa0.750.920 Pa30 Pa40 s1 min±50 Pa±100 Pa送風(fēng)風(fēng)壓/差壓100 Pa150 Pa0.750.920 Pa30 Pa30 s50 s±100 Pa±150 Pa一次風(fēng)壓300 Pa0.75160 Pa30 s50 s±100 Pa±100 Pa磨煤機(jī)風(fēng)量5%0.750.91%20 s±5±5磨煤機(jī)