火力發(fā)電機(jī)組CCS協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的優(yōu)化

1、火力發(fā)電機(jī)組CCS協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的優(yōu)化摘要：伴隨當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，大型火力發(fā)電廠的數(shù)量逐步增多，電網(wǎng)供 電負(fù)荷方面出現(xiàn)了巨大變化，尤其是在快速大容量變化的條件下，依靠原有的調(diào) 度方式從電網(wǎng)調(diào)度聯(lián)系電廠進(jìn)行升降負(fù)荷的方法已經(jīng)無法與當(dāng)前電網(wǎng)的運(yùn)行情況 相吻合，所以本文重點(diǎn)對(duì)火力發(fā)電機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析和研究，確保機(jī)組 主要指標(biāo)和電網(wǎng)頻率處于穩(wěn)定狀態(tài)。關(guān)鍵詞：火力發(fā)電機(jī)組；協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)；控制方式；優(yōu)化1火力發(fā)電機(jī)組CCS協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）的基本任務(wù)在于對(duì)電網(wǎng)頻率進(jìn)行維持，保證其處于允 許的誤差條件下，并且保證頻率累積誤差處于可控范圍之內(nèi)，對(duì)互聯(lián)電網(wǎng)凈交換 功率進(jìn)行控制，

2、依照相關(guān)的計(jì)劃來進(jìn)行操作，保證交換電能量處于計(jì)劃限制范圍 之內(nèi)，并且符合電網(wǎng)頻率、電網(wǎng)安全約束條件以及對(duì)外凈交流功率計(jì)劃的條件下 進(jìn)行發(fā)電機(jī)組出力的控制。伴隨當(dāng)前電網(wǎng)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)也越來越 復(fù)雜，尤其在一些特高壓輸電網(wǎng)絡(luò)的普及以及新能源的不斷發(fā)展條件下，電網(wǎng)頻 率負(fù)荷控制的難度越來越高，需要對(duì)調(diào)度支撐系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)和創(chuàng)新。當(dāng)前，如果電網(wǎng)出現(xiàn)大功率缺失擾動(dòng)，則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)頻率出現(xiàn)大幅跌落。同 時(shí)，在一段時(shí)間內(nèi)，由于聯(lián)絡(luò)線交換功率數(shù)據(jù)采集計(jì)算的過程中出現(xiàn)一定的時(shí)延， 或者在頻率偏差系數(shù)設(shè)置的過程中和實(shí)際情況出現(xiàn)一定的出入，都會(huì)造成AGC計(jì) 算的過程中，ACE無法正確的將電網(wǎng)功率控制偏差反映

3、出來；與此同時(shí)，如果 ACE計(jì)算的結(jié)果是正值，那么AGC會(huì)向自動(dòng)模式機(jī)組下發(fā)減出力的命令，導(dǎo)致系 統(tǒng)頻率進(jìn)一步惡化；同時(shí)，在出現(xiàn)故障之后，機(jī)組發(fā)電計(jì)劃沒有及時(shí)合理的作出 相應(yīng)的調(diào)整，AGC計(jì)劃跟蹤模式機(jī)組執(zhí)行的計(jì)劃可能出現(xiàn)減負(fù)荷等情況，對(duì)故障 的恢復(fù)是非常不利的。與此同時(shí)，火電機(jī)組的AGC性能主要和給水、風(fēng)量、燃料、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)等 相關(guān)系統(tǒng)共同組成，然而傳統(tǒng)的火電機(jī)組控制系統(tǒng)往往只是重視就地機(jī)組的穩(wěn)定 運(yùn)行，這就造成調(diào)頻調(diào)峰等涉網(wǎng)能力無法達(dá)到智能電網(wǎng)的要求，另外在降耗、環(huán) 保等方面也對(duì)發(fā)電機(jī)組的頻率、調(diào)頻、調(diào)峰功能產(chǎn)生了影響。當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷指令出 現(xiàn)一定的變化，火電機(jī)組的始發(fā)功率也會(huì)隨之進(jìn)行變化，

4、與此同時(shí)在執(zhí)行機(jī)構(gòu)和 設(shè)備等方面出現(xiàn)的變化造成了性能和相關(guān)控制系統(tǒng)的性能出現(xiàn)下降等問題，常見 的問題主要有火電機(jī)組的實(shí)發(fā)功率無法達(dá)到自動(dòng)跟蹤電網(wǎng)負(fù)荷指令的具體要求， 也就是AGC性能無法符合電網(wǎng)的具體需要，有些發(fā)電機(jī)組雖然能夠快速跟蹤負(fù)荷 指令，然而機(jī)組的主蒸汽壓力等參數(shù)波動(dòng)較大，無法達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行的具體要求， 導(dǎo)致了發(fā)電效率和安全生產(chǎn)的水平大幅度的下降。2電廠機(jī)組運(yùn)行控制方式通常條件下，大型火力發(fā)電機(jī)組的控制模式有以下幾種：爐跟機(jī)模式、機(jī)爐 協(xié)調(diào)模式、機(jī)跟爐模式以及全手動(dòng)模式，如果發(fā)電機(jī)組在正常條件下運(yùn)行，一般 使用機(jī)爐協(xié)調(diào)模式，也就是CCS模式，根據(jù)實(shí)際情況的不同以及設(shè)備運(yùn)用的情況， 對(duì)各種

5、模式進(jìn)行靈活的使用。（1）全手動(dòng)模式，也就是汽輪機(jī)組的主控應(yīng)用等都通過手動(dòng)模式進(jìn)行操作， 機(jī)組在輸出的過程中，主要通過手動(dòng)模式進(jìn)行輸出數(shù)值的數(shù)定，對(duì)負(fù)荷的改變情 況進(jìn)行觀察，確保機(jī)爐之間能夠有效進(jìn)行配合。（2）爐跟機(jī)模式，鍋爐在控制的過程中屬于自動(dòng)控制裝置，工況具有較快的 負(fù)荷，汽壓出現(xiàn)較大的波動(dòng)，一般情況下沒有RB信號(hào)或者汽機(jī)主控受控等條件下才能將其切換成為爐跟機(jī)模式。（3）機(jī)跟爐模式，也就是汽機(jī)主控是自動(dòng)模式，負(fù)荷主要通過操作人員手動(dòng) 將鍋爐主控和命令改變，或者通過對(duì)燃料和給水量進(jìn)行調(diào)節(jié)來進(jìn)行操作，對(duì)負(fù)荷 變化速率進(jìn)行密切關(guān)注，積極改變主汽壓力情況，如果在手動(dòng)與壓力控制的模式 下，才需要將

6、其轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)跟爐模式。（4）機(jī)爐協(xié)調(diào)模式也被叫做CCS模式，這種條件下爐機(jī)主控一般情況下都處 于自動(dòng)模式，汽機(jī)的主控依照功率的偏差情況，對(duì)閥門開度進(jìn)行調(diào)節(jié)，需要對(duì)壓 力偏差進(jìn)行考慮，鍋爐主控就要將修正后的機(jī)組壓力和負(fù)荷指令向風(fēng)量控制回路 發(fā)送，確保負(fù)荷指令和鍋爐出力之間進(jìn)行匹配，在這種條件下，目標(biāo)負(fù)荷主要是 利用相關(guān)操作人員根據(jù)實(shí)際情況在手動(dòng)模式下進(jìn)行設(shè)定。3火力發(fā)電機(jī)組CCS控制系統(tǒng)優(yōu)化改進(jìn)3.1優(yōu)化后協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（1）鍋爐壓力控制回路優(yōu)化。首先將機(jī)前壓力和機(jī)前壓力設(shè)定值的偏差在 PID上直接作用，如果實(shí)際壓力和壓力設(shè)定值出現(xiàn)一定的偏差，就會(huì)改變指令， 對(duì)燃料量進(jìn)行調(diào)節(jié)避免熱量信號(hào)精確度不足導(dǎo)

7、致的影響，確保壓力處于穩(wěn)定調(diào)整 狀態(tài)，其次，尤其是在對(duì)主汽壓力PID通過變參數(shù)進(jìn)行控制的過程中，在升降負(fù) 荷的時(shí)候，因?yàn)殄仩t燃燒過程中出現(xiàn)很大的慣性，這個(gè)時(shí)候壓力偏差相對(duì)較大， 根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷指令的變化幅度和速度，直接通過FF前饋進(jìn)行調(diào)節(jié)，可進(jìn)一步提升 AGC-R模式運(yùn)行時(shí)，機(jī)組的調(diào)節(jié)精度、響應(yīng)時(shí)間以及調(diào)節(jié)速率符合電網(wǎng)兩個(gè)細(xì)則 考核的實(shí)際要求。（2）燃料主控回路采用變參數(shù)控制。給煤機(jī)在投入自動(dòng)數(shù)量方面的差異導(dǎo)致 系統(tǒng)傳遞特性之間出現(xiàn)差異，所以在給煤機(jī)投自動(dòng)數(shù)量不同的條件下，需要通過 不同的比例積分參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。（3）如果燃料主控輸出后可以通過增加一條LDC輸出前饋的模式進(jìn)行操作， 其作用在

8、于在升降負(fù)荷的過程中，能夠提前增減燃料，讓鍋爐響應(yīng)速度增加。（4）在汽機(jī)主控當(dāng)中進(jìn)行復(fù)核指令前饋的增加，在升降負(fù)荷的過程中，利用 負(fù)荷指令的前饋?zhàn)饔迷谄麢C(jī)主控指令上直接疊加，將負(fù)荷迅速改變，接著通過 PID來細(xì)調(diào)負(fù)荷，讓負(fù)荷響應(yīng)速度加快，讓負(fù)荷的調(diào)整和超調(diào)時(shí)間減少。（5）重新校正熱量信號(hào)，對(duì)參數(shù)進(jìn)行重新調(diào)整，讓熱量信號(hào)的變化更為快捷 準(zhǔn)確。3.2優(yōu)化后一次調(diào)頻、AGC試驗(yàn)在采取CCS控制策略優(yōu)化之后，依照相關(guān)的聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定驗(yàn)收AGC和機(jī)組一 次調(diào)頻。（1）在對(duì)一次調(diào)頻驗(yàn)收方案進(jìn)行控制的過程中，首先需要將一次調(diào)頻指令最 大值控制在24MW，對(duì)機(jī)組調(diào)頻響應(yīng)速度進(jìn)行觀察，并且即時(shí)監(jiān)控實(shí)際負(fù)荷、燃 料

9、量、主汽壓力等相關(guān)參數(shù)。在實(shí)驗(yàn)的過程中獲得的結(jié)果是：一次調(diào)頻瞬間升降 24MW負(fù)荷的條件下，燃料量的變化率最大為26t/h，主蒸汽壓力的波動(dòng)最大值 為0.5MPa，機(jī)組調(diào)頻的響應(yīng)時(shí)間、響應(yīng)速度、動(dòng)作幅度等指標(biāo)均符合電網(wǎng)對(duì)一 次調(diào)頻試驗(yàn)的相關(guān)規(guī)定。（2）在進(jìn)行AGC驗(yàn)收的過程中，采取的具體方案是投入AGC，進(jìn)行上升/下 降的40MW負(fù)荷擾動(dòng)試驗(yàn)，對(duì)其試驗(yàn)速率進(jìn)行控制，保證其速度不低于 7.5MW/min。對(duì)其實(shí)際的負(fù)荷響應(yīng)速度進(jìn)行觀察。在試驗(yàn)的過程中分析其結(jié)果， 在進(jìn)行升降負(fù)荷的時(shí)候，實(shí)際負(fù)荷情況和負(fù)荷指令在動(dòng)態(tài)檢測(cè)的時(shí)候，出現(xiàn)的偏 差最大值是0.6MW，在穩(wěn)態(tài)的時(shí)候是0.1MW，具有較好的跟隨，響應(yīng)的速度比 較快；在進(jìn)行動(dòng)態(tài)的時(shí)候，主汽壓力與設(shè)定值偏差的最大值達(dá)到了 0.4MPa，在穩(wěn) 態(tài)的時(shí)候出現(xiàn)的最大偏差達(dá)到了 0.07MPa，各項(xiàng)指標(biāo)都能夠達(dá)到AGC快速調(diào)節(jié)的 具體要求。結(jié)束語發(fā)電廠協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)在操作的過程中具有很強(qiáng)的實(shí)際意義，通過優(yōu)化能夠保 證動(dòng)作的精確度和速度提高，讓機(jī)組的響應(yīng)能