摘要：通过对火力发电机组AGC及一次调频控制进行优化，提高机组出力对于电网频率和有功变化的响应能力，减少“两个细则”考核。
关键词：AGC；一次调频；火电；两个细则
我国电力系统通过“两个细则”考核对发电机组进行发电品质控制，对于火力发电机组来说，减少AGC及一次调频考核，能大大提高发电盈利能力。例如：2017年xxx厂两个细则总计被电网考核1000万元，其中AGC考核500万元，占考核总数50%；一次调频考核200万元，占考核总数20%。
下面，我具体就AGC和一次调频控制的分析及优化进行说明。
一、AGC考核分析
1、AGC动作时间迟缓原因：
该厂1、2号机组AGC响应时间考核主要存在三方面原因：
原因一：协调控制系统中负荷和压力控制响应较慢
从2017年3月中旬开始，随着供暖结束，AGC指令每日变化较大，该厂1、2号机组AGC响应时间考核徒增，3月底该厂开始进行AGC试验，对AGC动作迟缓问题问诊把脉。
经过试验分析，查找出AGC控制中影响负荷变化速率的几个核心问题：包括锅炉主汽压控制的预加煤前馈滞后、预加煤线性函数偏弱、风煤比函数过大、压力拉回回路干扰负荷控制、锅炉主控积分时间过短、比例带作用偏弱等。该厂于5月15日对所有查出问题整改完毕。对比优化前2-4月份和优化后5月份的省调统计AGC响应考核点数（注：省调公布的最终考核金额实际为全部考核点减免后的数字，省调原始考核点数能最全面反映每一次不合格响应），5月份AGC考核点下降70%左右，机组有功功率与省调AGC指令跟随良好，基本消除了调节滞后。对比该厂和省调数据，1、2号机组还存在一定反调和超调。
经过分析，AGC响应反调和超调的主要原因为主汽压力与负荷匹配不一致，当实际主汽压力低于当前AGC指令对应的滑压理论值时，升负荷较慢，当主汽压力高于滑压理论值时，降负荷较慢。针对此问题，于7月初再次对协调控制系统进行优化。
第二次优化后，该厂派专人继续跟进每月省调考核统计，并组织技术部门逐点分析，发现在加强主汽压力控制后，因锅炉惯性大，当AGC指令停止升高时仍容易出现负荷冲高超调。针对此问题，进行第三次AGC优化，进一步控制压力调节精度。同时针对省调AGC响应考核原则，通过逻辑实现每次AGC指令变化后负荷能迅速先跟进响应。
直至9月份，AGC优化将该厂大部分响应滞后问题消除。
原因二：1、2号机组有功功率信号送省调的传输环节死区较大。
3月份在和省调比对考核点详细数据时发现，该厂DCS历史数据中的有功功率能够达到每秒变化，但省调历史数据连续数分钟都保持同一值，会导致AGC误考核。
电气专业立即组织检查有功功率送省调的传输路径，发现RTU并非直接从机组有功功率变送器进行数据采样，而是有功功率信号经过NCS模数-数模转换后再经过RTU送省调。NCS的采样和发送精度受硬件制约，信号存在死区，因此出现连续数分钟有功功率为同一值。于是该厂对于信号传输进行改造，改为由RTU直接从机组有功功率采样数据并送省调，从而解决了这一问题。
原因三：运行人为干预存在一定问题。
在逐点分析AGC响应考核中发现，运行人员存在三方面操作不当，影响AGC响应考核：
机组负荷上、下限设置不当。运行人员为了调整机组参数，有时会将负荷上限设置低于AGC指令，这样会影响升负荷升不上去，有时将负荷下限设置高于AGC指令（如上图），导致机组不能根据AGC指令降负荷。
主汽压力变化速率和压力偏置设置不当。在协调控制中，主汽压力滑压指令由AGC指令换算而来，该压力指令经过运行设置的压力变化率限制速率后控制煤量增减进而控制主汽压力升降。那么当运行人员设置变化率较低（0.1MPa/min）时，如果AGC指令大幅变化，主汽压力很难跟上负荷变化，造成AGC考核；当负荷连续长时间上升或者下降时，有可能出现超调，这时运行人员可以提前手动设置负偏置或者正偏置，提前减少或增加煤量，有效超前控制负荷的“刹车/加油”节奏以利于压力和负荷匹配，但并未很好地执行，有待进一步提高。
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控制锅炉燃烧的辅助操作执行不当。例如启磨时机不当，出现过升负荷过程中启磨较晚，造成煤量徒增使得主汽压力居高不下的情况；或者没有及时对一次风压进行人为干预调节，引起燃烧不足或燃烧过旺。
二、一次调频考核分析
该厂一次调频考核在于：机组贡献电量与电网理论需要电量相差较大，动作合格率偏低。
针对此问题，该厂安排热工专业检查一次调频逻辑设置无误，但受机组负荷响应慢影响，有功功率在一次调频未动作时就与省调要求值存在差距，因此一次调频动作的负荷基准就差，合格率很低，于是在机组AGC协调控制优化后，此问题有所好转。
一次调频仍存在响应普遍低于理论要求值问题，经过分析，各厂一次调频均采用发电机频率进行负荷修正值计算，与省调采用的西北电网加权频率非同一频率，加之在省调组织的XX省电网一次调频真实试验中，该厂发电机频率变化很小，因此在不违背一次调频设置原则的情况下，将一次调频函数进行微修正，提高了一次调频贡献电量。
目前11月份一次调频补偿已大于考核，我们还将继续分析进行优化。
三、优化总结
1.针对AGC共进行三次优化：
（1）第一次优化，主要提高协调控制中的锅炉对主汽压控制的及时性和准确性，以使机组协调运行基础牢靠：
将1、2号机组预加煤相关逻辑中的延时和脉冲块删除，使预加预减煤指令始终起作用。
将协调控制中的压力拉回回路改为主汽压力超压升负荷保护回路，防止预加煤后超压超负荷。
将一次风压和一次风机自动控制PID进行优化，使一次风压控制紧跟AGC指令变化，提高锅炉燃烧响应速度。
（2）第二次优化主要解决主汽压力超压和机组超负荷问题：
对锅炉主控前馈中的功煤比函数进行修改，从而在不改变总煤量的情况下，降低高负荷时的预加煤量，以降低大负荷超压可能性。
新增锅炉超压减煤逻辑，当负荷大于270MW、汽机侧主汽压力大于16.7且锅炉侧主汽压力变化率超过0.05时，减少当前功煤比对应的10MW煤量（当前总煤量/当前负荷*10），减煤降压，防止超调。
将汽机超压保护回路原有的门槛值由16.5MPa改为16.7MPa，将终止值由17MPa改为17.2，减少机组在达到额定压力前，防超压回路频繁动作对AGC响应的影响。
将滑压曲线斜率变缓，使压力曲线与负荷曲线斜率更趋于平行，令锅炉、汽轮机协调控制匹配更好。
减弱负荷闭锁条件，使影响AGC响应的内扰降低到最小程度。
（3）第三次AGC优化主要进一步做好主汽压和负荷的细节匹配控制，鉴于锅炉惯性难以改变，我们转换思路，从汽机角度考虑，主动小范围关闭或者打开调门，以配合锅炉主汽压调节：
增加主汽压力与滑压理论值偏差函数，用压力偏差经过函数换算修正机组负荷指令，开、关汽轮机调门以帮助控制主汽压力，从而在协调控制全过程中动态减少压力偏差，提升主汽压和负荷的匹配效果。
对AGC指令进行优化，当指令变化时，在短时间内小幅度超调控制负荷升降，使AGC响应效果更加明显。
2.针对一次调频共采取三种措施：
（1）通过提高机组协调控制效果，使一次调频的动作基础负荷与省调要求值接近；
（2）通过微调一次调频函数，使贡献电量增加。
（3）检查并优化DEH系统中的一次调频特性函数，使得DEH响应一次调频控制阀门的速度和精度增加，以提高一次调频贡献电量。
四、结语
优化前该火电厂单月被省调考核量在每月1000点（100万元）左右，优化后考核量逐月下降。直至2017年11月，300MW机组30天考核点数仅为15个，考核点数已经降至整改前单月平均数量的1.5%，“两个细则”管理中AGC和一次调频项目已得到有效控制。
论文作者:强强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：负荷论文; 机组论文; 压力论文; 指令论文; 锅炉论文; 功率论文; 函数论文; 《电力设备》2018年第27期论文;