（华电国际电力股份有限公司十里泉发电厂）
摘要：作为“两个细则”最重要的两个重要考核内容，一次调频及AGC的调节质量决定着发电企业的精益管理效益。在保证机组安全稳定运行的大前提下，如何最大限度地增加AGC-R模式的投入率、提高AGC综合性能指标Kp值以及一次调频质量，从而为发电企业争取到最大的效益，这就需要对AGC及一次调频策略进行优化。
关键词：协调控制系统；AGC；一次调频；DEH系统；阀门流量特性曲线
1.引言
新中国成立初期，电能便已成为人门生活中的必需品。随社会不断发展与进步，对用电的依赖性不断提高的同时，对电能品质的要求也不断提高。作为国民经济命脉，高品质的电能不仅能提高了人们的生活质量，同时也是企业经济利益的根本保障。
为了对发电企业一次调频功能、自动发电控制（AGC）的监管，国家能源局出台了《区域发电厂并网运行管理实施细则》和《区域并网发电厂辅助服务管理实施细则》，简称“两个细则”。由各区域能源监管办公室对所管辖的并网机组的相关参数进行监督考评，指标优秀的发电企业会根据“两个细则”规定获得相应补偿款，因此，此次研究也有利于发电企业精益管理、提质增效。
2.“两个细则”下AGC及一次调频性能指标要求
2.1 AGC补偿考核指标
AGC补偿考核性能指标主要包括AGC投入率及综合性能指标Kp
2.2.1 AGC投入率
AGC投入率的计算公式为：
，
AGC投入率越高，并网机组可获得的补偿款越多。
2.2.2 AGC综合性能指标Kp，Kp值通过K1调节速率、K2调节精度以及K3响应速率计算而成，Kp与AGC投入日补偿款的关系为：
AGC补偿费用 =（Ln（Kp）+ 1）* 调节深度 * 2
2.3 一次调频性能指标
2.3.1 转速死区
为了在电网频率变化较小的情况下，减少一次调频动作频率，提高机组运行的稳定性，一般在电调系统设置有转速死区。但是过大的死区会减少机组参数一次调频的次数及性能的发挥。发电机组一次调频的转速死区应不超过±2转。
2.3.2响应时间
为了保证机组一次调频的快速性，需要检测机组一次调频的响应滞后时间。发电机组一次调频的响应滞后时间不应超过3s。
2.3.3稳定时间
机组参与一次调频的稳定时间，及一次调频动作至负荷、转速稳定的时长。这一指标是为了保证机组参与一次调频后，在新的负荷点尽快稳定。发电机组一次调频的稳定时间应不超过60s。
2.3.4速度变动率
速度变动率又叫转速不等率。在同步器给定值不变的情况下，机组从满负荷状态平稳过渡到零负荷状态过程中，转速的静态增加与额定转速的相对比值。发电机组一次调频的速度变动率应不高于5 %。
3.根据“两个细则”对一次调频回路的改进措施
DEH系统中一次调频主要分为两部分：一次调频功率值以及一次调频流量值。一次调频功率值一般叠加在给定负荷上，仅当机组投入功率回路时起作用，在本文不在讨论。一次调频流量值累加在机组的流量指令上，无论机组处于协调控制、功率回路、转速回路、机调压控制方式，一次调频流量值都会起作用。CCS侧一次调频值一般直接累加在机组指令上，作用方式与DEH侧一次调频流量值类似。
3.1.1 频差值
在DEH调频回路中，频差值的获得分为两类，一类是由实际转速计算所得。这种情况一般是由三支DEH转速探头测量的汽轮机转速三取中与额定转速计算偏差所得，CCS侧一次调频往往也采用此种控制方式。该情况需要确保转速测量准确性，不仅是为了保证一次调频动作的正确性，DEH转速往往还参与机组DEH110%超速保护及超速103%时OPC电磁阀动作控制回路。DEH转速信号应由控制系统专用卡件进行信号采集。第二类是由同源装置直接提供频差值，同源装置专门用于测量系统频差，具有测量准确、可靠、响应迅速的特点。通过调研发现，由于DEH所在DPU控制柜I/O卡件测点饱和，一般不配置AI卡件，导致许多电厂会将同源装置输出的频差值接入其它控制柜，再以上网点的形式在DEH系统调频回路中引用。这种做法是非常不可取的，由于DPU控制逻辑存在扫描周期，采用上网点传输时会产生至少两个扫描周期的延迟，约几百毫秒，直接影响一次调频响应速度，甚至与AGC调节冲突，导致调节效果不佳。
3.1.2 调节气门LVDT反馈及阀序
DEH系统的主要任务就是根据锅炉主汽压力，通过控制调门开度调整汽轮机的进气量，来调节机组转速与实发功率两个变量。阀门开度指令由阀门流量指令决定，一次调频流量值直接作用在流量指令上。当机组在功率回路控制方式下，一次调频值则同时叠加在功率回路PID运算前后的功率偏差值及输出值上，这种控制策略不同装机容量的并网机组大同小异。阀门控制回路中阀位反馈通过安装在阀门上的变压器式位移传感器（LVDT）测量所得，LVDT一般采用冗余配置，在阀门控制卡件中一般应用高选设置，防止阀杆脱落等意外工况发生。目前一些控制系统中设有智能高选功能，一定程度上提高测量准确性。在一些装机容量在300MW及一下级机组中，一般采用四至六个高压调节气门，正常运行状态下一般采取顺序阀控制方式来降低发电成本。通过研究发现，当机组处于阀位转换临界点时，一次调频动作，往往会出现超调现象，这就需要运行人员适当调整主汽压力，跳过两阀门流量特性曲线中阀位重叠区域，保证机组一次调频动作正确性。
4.根据“两个细则”对AGC控制系统的改进
4.1 AGC负荷指令
AGC控制系统隶属于协调控制系统（CCS），在CCS方式下，系统根据电网AGC符合指令计算得出机组指令，通过汽机主控、锅炉主控、燃料主控使得机组各种设备联动，使得实发功率迅速、准确地跟随AGC符合指令曲线。因此应定期在AGC切除期间对AGC信号及测量通道进行校验。
4.2汽机主控PID参数
在之前一次调频环节已经提到与AGC调节发生冲突的情况。随着机组运行年限延长，大小修对各阀门的整定，汽机主控PID参数不再适用当前机组运行特性，在PID变负荷前馈量出现后，常常存在严重的回调现象，该回调使得本应该预加的前馈量没有充分作用就被反向调整回来，从而未达到预期效果。修改汽机主控PID的参数增加比例系数、减小积分作用（例如比例由3.5改为4.5；积分由5秒改为1.8秒，具体修改数值可以通过计算或者仿真得出），用来削弱回调作用，使之能适应负荷变化时的调节功能。另外由于“两个细则”对一次调频动作值要求更为严格，在合适的功率波段，当一次调频作用时，可以屏蔽AGC控制系统作用量，从而满足细则要求。
结语：
本文上述观点均建立在实际并网机组调试工作实践成果的基础上，基本适用于装机容量660MW以下的并网机组。不同电厂可以根据实际情况做相关调整，效果参考电网调度室根据“两个细则”下发的文件以及机组运行相关参数。
参考文献：
[1] 华北区域发电厂并网运行管理实施细则（试行）（S）.华北电监局，2008.
[2] 华北区域并网发电厂辅助服务管理实施细则（试行）（S）华北电监局，2008.
[3] 张秋生.大型火电机组一次调频参数的设置及其对协调控制系统稳定性的影响（J）.河北电力技术，2004 23（5）：9- 11.
[4] 高艳芳雍绍平.300MW机组实现一次调频的策略与试验结果分析[[J].宁夏电力.2006.4：41-43.
作者简介：
刘明阳（1990-），男，山东省枣庄市人，民族：汉 职称：助理工程师 学历：在职研究生研究方向：控制工程
论文作者:刘明阳
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/18
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