探讨燃煤机组的深度调峰与AGC运行优化论文_丘建晖

(福建华电可门发电有限公司 福建福州 350000)

摘要:为促进福建省电力系统安全、稳定、经济运行,提升水电、风电、光伏、核电等清洁能源消纳空间,实现调峰责任在不同类型电源及用户之间的公平分摊,发挥市场在资源配置中的决定性作用,由国家能源局福建监管办公室负责福建省电力辅助服务市场的监督与管理,福建省地方政府电力管理部门按照职责履行监管,自2017年07月26日起执行《福建省电力辅助服务(调峰)交易规则》办法。自2019年01月01日起试执行《华东电力调峰辅助服务市场试点方案》和《华东电力调峰辅助服务市场运营规则》

引言

在执行过程中,辖区内的并网发电企业纷纷竞价“深度调峰”和“自动发电控制(AGC)”交易,此两项“交易”已经成为并网发电企业扩大企业盈利的第一要务,但同时伴随而来的是机组的运行参数趋于劣化,机组的安全性和经济性也受到不同程度的影响。因此,探讨“深度调峰”和“自动发电控制(AGC)”模式下的机组改造和自动运行方式调整很有必要。

1 机组深度调峰

机组深度调峰是指电网经营企业需要所辖区电厂的开机机组在系统负荷低谷时段,主动调减出力至负荷率小于有偿调峰基准的运行模式。而这个时段发生的交易,即以机组调减出力为标的的交易,被称为机组深度调峰交易。负荷率大于等于有偿调峰基准的调峰辅助服务属于机组承担的基本义务,由电网经营企业根据系统运行需要无偿调用。

各类型发电机组有偿调峰基准与华东区域标准衔接: 燃煤火电机组,按照负荷率60%Pe;核电机组,按照负荷率75% Pe。根据电厂最小运行方式、电网调峰需求以及辅助服务补偿资金情况,有偿调峰基准也将进行适当调整。另外,为保证电网稳定运行,省调每日调用一定台数机组用于AGC调频(跟踪联络线模式)和消除日内计划与实际之间的偏差,被调用机组不参与深度调峰市场。

2 发电企业在适应“深度调峰”交易方面所做的工作

为满足“深度调峰”要求,在激烈竞争的市场中争取更多的经济效益。发电企业做了大量的改造工作,同时取得了较好的成果,具体实施措施总结如下。

2.1 深度滑压方式运行

依据汽轮机经济性计算结果,深度滑压方式,使大机调门尽量减少节流损失。

2.2 凝汽器背压滑曲线运行

改变循环水泵运行台数,调节背压滑参数,改变汽轮机通流率。

2.3 燃烧调整

选用低热值煤种,降低燃煤采购成本,充分利用锅炉设备,增加锅炉燃烧效率。

3 机组自动发电控制(AGC)

AGC(Automatic Generation Control),即自动发电控制,电网经营企业(中调)通过AGC调节辖区各电厂运行机组的出力来控制电网系统的频率和联络线功率等。目前国内远控模式多是调度以通信方式将遥调指令发送给电厂远动装置RTU,RTU通过电缆与机组集散控制系统(DCS)联系,对电厂运行发电机组的负荷进行控制。远方控制AGC流程图如下:

3.1 发电机组的AGC考核指标

3.1.1调节速率:K1=2-Vn/Vi , Vi:是指机组响应设点指令的速率,可分为上升速率和下降速率,即系统发出指令之后,机组在调节过程中单位时间内的功率变化量。Vn:机组负荷标准变化率1.5 Pe%/min。

3.1.2 调节精度:K2=2-ΔPi/ΔPn,ΔPi:是指机组响应设点指令并最终稳定以后,实际出力和设点出力之间偏差的绝对值。ΔPn:机组标准负荷偏差允许值1%Pe。

3.1.3 机组调整负荷响应时间:K3=2-ti/tn,ti:是指机组对设点指令做出正确反应的时间,即系统发出指令之后,机组出力在原出力点的基础上,可靠的跨出与调节方向一致的静态死区所用的时间(死区:1%Pe)。tn:机组调整负荷响应标准时间60S。

3.1.4 机组AGC性能指标:KP=K1*K2*K3。

由上述公式可以看出,机组AGC性能指标与机组功率调节的响应时间、响应速率和稳定性有关,即机组动作越快、调节速率越高、与AGC指令偏差越小机组的性能指标KP越高,这台机组在电网调幅中的贡献值越大,在竞争中的补偿值越高,机组获得的经济利益越高。

4 发电企业在AGC性能提高,获得更多经济效益方面的难点分析

4.1 避免信号通道误差

若要达到较好的AGC响应指标,就必须对AGC指令通道和有功反馈信号通道进行测试,确保纯延迟时间和测量精度达到或超过调节普通模拟量验收标准。

4.2基于机组AGC的子系统协调控制

机组AGC稳定与否根本取决于各子系统的协调品质、设备状况、投运方式等因素。例如,给水压力调节、主再热汽温度控制调节、氧量风量控制、一次风压力/风量调节等。

4.3 环保减排的影响

机组进行低温省煤器改造、引增合一改造、湿式电除尘改造之后,对锅炉的燃烧工况做了较大的改变,必需重新进行相关控制系统的优化。

4.4 AGC调节优化与设备加速损耗的矛盾

为保证机组的性能指标,其各子系统自动控制设备的调节也将频繁动作,反映在相关系统,如:燃料控制、给水控制、风量控制、炉膛负压控制、一次风压力控制等设备的执行机构都将增加动作频率。这相互之间的矛盾,必需要有平衡规划,在满足性能指标的基础上合理取舍。

5 深度调峰与AGC的展望

两者都是保证电力系统安全、稳定、经济运行的必要手段,随着可再生新能源技术的不断发展与微电网技术的不断推进应用,燃煤大型机组终将逐步被替代。而在这个替代的过程中,燃煤机组较好的调峰性能将更加凸显,在未来的若干年将持续成为智能电力系统的“好帮手”。

参考文献:

[1]李卫华,王玉山.大型火电机组在AGC运行方式下的控制特性分析[J].电网技术,2011(4):12.16.

[2]张秋生,梁华,胡晓花.基于区域并网的AGC和一次调频控制回路的改进[J].热力发电,2010(7).

论文作者:丘建晖

论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期

论文发表时间:2019/9/17

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