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摘要：为了响应国家关于电网节能调度提出的新要求，各大电网都在研究各种节能调度方式，火电厂厂级AGC系统是其中最主要的研究方向之一。在电厂中合理应用厂级AGC系统技术，实现其全自动调整模式，可以有效减低能源消耗，保障火电厂的安全、经济、稳定的运行。文章主要分析了厂级AGC系统技术应用策略。
关键词：厂级；AGC系统技术；应用；策略
引言
发电机组AGC的应用对于电网的安全、稳定、经济运行具有非常重要的促进作用，但是，目前AGC负荷调度方式还不能在发电厂内部实现各台机组的最佳经济负荷分配，这就在一定程度上影响了发电机组的使用寿命和检修成本，从低碳经济和节能减排方面来看，厂级AGC系统的应用将成为电厂未来的发展趋势。
1厂级AGC系统
厂级负荷优化控制系统即为厂级AGC系统，其本质上是电力系统AGC的范畴。该系统在满足电力系统安全运行条件的前提下，将发电厂（或电源点）视为单个调度对象，由调度主站下发全厂有功指令，根据既定的性能指标或约束条件让全厂各台机组依据自身实际情况响应电网负荷指令的变化，共同完成全厂有功功率的闭环控制。换言之，厂级AGC建立在电力系统AGC的基础上，并融入了厂内负荷优化分配功能，使得厂内在运机组的共同协作下最优、快速地响应电网负荷的变化，最终确保全厂的有功功率与全厂有功指令一致。电力系统是典型的复杂大系统，其经济、优化运行应该遵循分层递阶优化原则，即电网应该着重考虑电力网潮流的最优，发电企业还需专注整个电厂内部各台机组之间负荷的最优分配，从而构建成完整的递阶优化体系。厂级AGC系统的递阶优化控制将各个电厂看成为独立的决策单元，电网调度充当了下层各个决策单元的协调器，发电厂全厂的功率和升降负荷的速率是联系电力系统两层之间关系的纽带，属分层优化控制的硬约束。这种递阶优化系统能够达到整个电力系统节能降耗的目的，进而实现电网和电厂的双赢。
2厂级AGC系统控制模式
某电厂厂级AGC系统采用双机双网配置，系统包括双控制器、双服务器、双交换机、双光纤网、双电源和双操作员站。厂级AGC系统接收中调实时发送的全厂负荷指令，同时在线采集2台机组实时运行数据，在满足负荷响应快速性要求的同时实现机组间负荷的经济最优分配；并将优化分配结果直接送至2台机组DCS系统，实现机组负荷的自动增减。电厂厂级AGC系统共有5种控制模式：机组基本模式（不投AGC）、机组控制模式、电厂控制模式和调度控制模式等4种厂级AGC方式以及单机AGC方式。远动通信系统（RTU）及厂级AGC系统控制原理如图1所示。
图1厂级AGC系统原理框图
3厂级AGC系统应用策略
3.1负荷分配策略
在满足电网有功调节速率和安全性的前提下，要保持电厂的运行成本（如煤耗）最低为目标。故在计算及控制的过程中，考虑以下约束条件。第一，分配策略：具有按煤耗综合优化、按调节速率、按机组容量及按用户指定的比例系数等多种分配策略。第二，负荷转移：当某台参与厂级AGC控制的机组由于某种原因不能再承担其应有的出力，其负荷应迅速转移到其它机组，以减小对电网的影响。第三，调节速率约束条件：调度对电厂的调节速率作为优化模型的约束条件，以保证有功调节的快速性。第四，最少台数约束条件：在满足调度速率的前提下，在每轮有功调节过程中，尽量采用最少数量的机组台数来满足调度的变负荷要求。为避免少数机组的有功出力迅速达到其限值范围内，机组应轮流参与到有功调节的过程中。第五，备用分配策略：为提高控制系统的可靠性，可在优化算法不收敛等异常情况下提供次优的备用有功调节分配策略，包括按调节速率、按机组容量及按用户指定的系数等，保证控制系统的实时性。第六，最大偏差功能：为避免过度优化影响全厂调节速率，保证机组间的负荷差在一定范围内，可设置最大偏差，保持电厂机组间的负荷差在最大偏差范围内。
3.2调节速率保障策略
为了保障厂级AGC系统负荷调节速率能满足调度要求，负荷分配时要考虑以下约束条件：第一，煤耗优化方式下，必须确保总负荷实际变化率不低于中调考核值1％PeMW/min，2台机组均投入运行时为45MW/min。根据实际情况每台机组设定变负荷率为5MW/min，可根据实际调整，如新下发指令引起的总负荷变化为ΔPt，2台机参与调节，若要满足调节速率的要求，调节时间必须小于或等于ΔPt/18，所以每台机组的负荷变化ΔPi不能大于ΔPt。由此根据机组目前所承担的负荷就可以对机组的负荷上限或下限进行修正。第二，可根据预设的调节范围，为所有机组保留一定比例的有功备用裕度。在保证经济性的同时，满足电网对负荷调节速率的要求。
3.3安全性保障策略
该系统保留了原有单机AGC方式调度功能，并随时可实现与厂级AGC方式无扰切换。切换方式有3种，包括操作站软手操作、硬手操作以及中调调度员远方摇控操作。当与中调通信故障或调度指令故障时，调度控制模式将自动解到电厂控制模式，并保持当前负荷指令。当全厂负荷指令（包括电厂控制模式和调度控制模式下）超厂级上下限负荷设定值，采用厂级上下限设定值；对重要的测量采用双量测。当检测到某台机组负荷信号故障，系统自动将2台机组解到机组控制模式，并保持当前负荷指令。当某台机组负荷指令与返回负荷指令超出2MW，该机组解到机组控制模式，并保持当前负荷指令。当某台机组AGC退出，该机组自动解到机组控制模式，负荷由机组操作员控制。当2台机组AGC都退出，2台机组解到机组控制模式，同时厂级AGC方式自动退出，控制模式转为机组基本模式，负荷由机组操作员控制。调节过程中需考虑机组备用裕度，机组在调节过程中当总负荷接近负荷上/下限时，各台机组需按相同比例进行调节，以确保各台机组保留有相近的备用容量15MW。负荷转移功能，当某台机组由“厂级控制”解到“机组控制”时，单台机组不再接受调度下发的指令，如调度下达目标没有完成，将自动转移到“厂级控制”的机组；当通过操作站改变机组负荷，负荷指令与实际负荷超出死区（目前为12MW），多出的将由参与的机组分配，以保持全厂负荷，减小对电网的影响。负荷转移功能适用于机组启停、辅机故障、机组跳闸、机组AGC解除等异常工况。软光字牌具有声光报警功能，当运行出现状况时，能通过后台光字牌声光报警提醒操作员。
结束语
总而言之，随着我国国民经济水平的不断提升以及电力体制的不断改革，厂级AGC系统应用变得越来越广泛。在电厂中，厂级AGC系统作为衔接电网负荷指令和机组负荷控制的中间枢纽系统，既可以满足电网安全、经济运行的要求，又能提高电厂发电机组的运行效率和节能效果，所以其具有较好的应用和发展前景。
参考文献：
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[2]黄毅春.火力发电厂厂级AGC系统设计与实现[D].天津大学，2016.
[3]崔乐乐.火电厂厂级AGC系统的研究[D].兰州理工大学，2014.
论文作者:曾鑫
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签：厂级论文; 机组论文; 负荷论文; 系统论文; 电厂论文; 电网论文; 指令论文; 《基层建设》2018年第5期论文;