（内蒙古神华亿利能源有限责任公司 鄂尔多斯 014300）
摘要：本文简述了200MW循环流化床(CFB)机组在自动发电控制(AGC)系统方式下运行中的存在的问题，针对CFB机组响应迟缓及机组间负荷分配问题，从协调控制、运行调整等方面提出运行中的一些控制策略及方法，尽可能避免过大的参数波动，同时实现机组协调控制和AGC功能。以此来提高AGC控制系统对CFB机组的控制效果，从而提高发电机组的安全运行和经济效益。
关键词：循环流化床 协调控制系统 自动发电控制 迟滞特性
前言
AGC是自动发电控制Automatic GenerationControl的缩写,其任务是根据电网的实时信息及时进行发电调整，将系统频率、联络线功率保持在计划值允许的偏差范围内，保证时差、联络线交换电能偏差为零或在规定的范围内控制全网以最经济的方式允许，并对电网负荷的波动做出最快的响应。自动发电控制系统是提高电网允许质量、满足现代电网调度管理要求的必备技术手段。目前电网对所有在网电厂的AGC控制要求相当严格，对并网发电厂单机200MW及以上火电机组和全厂容量100MW及以上水电机组均应具有AGC功能。
北方某电厂200MW CFB机组，锅炉型号SG-690/13.75-M451, 采用自然循环、单汽包、单炉膛、一次再热、平衡通风、紧身封闭布置、全钢炉架悬吊方式、固态排渣循环流化床锅炉。汽轮机型号ZNK200-12.75/535/535，超高压一次中间再热双缸双排汽直接空冷凝汽式汽轮机。DCS系统采用由国电智深提供的EDPF-NT+系统，具有良好的人机界面，通过硬接线与DEH系统相互实现功能的补充和控制。根据调度电网两个细则要求，以及机组条件，该厂各机组已投入AGC功能。
AGC方式投入时存在的问题
（1）同一厂内各台机组间负荷高低分配不均
电网正常运行时，一般多采用自动调节模式运行方式，根据ACE偏差计算，通过频率联络线功率偏差（TBC）对全网各厂发送AGC调节指令，从而改变各厂负荷出力大小，使其快速满足全网发、供的平衡需求关系；
至于同一厂内各机组负荷高低分配不均, 原因有以下情况：1、各厂机组负荷改变的大小及快慢，会参照一定时间段内所采集的AGC调节性能指标情况而定，通常分为三个指标：AGC调节速率K1，AGC调节精度K2，AGC响应时间K3，经过系统采集计算在一定时间段内该厂某机组的AGC调节性能综合指标对电网调峰有利，系统会默认为该厂在上一时段内做出贡献，将会在下一时段内优先参与调峰；2、另外调度员出于电网安全运行的考虑，会对各联络线路设置潮流分布及大小分配，故这也是引起各机组负荷高低分配不均的一个原因；3、对于电网线路技改检修时，为防止机组负荷波动对线路潮流产生影响，一般调度员会通过人工设点模式，使其机组AGC不参与调节，负荷保持不变；4、对于特殊电厂及调峰能力差的电厂一般负荷分配较少。
（2）CFB锅炉的燃烧系统大滞后，动态特性比较复杂。
由于CFB锅炉的燃烧特性，在运行中出现的燃料-主汽压力，二次风量-氧量，石灰石量-烟气脱硫反应以及煤量-床温等反应需要一定的响应时间，常常难以负荷快速调度要求，两个细则中考核要求中规定对于AGC性能及日计划负荷偏离有严格的要求；然而为快速跟踪AGC指令负荷，会造成蒸汽参数波动大，对机组安全稳定运行相当不利。锅炉的蓄存和释放对负荷调节存在负面效应，使火电机组对负荷调度的适应性受到一定限制，此外，机组参数变化引起的热应力和对机组寿命的影响，也在一定程度上限制了负荷调节速率。
（3）单台机组受电网细则考核电量较大
根据两个细则考核与补偿管理规定，针对发电计划、AGC性能调节、AVC投运及合格率、一次调频以及调峰能力考核力度及办法，由于机组自身存在的性能问题，或逻辑不合理，导致无法满足电网要求，月度被考核电量较大。
在AGC指令发出后，机组的负荷需要一定的反应时间对指令做出反馈，从而导致相应时间长在对机组的实际负荷进行考核。其次，在机组负荷跟随AGC指令变化之后出现参数超限的情况，导致调节控制系统失衡，出现大量的不合格点，同时造成连续性的考核。
控制策略及方法
CFB机组投入AGC方式运行，尤其锅炉燃烧与煤粉炉机组有较大的差异，故AGC控制逻辑更具一些特殊性。针对CFB机组，投入AGC运行方式需更控制策略及改进。
一、因AGC运行方式下机组负荷变化无法准确预测，但可以参考调度中心每天下达的计划出力曲线数据预估负荷的走向或根据当前实时的新能源发电数据，提前进行调整操作。
二、通过优化风量控制系统来实现在负荷变动中使风煤变化更平滑，调节更快、更稳定和高精度。首先是修正风煤比参数，通过调整风煤比系数，能够针对不同的负荷点给出符合需求的风量变化，避免风煤比的失调。另外调整风量回路和氧量曲线，降低CFB锅炉的热惯性，从而提高负荷调节的准确性。
为保证锅炉运行在稳燃负荷以上，并减小工况的剧烈波动，更需要自动协调控制系统中作一些调节上的闭锁条件，主要内容如下：
（1）协调控制负荷指令的自动上、下限；
（2）燃料调节输出的自动上、下限；
（3）机组的给煤机指令自动上下限；
（4）锅炉负荷指令自动上下限；
（5）改变压力变化设定值速率；
（6）风量、氧量调节自动上下限。
三、对于有迟延的调节对象，为提高响应速度和调节品质，目前根据操作员经验采用人工智能方法，按考核要求进行在操作运行时采取一些策略。
（1）机组负荷与脱硫设备运行方式的匹配。CFB锅炉采用炉内脱硫方式，石灰石给料机的出力大小，将对机组的脱硫效果产生影响，如机组负荷80%MCR时一套石灰石系统运行，并且满足当前脱硫的情况下，此时若AGC投入时，负荷上下波动，可及时启动备用石灰石系统，将两套石灰石给料机转速调整至合适的运行转速，这样既可以保证环保参数稳定好调，又可以保证负荷高峰来临时，机组能快速抢占负荷高点，而不至于出现环保参数超标事件影响接带负荷。
（2）采用定、滑压联合的调节方式。定滑压运行方式影响机组主汽压力的调节效果，滑压控制时保持汽机调门开度基本不变，改变机前压力高低，降低节流损失，使机组效率提高。而锅炉蓄热量是主汽压力的函数，因此采用定、滑压联合的调节方式，首先是稳定锅炉压力，不改变锅炉的蓄热，其次使用滑压定值，同时增设变压速率回路，将机组负荷与汽压偏差错开，避免两者的重合引发过度调节，从而保持物料平衡，保持调节速率的稳定。亦可参考调度中心每天下达的计划出力曲线数据预估负荷的走向或根据当前实时的新能源发电数据，在负荷升高前夕，尽量提高锅炉的主汽压力，从而提高锅炉的蓄热能力，待负荷指令突然升高时，机组能快速接带，并保证了锅炉主汽压力不出现剧烈的波动。
（3）为了更好的实现AGC控制效果，可以在反馈响应之前加偏置或者修改BTU，从而保证控制效果。或者可以选择在锅炉主控中燃料自动增加煤量修正，在燃料自动跟踪不稳时可人工根据经验适当短时控制入炉煤量，保证床温变化及环保参数可控。同时，协调控制是AGC的基础，只有继续配合热工人员优化好协调控制系统各动态参数品质，才能保证AGC负荷控制系统的控制品质。
机组在投入AGC方式运行时，有时为了提高响应能力，可采取一些特殊措施，适当降低运行参数设定值，允许机组有较大参数波动，充分利用锅炉蓄热能力来满足电网负荷要求，但考虑机组安全，需从设备、控制方式及运行方式等方面进行综合改进。在实际运行过程中AGC控制系统仍然存在许多问题，因此火电厂的专业人员仍需加强这方面的研究，制定更加科学合理的控制策略，从而实现更好的发电控制。
参考文献
[1] 王晓霞. AGC在135MW CFB机组中的应用[J]. 煤炭科技，2006（1）：48-49.
[2] 张二辉.煤质自适应的大型CFB机组AGC控制策略研究[D].华北电力大学（河北），2010年
论文作者:寇宏伟,段晓军
论文发表刊物:《电力设备》2017年第5期
论文发表时间:2017/5/27
标签：机组论文; 负荷论文; 锅炉论文; 电网论文; 方式论文; 控制系统论文; 指令论文; 《电力设备》2017年第5期论文;