莊述燕 吳忠強(qiáng)

（燕山大學(xué)，河北 秦皇島 066004）

1 引言

AGC （Automatic Generation Control ）是自動(dòng)發(fā)電控制的簡(jiǎn)稱，其控制目標(biāo)是使由于負(fù)荷變動(dòng)而產(chǎn)生的區(qū)域誤差A(yù)CE （ Area Control Error ）不斷減少直至為零。調(diào)度中心通過(guò)AGC可調(diào)整電網(wǎng)發(fā)電出力與電網(wǎng)負(fù)荷平衡，將電網(wǎng)頻率偏差調(diào)節(jié)到零，保持電網(wǎng)頻率為額定值，在控制區(qū)內(nèi)分配發(fā)電出力，維持區(qū)域間聯(lián)絡(luò)線交換功率在計(jì)劃值內(nèi)，在控制區(qū)內(nèi)分配發(fā)電出力，降低區(qū)域運(yùn)行成本。

2 概述

大唐魯北發(fā)電廠汽輪機(jī)為北京北重汽輪電機(jī)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的N330-17.75 /540/540型亞臨界一次中間再熱、單軸、三缸雙排汽、凝汽式汽輪機(jī)，其設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 汽輪機(jī)參數(shù)

鍋爐主設(shè)備為哈爾濱鍋爐廠有限公司根據(jù)美國(guó)ABB-CE燃燒工程公司設(shè)計(jì)制造的 HG-1018/18.58-YM23型鍋爐，該鍋爐為亞臨界參數(shù)、一次中間再熱、單爐膛自然循環(huán)汽包鍋爐，其主要參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 鍋爐參數(shù)

發(fā)電機(jī)為北京北重汽輪電機(jī)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的型號(hào)為 QFSN-330-2三相隱極式汽輪發(fā)電機(jī)組，其主要參數(shù)見(jiàn)表3。

表3 發(fā)電機(jī)參數(shù)

大唐魯北發(fā)電廠的調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用上海新華控制工程公司生產(chǎn)的DEH-ⅢA型數(shù)字電液控制系統(tǒng)，它具有自動(dòng)調(diào)節(jié)（轉(zhuǎn)速和負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)）、程序控制、監(jiān)視、保護(hù)等方面的功能。機(jī)組熱控系統(tǒng)采用上海新華控制工程公司生產(chǎn)的 XDPS－600+型分散集中控制系統(tǒng)（DCS），該系統(tǒng)功能包括：爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)、模擬量控制系統(tǒng)（MCS）、順序控制系統(tǒng)（SCS）、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）。

3 AGC功能的控制方式

3.1 AGC功能的協(xié)調(diào)方式

正常情況下，發(fā)電機(jī)組處于協(xié)調(diào)方式運(yùn)行，機(jī)組的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是用來(lái)協(xié)調(diào)汽機(jī)和鍋爐運(yùn)行，負(fù)荷指令可以由ADS（自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)）或操作員給出。給定的負(fù)荷指令經(jīng)機(jī)組的最大、最小允許負(fù)荷限制，并且經(jīng)負(fù)荷指令變化率的限制，形成最終的單元負(fù)荷指令。單元機(jī)組負(fù)荷指令，包括有目標(biāo)負(fù)荷指令和實(shí)際負(fù)荷指令。目標(biāo)負(fù)荷指令是電網(wǎng)調(diào)度中心或者是機(jī)組運(yùn)行人員給出的期望機(jī)組的增、減負(fù)荷指令數(shù)值。目標(biāo)負(fù)荷指令的設(shè)定，可以是電網(wǎng)調(diào)度中心 AGC 設(shè)定（AGC 功能投入后），也可以是運(yùn)行人員通過(guò)操作終端OT 畫(huà)面手動(dòng)設(shè)定。目標(biāo)負(fù)荷的指令發(fā)送到機(jī)組 DCS 的機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的負(fù)荷控制回路，經(jīng)過(guò)負(fù)荷控制回路的一系列邏輯判斷和限幅、限速，形成機(jī)組實(shí)際運(yùn)行能夠承受的負(fù)荷指令，也就是實(shí)際負(fù)荷指令。系統(tǒng)設(shè)計(jì)了各種運(yùn)行限制的功能，共有四種運(yùn)行方式可供選擇，正常運(yùn)行時(shí)一般采用機(jī)爐協(xié)調(diào)方式（COORD），并選擇滑壓方式，另外根據(jù)機(jī)組的工況及系統(tǒng)設(shè)備的健康狀況，也可采用汽機(jī)跟隨方式（TF）、鍋爐跟隨方式（BF）或基本方式（BASE）。

3.2 AGC控制方式

在機(jī)組AGC功能實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，遠(yuǎn)動(dòng)RTU為省調(diào)與電廠分散控制系統(tǒng)（DCS） 建立了聯(lián)絡(luò)通道。遠(yuǎn)動(dòng)RTU接受省調(diào)AGC的負(fù)荷指令控制信息，再將其送至 DCS；遠(yuǎn)動(dòng) RTU接收 DCS送出的機(jī)組AGC投/切等狀態(tài)量，再送至省調(diào)。機(jī)組協(xié)調(diào)控制（CCS）系統(tǒng)的正常運(yùn)行是AGC正常投運(yùn)的基礎(chǔ)。下面僅就大唐魯北發(fā)電廠330MW 1號(hào)機(jī)組AGC功能試驗(yàn)做一下分析。

4 AGC功能試驗(yàn)應(yīng)具備的條件

（1）機(jī)組主機(jī)及各主要輔機(jī)運(yùn)行正常，機(jī)組保護(hù)全部投入，機(jī)組負(fù)荷擺動(dòng)試驗(yàn)合格。

（2）電網(wǎng)頻率正常。

（3）機(jī)組DCS系統(tǒng)各操作員站、工程師站、歷史站工作正常，BRC300控制器運(yùn)行狀態(tài)正確、輸入輸出卡件工作正常、網(wǎng)絡(luò)通信正常。

（4）機(jī)組運(yùn)行在協(xié)調(diào)控制（CCS）方式下。AGC控制方式處于切除狀態(tài)。

（5）機(jī)組主要調(diào)節(jié)系統(tǒng)（送風(fēng)控制、引風(fēng)控制、給水控制、除氧器水位控制、一次風(fēng)控制、主汽溫控制、再熱汽溫控制等）均在自動(dòng)控制方式。

（6）檢查RTU接口、上行設(shè)備及下行設(shè)備運(yùn)作正常。AGC設(shè)備硬件調(diào)試良好。與省調(diào)接口信號(hào)檢查測(cè)試完成。

（7）從機(jī)組DCS系統(tǒng)模擬AGC投入信號(hào)，檢查遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)接收此信號(hào)應(yīng)正確無(wú)誤；從遠(yuǎn)動(dòng)模擬輸出AGC負(fù)荷指令信號(hào)，DCS系統(tǒng)接收此信號(hào)應(yīng)正確無(wú)誤。

（8）從中調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)模擬輸出AGC負(fù)荷指令信號(hào)，DCS接收此信號(hào)應(yīng)正確無(wú)誤，線性對(duì)應(yīng)合格。

5 AGC功能試驗(yàn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

（1）機(jī)組投入AGC功能時(shí)，目標(biāo)負(fù)荷調(diào)節(jié)響應(yīng)時(shí)間應(yīng)小于 30s，機(jī)組實(shí)際負(fù)荷調(diào)節(jié)統(tǒng)計(jì)誤差不超過(guò)5MW，最大誤差不超過(guò)5MW。

（2）機(jī)組AGC功能試驗(yàn)范圍165～330MW。

（3）機(jī)組AGC功能試驗(yàn)每分鐘負(fù)荷變化率不低于額定負(fù)荷的1.0%，即3.3MW/min。

6 AGC功能試驗(yàn)過(guò)程及分析

6.1 靜態(tài)試驗(yàn)

（1）遠(yuǎn)動(dòng)RTU與電廠DCS的接口信號(hào)靜態(tài)試驗(yàn)

從中調(diào)模擬輸出AGC負(fù)荷指令信號(hào)，DCS接收此信號(hào)正確無(wú)誤，誤差應(yīng)小于 0.5MW；從 DCS系統(tǒng)模擬AGC投入等信號(hào)，遠(yuǎn)動(dòng)RTU接收此信號(hào)正確無(wú)誤,測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 AGC負(fù)荷指令試驗(yàn)數(shù)據(jù)

（2）模擬滿足AGC投切條件，AGC投切時(shí)，系統(tǒng)無(wú)擾動(dòng)，不影響機(jī)組的安全運(yùn)行。AGC投入時(shí)，模擬AGC負(fù)荷指令信號(hào)，機(jī)組負(fù)荷控制動(dòng)作方向與AGC控制指令相吻合。

6.2 AGC功能試驗(yàn)曲線及數(shù)據(jù)分析

圖1 AGC功能試驗(yàn)曲線

大唐魯北發(fā)電廠機(jī)組AGC參數(shù)按照《山東電網(wǎng)機(jī)（廠）網(wǎng)協(xié)調(diào)技術(shù)要求（試行）》（調(diào)技[2008]106號(hào)）的要求進(jìn)行設(shè)置，機(jī)組負(fù)荷變化速率為4.0MW/min，負(fù)荷上限為330MW，下限為165MW。試驗(yàn)過(guò)程中，機(jī)組指令為省調(diào)度的遠(yuǎn)方指令。通過(guò)圖1曲線可以看出：

（1）機(jī)組DCS指令跟蹤調(diào)度遠(yuǎn)方指令良好，最大誤差為0.3MW，符合要求。

（2）在設(shè)定的負(fù)荷上下限范圍內(nèi)，機(jī)組負(fù)荷出力按照要求的變化速率跟蹤調(diào)度指令良好。試驗(yàn)中，遠(yuǎn)方調(diào)度負(fù)荷指令連續(xù)變化的幅度和方向呈現(xiàn)隨機(jī)性，充分考驗(yàn)了機(jī)組的跟蹤能力，在 300MW 以下最大跟蹤誤差3.0MW，說(shuō)明了機(jī)組變化的快速性滿足有關(guān)技術(shù)要求。在 300MW 以上，最大跟蹤誤差達(dá)7.0MW。

（3）試驗(yàn)過(guò)程中，表征機(jī)組穩(wěn)定性的其他主要參數(shù)，如主蒸汽壓力、汽包水位、爐膛壓力、主蒸汽溫度等，變化范圍符合《火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)檢修運(yùn)行維護(hù)規(guī)程》（DL/T 774-2004）要求，機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定。

（注：①的曲線代表發(fā)電機(jī)的實(shí)發(fā)功率，從左端開(kāi)始較高的曲線；②的曲線代表AGC負(fù)荷指令，從左端開(kāi)始較低的曲線；③曲線代表CCS、AGC均投入，中部靠上的直線；圖1中機(jī)組實(shí)際負(fù)荷指令為320.04MW）。

7 AGC功能試驗(yàn)結(jié)論

從上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)看，大唐魯北發(fā)電廠1號(hào)機(jī)組參與AGC控制時(shí)，能滿足山東調(diào)度中心關(guān)于AGC控制的各項(xiàng)技術(shù)要求：負(fù)荷可控范圍為165～330MW，實(shí)際負(fù)荷變化率4.0MW/min。同時(shí)機(jī)組主要參數(shù)的變化在《火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)檢修運(yùn)行維護(hù)規(guī)程》（DL/T 774-2004）規(guī)定的范圍內(nèi)，機(jī)組穩(wěn)定性滿足要求。

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