王洪旭 杜 濤

（華電國際山東百年電力熱工，山東 龍口265700）

0 AGC控制方式概述

目前的電網(wǎng)管理中自動化水平不斷提高，網(wǎng)絡(luò)中承擔(dān)峰值載荷的電廠則需要更高的自動化控制水平，實現(xiàn)AGC功能以此獲得更快的響應(yīng)時間，所謂的AGC就是指自動發(fā)電控制系統(tǒng)，主要是完成對電網(wǎng)和電源之間的自動化響應(yīng)。與之相對應(yīng)的就是單元機組的控制系統(tǒng)，如MCS等，因此二者一個被稱為大協(xié)調(diào)控制一個則是小協(xié)調(diào)控制。單元機控制主要是控制發(fā)電機組的運行，而AGC則是負責(zé)電網(wǎng)與電源之間的自適應(yīng)配合。在實際的應(yīng)用中，AGC與一次調(diào)頻本質(zhì)都是對電網(wǎng)功率進行控制，按照電網(wǎng)頻率偏離50赫茲的方向和數(shù)值，實現(xiàn)在線調(diào)速控制，并實現(xiàn)自動發(fā)電的目的。調(diào)節(jié)電源側(cè)的供電功率的變化，保證電網(wǎng)發(fā)電和用電的平衡，使之穩(wěn)定在允許的范圍內(nèi)。此時電網(wǎng)頻率的變動范圍是控制電網(wǎng)運行的重要指標(biāo)，所以在控制上要求也就相對嚴格，目前發(fā)達國家的電網(wǎng)變動頻率的范圍在0.08-0.1Hz之間。我國目前控制的標(biāo)準(zhǔn)要低于國際標(biāo)準(zhǔn)。

1 AGC引入200MW的存在的問題

控制中為了適應(yīng)電網(wǎng)運行的波動，對200MW機組進行了AGC控制的聯(lián)動，采用DCS系統(tǒng)來替換熱控儀表實現(xiàn)整個系統(tǒng)的自動化。提高機組整體的自動化水平以適應(yīng)AGC的引入。同時也實現(xiàn)了對機組鍋爐之間的協(xié)調(diào)，實現(xiàn)發(fā)電機隨著電網(wǎng)負荷而進行工作狀態(tài)調(diào)整的目的。但是在實際運行中卻出現(xiàn)了一些問題：

1）投入AGC后機組不能在中間負荷上穩(wěn)定運行，功率輸出在145MW左右，影響了機組發(fā)電量的輸出。分析原因是在電網(wǎng)電量負荷增加時，機組隨著AGC遙控信號而改變工況，進行負荷調(diào)整。但是電網(wǎng)負荷需要不變或者改變不大時，發(fā)電機組接到的AGC信號遞減，且不能穩(wěn)定在某個數(shù)值上。從實踐中的大量數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)是應(yīng)為外部因素的干擾導(dǎo)致了機組接收到的AGC信號發(fā)生了衰減。如果按負荷信號進行控制，發(fā)電機組的負荷要略低與信號需要達到負荷要求。而機組實際發(fā)電的負荷在由計算機進行處理，將被認定機組不具備承受網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)所發(fā)出指令的負荷能力。因此計算機發(fā)出的修正后的AGC信號，這個信號將出現(xiàn)遞減。循環(huán)執(zhí)行這樣的指令，導(dǎo)致機組運行中的實際發(fā)電負荷停留在負荷的下限上。

2）電網(wǎng)需要電量是較為有限的，發(fā)電機組的相應(yīng)速度決定其所帶負荷量的大小，發(fā)電機組所發(fā)出的負荷電量一旦滿足點需要后，AGC的遙控信號將不再發(fā)生改變，此時相應(yīng)的速度較慢的機組在接到信號后不能及時的進行相應(yīng)而上傳電量，這樣就沒有搶到負荷，此時AGC的遙控調(diào)節(jié)信號則會直接回到給定值上，迫使發(fā)電機組的負荷控制在原有的電量上。所以機組的響應(yīng)速度也將決定發(fā)電機組的負荷的大小和峰值調(diào)頻的能力。機組負荷的相應(yīng)速度則是由系統(tǒng)控制方式來決定的，即系統(tǒng)中DCS和DEH系統(tǒng)內(nèi)部的信號處理方式影響。200MW機組控制協(xié)調(diào)系統(tǒng)的運算周期設(shè)定在500ms上，AGC遙控信號大部分是在DCS中進行運算后才輸入到DEH中并形成指令信號，此時就出現(xiàn)了必然的滯后情況，落地后的AGC將延時幾秒鐘。這樣的時間上的滯后，使得機組峰值控制中出現(xiàn)削弱的情況，因此AGC信號在DCS系統(tǒng)中消耗的時間導(dǎo)致了控制效果的減弱。所以改善系統(tǒng)中AGC的要信信號指令在系統(tǒng)中消耗的時間就決定了系統(tǒng)控制效果的優(yōu)劣。

2 解決問題的措施分析

在控制中AGC信號輸入到機組控制系統(tǒng)后，人為對系統(tǒng)進行一個偏置量補償，補償?shù)臄?shù)值是根據(jù)實際運行請中AGC發(fā)出的實測數(shù)據(jù)和機組的實際負荷之間的差值進行動態(tài)化設(shè)定的，主要是用來對信號的衰減進行彌補。完成對AGC信號的處理后，對協(xié)調(diào)系統(tǒng)的控制方案進行改進，也就是對AGC信號進行隔離實現(xiàn)一分為二的處理，一個信號輸入到DCS系統(tǒng)完成計算分析，形成負荷信號后進入到DEH控制系統(tǒng)中，完成對機組負荷的控制。一個則直接輸入到DEH中，減少處理AGC所消耗的時間，提高系統(tǒng)控制的反應(yīng)時間，提高控制效果。同時保留原有的各種協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)功能，以此保證整個機組的運行穩(wěn)定。為了保證機組的安全，還將DCS控制系統(tǒng)的機組出力計算參數(shù)引入DEH中，改變了DEH控制組態(tài)，以此實現(xiàn)兩種不同的協(xié)調(diào)控制模式，從而保證了系統(tǒng)的靈活性。

3 控制改進措施的實際應(yīng)用

3.1 設(shè)置實際偏差補償值

在DCS系統(tǒng)中設(shè)置一個對信號處理的控制加法器，AGC信號將經(jīng)過這處理裝置，與設(shè)置的偏置信號疊加后進入到DCS的邏輯運算中。通過試驗測試發(fā)現(xiàn)，對AGC的補償值設(shè)置從零開始進行增加，并觀察過程中機組的實際功率改變，發(fā)現(xiàn)偏置值改變與機組功率改變的實際情況如下：從0.5MW開始，此時機組接到AGC信號后，輸出的負荷為下限值，140MW；1.0MW時AGC輸入信號不變的情況下，機組的負荷會增加到150MW左右；設(shè)置為1.5MW時，AGC的輸入信號變化正常，機組的負荷則在140-200MW之間按照AGC的信號波動而改，系統(tǒng)實現(xiàn)了準(zhǔn)確的響應(yīng)效果。繼續(xù)增加偏置值到2.0MW時，AGC信號出現(xiàn)緩慢變化，并向負荷大的方向增加，機組負荷在170-200MW之間波動；設(shè)定為2.5MW時，AGC控制信號則不會出現(xiàn)改變，維持在200MW上，機組負荷也為200MW；偏置值增加到3.0MW時，AGC遙控信號不斷增加，直至達到滿負荷。測試表明，設(shè)置AGC遙控信號的補償值的方式來彌補系統(tǒng)控制上的不足是可行的，所以直接設(shè)定補償偏置量，可以獲得系統(tǒng)的良好響應(yīng)結(jié)果。

3.2 AGC信號直接輸入DEH系統(tǒng)的模擬

在分析AGC遙控信號進入到DEH系統(tǒng)中對鍋爐運行的影響，在處理問題前利用模擬器對系統(tǒng)進行了仿真實驗，模擬AGC信號直接輸入到DEH系統(tǒng)中，給定輸入端，控制發(fā)電機組的發(fā)電負荷。通過實驗發(fā)現(xiàn)，機組發(fā)電的響應(yīng)速度明顯提高，縮短了系統(tǒng)控制中的延時情況，如果AGC控制信號相對變化較小的時候，大電機組的調(diào)峰調(diào)頻和搶負荷能力都有所提高，有利于對機組的控制。同時鍋爐運行的各項指標(biāo)都在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，因此這樣的控制改變時可行的。

4 結(jié)束語

針對AGC方式下200MW機組控制出現(xiàn)的問題進行分析可以看出，系統(tǒng)控制和計算過程中的響應(yīng)效果和控制時間的滯后影響了系統(tǒng)控制的實際效果。在解決問題的過程中，主要也從這兩個點入手，改變控制信號衰弱的幅度，并加以補償，同時對信號輸入方式進行改進，解決問題的同時也獲得了較好的控制效果。

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