A G C方式下200 MW發電機組在問題及對策分析

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

目前的電網管理中自動化水平不斷提高，網絡中承擔峰值載荷的電廠則需要更高的自動化控制水平，實現AGC功能以此獲得更快的響應時間，所謂的AGC就是指自動發電控制系統，主要是完成對電網和電源之間的自動化響應。與之相對應的就是單元機組的控制系統，如MCS等，因此二者一個被稱為大協調控制一個則是小協調控制。單元機控制主要是控制發電機組的運行，而AGC則是負責電網與電源之間的自適應配合。在實際的應用中，AGC與一次調頻本質都是對電網功率進行控制，按照電網頻率偏離50赫茲的方向和數值，實現在線調速控制，并實現自動發電的目的。調節電源側的供電功率的變化，保證電網發電和用電的平衡，使之穩定在允許的范圍內。此時電網頻率的變動范圍是控制電網運行的重要指標，所以在控制上要求也就相對嚴格，目前發達國家的電網變動頻率的范圍在0.08-0.1Hz之間。我國目前控制的標準要低于國際標準。

1 AGC引入200MW的存在的問題

控制中為了適應電網運行的波動，對200MW機組進行了AGC控制的聯動，采用DCS系統來替換熱控儀表實現整個系統的自動化。提高機組整體的自動化水平以適應AGC的引入。同時也實現了對機組鍋爐之間的協調，實現發電機隨著電網負荷而進行工作狀態調整的目的。但是在實際運行中卻出現了一些問題：

1）投入AGC后機組不能在中間負荷上穩定運行，功率輸出在145MW左右，影響了機組發電量的輸出。分析原因是在電網電量負荷增加時，機組隨著AGC遙控信號而改變工況，進行負荷調整。但是電網負荷需要不變或者改變不大時，發電機組接到的AGC信號遞減，且不能穩定在某個數值上。從實踐中的大量數據中發現是應為外部因素的干擾導致了機組接收到的AGC信號發生了衰減。如果按負荷信號進行控制，發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絡調節所發出指令的負荷能力。因此計算機發出的修正后的AGC信號，這個信號將出現遞減。循環執行這樣的指令，導致機組運行中的實際發電負荷停留在負荷的下限上。

2）電網需要電量是較為有限的，發電機組的相應速度決定其所帶負荷量的大小，發電機組所發出的負荷電量一旦滿足點需要后，AGC的遙控信號將不再發生改變，此時相應的速度較慢的機組在接到信號后不能及時的進行相應而上傳電量，這樣就沒有搶到負荷，此時AGC的遙控調節信號則會直接回到給定值上，迫使發電機組的負荷控制在原有的電量上。所以機組的響應速度也將決定發電機組的負荷的大小和峰值調頻的能力。機組負荷的相應速度則是由系統控制方式來決定的，即系統中DCS和DEH系統內部的信號處理方式影響。200MW機組控制協調系統的運算周期設定在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削弱的情況，因此AGC信號在DCS系統中消耗的時間導致了控制效果的減弱。所以改善系統中AGC的要信信號指令在系統中消耗的時間就決定了系統控制效果的優劣。

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后，人為對系統進行一個偏置量補償，補償的數值是根據實際運行請中AGC發出的實測數據和機組的實際負荷之間的差值進行動態化設定的，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，對協調系統的控制方案進行改進，也就是對AGC信號進行隔離實現一分為二的處理，一個信號輸入到DCS系統完成計算分析，形成負荷信號后進入到DEH控制系統中，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，提高系統控制的反應時間，提高控制效果。同時保留原有的各種協調控制系統功能，以此保證整個機組的運行穩定。為了保證機組的安全，還將DCS控制系統的機組出力計算參數引入DEH中，改變了DEH控制組態，以此實現兩種不同的協調控制模式，從而保證了系統的靈活性。

3 控制改進措施的實際應用

3.1 設置實際偏差補償值

在DCS系統中設置一個對信號處理的控制加法器，AGC信號將經過這處理裝置，與設置的偏置信號疊加后進入到DCS的邏輯運算中。通過試驗測試發現，對AGC的補償值設置從零開始進行增加，并觀察過程中機組的實際功率改變，發現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，系統實現了準確的響應效果。繼續增加偏置值到2.0MW時，AGC信號出現緩慢變化，并向負荷大的方向增加，機組負荷在170-200MW之間波動；設定為2.5MW時，AGC控制信號則不會出現改變，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，設置AGC遙控信號的補償值的方式來彌補系統控制上的不足是可行的，所以直接設定補償偏置量，可以獲得系統的良好響應結果。

3.2 AGC信號直接輸入DEH系統的模擬

在分析AGC遙控信號進入到DEH系統中對鍋爐運行的影響，在處理問題前利用模擬器對系統進行了仿真實驗，模擬AGC信號直接輸入到DEH系統中，給定輸入端，控制發電機組的發電負荷。通過實驗發現，機組發電的響應速度明顯提高，縮短了系統控制中的延時情況，如果AGC控制信號相對變化較小的時候，大電機組的調峰調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都在標準內，因此這樣的控制改變時可行的。

4 結束語

針對AGC方式下200MW機組控制出現的問題進行分析可以看出，系統控制和計算過程中的響應效果和控制時間的滯后影響了系統控制的實際效果。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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