變送器誤差對機組AGC調節品質的影響分析

王 毅 許林波 繆盛艷

(1.浙江能源集團公司，浙江 杭州 310005；2.浙能蘭溪發電有限責任公司，浙江 金華 321100)

變送器誤差對機組AGC調節品質的影響分析

王 毅1許林波2繆盛艷2

(1.浙江能源集團公司，浙江 杭州 310005；2.浙能蘭溪發電有限責任公司，浙江 金華 321100)

自動發電控制(AGC)是并網發電廠提供的有償輔助服務之一，現從變送器調差入手，結合相關數據，研究其對AGC調節品質的影響。

AGC指令；信號；調節品質

0 引言

AGC調節品質的好壞直接影響著機組的出力和調度對機組的AGC考評，影響企業的經濟效益。近期國家能源局華東監管辦對華東區域省級及以上電力調度交易機構調度管轄范圍內已進入商業運營的并網發電廠2個考核細則的出臺，以及2014年1月起2個細則的真正實施，使AGC的調節品質與電廠的經濟利益關系更加緊密。所以很有必要從各個環節對AGC進行分析，采取對策，優化調節效果，增加經濟效益。下面以某發電廠(下稱某廠)為例進行分析。

1 AGC通道有關信號回路(以#4機組為例)

某廠#4機組功率調整主要通過4個有功變送器采樣后，輸入DCS控制系統并與NCS通道相連。NCS網絡監控負責遠端調節信號的下達。輸入量分別為信號1、信號2、信號3、信號4。NCS端有下發指令和反饋指令。

下面對影響某廠發電機有功指令及實際發電功率的測量點信號進行說明：

信號1：電氣有功測量變送器1送至NCS系統的4～20 mA模擬信號，測量精度為0.2級；

信號2：電氣有功測量變送器2送至DCS系統的4～20 mA模擬信號，測量精度為0.2級；

信號3：電氣有功測量變送器3送至DCS系統的4～20 mA模擬信號，測量精度為0.2級；

信號4：電氣有功測量變送器4送至DCS系統的4～20 mA模擬信號，測量精度為0.2級；

信號5：信號1經NCS系統轉換后送省調的NCS測量有功信號，轉換精度為0.05級；

信號6：信號2、3、4經DCS系統三取中間值后送NCS系統的模擬信號；

信號7：信號6經NCS系統轉換后送省調的DCS測量有功信號；

信號8：省調下發發電機有功目標值，此信號經NCS轉換后送DCS，一般稱AGC指令值；

信號9：信號8經DCS接收后，送NCS；

信號10：信號9經NCS系統上送省調，一般稱AGC指令返送值。

以上信號之間及與省調系統的關系進程如下(機組在AGC方式下)：

進程1：省調下發指令(信號8)至NCS系統轉換并傳至DCS，DCS把指令與三取中后的功率信號進行比較，作出加減負荷的判斷，并協調機爐。

進程2：發電機有功信號(信號1)經NCS系統轉換(信號5)傳至省調EMS系統，省調負控(AGC)系統把有功信號與系統負荷進行比較，對機組下一點負荷進行調整。

2 有功變送器測量誤差對機組加減負荷的影響

在此系統中，測量誤差對機組加減負荷有著較大影響。首先來了解一下以上幾個功率變送器，量程范圍是0～900 MW，對應于4～20 mA直流輸出，測量精度是0.2級，也就是說最大絕對誤差轉換成一次值為1.8 MW。現以1 MW測量誤差為例，每個指令以8 MW為增減量進行分析比較。

(1) 以NCS測量值與DCS測量值存在正偏差的情況(信號1大于信號6)為例，機組加負荷情況如表1所示。

表1 機組加負荷情況 單位：MW

上述數據中，NCS(信號1)當前值為501 MW，省調根據這個信號下發一個509 MW的目標值，同時DCS(信號6)也接收到509 MW的目標值，所以DCS在規定的時間內把負荷加至509 MW，注意此時NCS側采集到的功率由于誤差的存在將會是511 MW，調度端將以機組功率511 MW為基準而下發下一個指令值，顯然下個指令將是519 MW，以此循環。

(2) 以NCS測量值與DCS測量值存在負偏差的情況(信號1小于信號6)為例，機組加負荷情況如表2所示。

表2 機組加負荷情況 單位：MW

表2中，NCS當前值為499 MW，省調根據這個信號下發一個507 MW的目標值，同時DCS也接收到507 MW的目標值，所以DCS在規定的時間內把負荷加至507 MW，但此時NCS側采集到的功率由于誤差的存在將會是505 MW，送到調度端的機組功率將是505 MW而不是507 MW，所以調度端會以機組功率505 MW為基準而下發下一個指令值，顯然下個指令將是513 MW，以此循環。

從上兩表中我們可以看出，在經過相同的時間，第一種情況省調側測量到的負荷增加量為40 MW，第二種情況的負荷增加量為24 MW，第一種情況加負荷明顯快于第二種情況，兩相比較相差16 MW，如果以最大誤差1.8 MW來考慮的話，2種情況的負荷差值就會大至28.8 MW(YC誤差、AGC范圍)。

(3) 以NCS測量值與DCS測量值存在正偏差的情況(信號1大于信號6)為例，機組減負荷情況如表3所示。

表3 機組減負荷情況 單位：MW

(4) 以NCS測量值與DCS測量值存在負偏差的情況(信號1小于信號6)為例，機組減負荷情況如表4所示。

表4 機組減負荷情況 單位：MW

就減負荷的情況來看，從表3中可以看出在NCS測量值與DCS測量值存在正偏差的情況下，負荷只減少了24 MW，而從表4中負偏差的情況來看負荷則減少了39 MW。兩相比較，第一種情況較第二種情況少減負荷15 MW。如果以最大誤差1.8 MW來考慮的話，兩種情況的負荷差值就會大至27 MW(YC誤差、AGC范圍)。

(5) 下面分析兩種極端情況。由于某廠#1～#3機組AGC調節范圍為450～600 MW，#4機組為400～600 MW，現以#1機組為例，機組在AGC方式下帶450 MW負荷，誤差為1.5 MW，AGC指令為3 MW步長。

1) 以NCS測量值與DCS測量值存在正偏差的情況(信號1大于信號6)為例，機組減負荷情況如表5所示。

表5 機組減負荷情況 單位：MW

從表5中可以看出，DCS接收到的指令值與DCS采集到的當前功率值相等，這就造成DCS不會去調節功率。實際情況也是如此，在600 MW情況下減負荷，機組負荷很難下調。若省調側指令為600 MW時，實際負荷往往為612 MW。

2) 以NCS測量值與DCS測量值存在負偏差的情況(信號1小于信號6)為例，機組加負荷情況如表6所示。

表6 機組加負荷情況 單位：MW

同樣，從表6可以看出，由于DCS收到的AGC指令和DCS當前的功率相當，導致不會作出加減負荷的判斷，從而信號1也不會變化太大，AGC指令仍是保持上一次的值，這就是為什么某廠有些機組有時候長期運行在低限附近，這都是由于省調指令所引起的。

3 結論

通過以上分析可知，變送器的測量誤差是變送器的系統誤差，不可避免，但我們可以對誤差進行合理利用，以提高發電機單機功率。具體如下：

(1) 選擇正偏差的電氣測量變送器作為NCS測量值，而選擇負偏差的作為DCS測量值。

(2) 改變DCS三取中的方式為三取其最小值。

(3) 在NCS測量值和DCS三取中的值中，擇其大者送省調(這一點比較容易做到，但DCS的判據沒有改變，估計效果不大)。

2014-06-26

王毅(1969—)，男，浙江杭州人，工程師，研究方向：發電廠安全生產。