供熱機組AGC綜合優化策略研究

孫建國　姚坤　李越男　陳國宏　侯永軍　劉富棟

摘 要：目前鑒于火電機組AGC性能優化的多影響因素和跨學科特性，大部分研究工作都圍繞單個策略進行深入研究，從整體角度對火電機組進行全局優化的公開有實際應用價值的研究成果較少。本文針對達拉特電廠#2機組AGC控制無法滿足電網“兩個細則”的要求，經常被考核，影響了機組的經濟性，對#2組AGC進行綜合優化控制策略研究，不僅包括機組控制邏輯及參數的優化，還包括汽機本身的調速控制曲線進行優化；此外，還設計了考慮運行綜合經濟性的滑參數運行曲線三維優化策略。實際測試試驗驗證了該方法的有效性和實際工程應用價值。

關鍵詞：330MW 火電機組 AGC 綜合優化

中圖分類號：TM62 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）11（b）-0038-02

AGC控制是現代化電力系統運行控制的核心技術。隨著大規模風電接入電網，加劇了電力系統的不確定性和隨機性。為確保電力系統安全、穩定、經濟運行，電網對AGC提出了更高的要求。目前，受到許多研究者的高度關注，從多方面做了不同程度的探索研究工作，如機組控制策略[1]及PID控制參數[2]優化最為廣泛，也有學者對提升火電機組AGC性能的混合儲能優化控制與容量規劃方法做了研究[3]。然而，由于火電機組AGC優化涉及多個專業知識，因此，上述這些研究都是著眼于單一方面，很少又從全局進行多個影響因素的綜合優化控制策略研究。此外，機組運行方式優化中目前主要考慮運行經濟性[4]，還未考慮AGC的影響因素。文獻[5]在鍋爐低氮燃燒和脫硝系統改造以后，針對影響AGC系統投入的因素，分析原因并采取相應措施，完善機組負荷控制策略，包括鍋爐主控前饋信號、汽輪機負荷指令、一次調頻控制邏輯、一次風壓淵整負荷、磨煤機容量風、熱風和旁路風擋板控制回路；根據鍋爐特性變化，完善燃燒控制模型，通過解決影響AGC系統投入問題以后的技術經濟性分析。因此，主要從控制策略角度對機組多個發電單元進行控制策略邏輯設計及參數尋優，也沒有綜合考慮汽輪機本體的綜合優化。還有學者從全電網角度，考慮多種類型的發電資源自身調節特性，進行AGC優化控制策略研究。

本文針對達拉特電廠#2機組AGC控制無法滿足電網“兩個細則”的要求，經常被考核，影響了機組的經濟性，對#2組AGC進行綜合優化控制策略研究，取得了良好的應用效果。

1 機組AGC綜合優化方案設計及實施

本次優化方案主要體現的是綜合性能優化，包括關鍵控制系統邏輯及參數、調門特性曲線以及滑參數運行曲線等多個方面。對每一部分優化工作概況詳細地介紹如下。

1.1 風煙系統

1.1.1 送風機風壓控制系統

對送風機出口風壓控制進行優化，根據鍋爐加煤先加風的原則。

1.1.2 一次風機母管壓力控制

對一次母管壓力控制進行優化，根據鍋爐加煤先加風的原則，克服鍋爐遲延和慣性。

1.2 給水控制系統

對汽泵給水控制設計及優化，變參數保證汽包水位波動小、穩定，提高AGC的投入率。

1.3 主汽溫度控制系統

對一、二級溫度控制進行優化，降低對AGC的速率、精度的影響。

1.4 汽輪機閥門曲線

對順序閥時流量曲線和重疊度的優化，從根上解決汽輪機的調速性能，提高AGC的速率、精度。

1.5 滑壓運行曲線

從冬、夏季被壓的變化角度，對滑壓曲線進行優化，再考慮并提高機組AGC響應速率的同時，注重機組運行經濟性的問題。

1.6 協調控制系統

1.6.1 鍋爐主控制器優化

對鍋爐主控的調節器參數進行前饋量的優化。

1.6.2 汽機主控制器優化

對鍋爐主控調節器的進行前饋量的優化。

2 優化后的效果

對機組進行綜合優化后，進行實際應用測試。如圖1所示，為AGC優化后，在190MW負荷下AGC指令做鋸齒波變負荷擾動試驗。在做鋸齒波變負荷擾動中，壓力偏差最大0.53MPa，實際負荷指令和實際負荷最大偏差4MW，負荷變化幅值為30～50MW。如圖2所示，為負荷270MW下，AGC指令做15～20MW的負荷變動。在這種情況下，壓力偏差最大0.29MPa，實際負荷指令和實際負荷最大偏差2MW。

3 結論及展望

本文在達拉特電廠#2機組AGC控制無法滿足電網“兩個細則”的要求、經常被考核，影響機組運行間接經濟性的需求驅動下；針對目前火電機組AGC性能優化研究的片面性，從多因素的整體優化角度對火電機組進行全局優化，取得的結論如下。

（1）考慮了機組AGC性能影響的多個方面，包括汽輪機、鍋爐和輔機。

（2）不僅優化機組的控制邏輯設計，而且還優化控制參數。

（3）在對汽機本身的調速控制曲線進行優化的同時，還設計了考慮運行綜合經濟性的滑參數運行曲線三維優化策略。

實際測試試驗結果表明：該綜合優化策略對改進機組AGC性能效果顯著，具有極大的實際推廣應用工程價值。

參考文獻

[1] 王仁鍇，劉紅巖，牛玉廣，等.基于AGC考核指標的PID參數優化研究[J].熱能動力工程，2017（7）：58-63.

[2] 姚建村，梅蘭，徐樾，等.基于CPS標準的火電機組AGC模糊優化控制策略[J].廣東電力，2017，30（6）：11-16.

[3] 牛陽，張峰，張輝，等.提升火電機組AGC性能的混合儲能優化控制與容量規劃[J].電力系統自動化， 2016，40（10）：38-45.

[4] 萬杰，許天寧，李澤，等.熱電聯產機組抽汽供熱期的汽輪機滑壓運行優化方法[J].節能技術，2015，33（1）：33-37.

[5] 侯典來.火電機組AGC系統優化的技術措施研究[J].中國電力，2016，49（6）：10-14.

[6] 郭亮，于昌海，吳繼平，等.四川電網AGC機組協調優化控制策略研究與應用[J].電力系統保護與控制，2016， 44（17）：159-164.endprint