A G C方式下200 MW发电机组在问题及对策分析

王洪旭 杜 涛

（华电国际山东百年电力热工，山东 龙口265700）

0 AGC控制方式概述

目前的电网管理中自动化水平不断提高，网络中承担峰值载荷的电厂则需要更高的自动化控制水平，实现AGC功能以此获得更快的响应时间，所谓的AGC就是指自动发电控制系统，主要是完成对电网和电源之间的自动化响应。与之相对应的就是单元机组的控制系统，如MCS等，因此二者一个被称为大协调控制一个则是小协调控制。单元机控制主要是控制发电机组的运行，而AGC则是负责电网与电源之间的自适应配合。在实际的应用中，AGC与一次调频本质都是对电网功率进行控制，按照电网频率偏离50赫兹的方向和数值，实现在线调速控制，并实现自动发电的目的。调节电源侧的供电功率的变化，保证电网发电和用电的平衡，使之稳定在允许的范围内。此时电网频率的变动范围是控制电网运行的重要指标，所以在控制上要求也就相对严格，目前发达国家的电网变动频率的范围在0.08-0.1Hz之间。我国目前控制的标准要低于国际标准。

1 AGC引入200MW的存在的问题

控制中为了适应电网运行的波动，对200MW机组进行了AGC控制的联动，采用DCS系统来替换热控仪表实现整个系统的自动化。提高机组整体的自动化水平以适应AGC的引入。同时也实现了对机组锅炉之间的协调，实现发电机随着电网负荷而进行工作状态调整的目的。但是在实际运行中却出现了一些问题：

1）投入AGC后机组不能在中间负荷上稳定运行，功率输出在145MW左右，影响了机组发电量的输出。分析原因是在电网电量负荷增加时，机组随着AGC遥控信号而改变工况，进行负荷调整。但是电网负荷需要不变或者改变不大时，发电机组接到的AGC信号递减，且不能稳定在某个数值上。从实践中的大量数据中发现是应为外部因素的干扰导致了机组接收到的AGC信号发生了衰减。如果按负荷信号进行控制，发电机组的负荷要略低与信号需要达到负荷要求。而机组实际发电的负荷在由计算机进行处理，将被认定机组不具备承受网络调节所发出指令的负荷能力。因此计算机发出的修正后的AGC信号，这个信号将出现递减。循环执行这样的指令，导致机组运行中的实际发电负荷停留在负荷的下限上。

2）电网需要电量是较为有限的，发电机组的相应速度决定其所带负荷量的大小，发电机组所发出的负荷电量一旦满足点需要后，AGC的遥控信号将不再发生改变，此时相应的速度较慢的机组在接到信号后不能及时的进行相应而上传电量，这样就没有抢到负荷，此时AGC的遥控调节信号则会直接回到给定值上，迫使发电机组的负荷控制在原有的电量上。所以机组的响应速度也将决定发电机组的负荷的大小和峰值调频的能力。机组负荷的相应速度则是由系统控制方式来决定的，即系统中DCS和DEH系统内部的信号处理方式影响。200MW机组控制协调系统的运算周期设定在500ms上，AGC遥控信号大部分是在DCS中进行运算后才输入到DEH中并形成指令信号，此时就出现了必然的滞后情况，落地后的AGC将延时几秒钟。这样的时间上的滞后，使得机组峰值控制中出现削弱的情况，因此AGC信号在DCS系统中消耗的时间导致了控制效果的减弱。所以改善系统中AGC的要信信号指令在系统中消耗的时间就决定了系统控制效果的优劣。

2 解决问题的措施分析

在控制中AGC信号输入到机组控制系统后，人为对系统进行一个偏置量补偿，补偿的数值是根据实际运行请中AGC发出的实测数据和机组的实际负荷之间的差值进行动态化设定的，主要是用来对信号的衰减进行弥补。完成对AGC信号的处理后，对协调系统的控制方案进行改进，也就是对AGC信号进行隔离实现一分为二的处理，一个信号输入到DCS系统完成计算分析，形成负荷信号后进入到DEH控制系统中，完成对机组负荷的控制。一个则直接输入到DEH中，减少处理AGC所消耗的时间，提高系统控制的反应时间，提高控制效果。同时保留原有的各种协调控制系统功能，以此保证整个机组的运行稳定。为了保证机组的安全，还将DCS控制系统的机组出力计算参数引入DEH中，改变了DEH控制组态，以此实现两种不同的协调控制模式，从而保证了系统的灵活性。

3 控制改进措施的实际应用

3.1 设置实际偏差补偿值

在DCS系统中设置一个对信号处理的控制加法器，AGC信号将经过这处理装置，与设置的偏置信号叠加后进入到DCS的逻辑运算中。通过试验测试发现，对AGC的补偿值设置从零开始进行增加，并观察过程中机组的实际功率改变，发现偏置值改变与机组功率改变的实际情况如下：从0.5MW开始，此时机组接到AGC信号后，输出的负荷为下限值，140MW；1.0MW时AGC输入信号不变的情况下，机组的负荷会增加到150MW左右；设置为1.5MW时，AGC的输入信号变化正常，机组的负荷则在140-200MW之间按照AGC的信号波动而改，系统实现了准确的响应效果。继续增加偏置值到2.0MW时，AGC信号出现缓慢变化，并向负荷大的方向增加，机组负荷在170-200MW之间波动；设定为2.5MW时，AGC控制信号则不会出现改变，维持在200MW上，机组负荷也为200MW；偏置值增加到3.0MW时，AGC遥控信号不断增加，直至达到满负荷。测试表明，设置AGC遥控信号的补偿值的方式来弥补系统控制上的不足是可行的，所以直接设定补偿偏置量，可以获得系统的良好响应结果。

3.2 AGC信号直接输入DEH系统的模拟

在分析AGC遥控信号进入到DEH系统中对锅炉运行的影响，在处理问题前利用模拟器对系统进行了仿真实验，模拟AGC信号直接输入到DEH系统中，给定输入端，控制发电机组的发电负荷。通过实验发现，机组发电的响应速度明显提高，缩短了系统控制中的延时情况，如果AGC控制信号相对变化较小的时候，大电机组的调峰调频和抢负荷能力都有所提高，有利于对机组的控制。同时锅炉运行的各项指标都在标准内，因此这样的控制改变时可行的。

4 结束语

针对AGC方式下200MW机组控制出现的问题进行分析可以看出，系统控制和计算过程中的响应效果和控制时间的滞后影响了系统控制的实际效果。在解决问题的过程中，主要也从这两个点入手，改变控制信号衰弱的幅度，并加以补偿，同时对信号输入方式进行改进，解决问题的同时也获得了较好的控制效果。

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