1000MW超超臨界機(jī)組AGC和一次調(diào)頻響應(yīng)改進(jìn)探討

1、1000MW超超臨界機(jī)組AGC和一次調(diào)頻響應(yīng)改進(jìn)探討1000MW超超臨界機(jī)組AGC和一次調(diào)頻響應(yīng)改良探討2064202109-0151-020 引言在1000MW超超臨界機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，由于自動(dòng)發(fā)電量操縱AGC方式特有缺陷，導(dǎo)致其頻繁發(fā)生協(xié)調(diào)系統(tǒng)大延時(shí)、負(fù)荷響應(yīng)慢等問(wèn)題。針對(duì)這一問(wèn)題，利用前饋超前響應(yīng)的方式，有望對(duì)機(jī)組協(xié)調(diào)協(xié)同及其子系統(tǒng)操縱規(guī)律、參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，有望解決主汽壓力、鍋爐過(guò)熱等參數(shù)跟隨緩慢問(wèn)題。據(jù)此，對(duì)1000MW超超臨界機(jī)組AGC和一次調(diào)頻響應(yīng)方式進(jìn)行優(yōu)化分析特別必要。1 1000MW超超臨界機(jī)組概況某廠2號(hào)機(jī)組鍋爐為東方鍋爐廠DG3024/28.25-，該機(jī)組鍋爐主要接受一次中間

2、再熱模式。其主要包括超超臨界單爐膛型直流爐、上海汽輪廠N1000-26.25/600/600超超臨界凝汽式機(jī)組兩個(gè)模塊。其中超超臨界單爐膛型直流爐為對(duì)沖燃燒模式，DCS與DEH為一體化設(shè)計(jì)的國(guó)產(chǎn)maxDNA系統(tǒng)。2 1000MW超超臨界機(jī)組AGC和一次調(diào)頻響應(yīng)改良思路2.1 1000MW超超臨界機(jī)組AGC和一次調(diào)頻運(yùn)行現(xiàn)狀1在該廠2號(hào)機(jī)組鍋爐運(yùn)行期間，由于機(jī)組常常發(fā)生斷煤，且煤熱值和負(fù)荷不匹配。再加上輔機(jī)發(fā)生故障缺陷頻率較高，導(dǎo)致2號(hào)機(jī)組鍋爐投用AGC較少。2由于AGC指令和機(jī)組負(fù)荷測(cè)點(diǎn)不匹配、AGC速率設(shè)定及精度不精確、沒(méi)有根據(jù)規(guī)定要求開(kāi)展AGC性能試驗(yàn)，導(dǎo)致2號(hào)機(jī)組鍋爐AGC投運(yùn)精度、速率

3、不高。3由于現(xiàn)階段該廠區(qū)2號(hào)機(jī)組補(bǔ)氣閥沒(méi)有正常運(yùn)行。再加上節(jié)能模式下一次調(diào)頻動(dòng)作量設(shè)定失誤，導(dǎo)致該廠區(qū)2號(hào)機(jī)組鍋爐一次調(diào)頻響應(yīng)速度及動(dòng)作量與標(biāo)準(zhǔn)值差距較大。2.2 1000MW超超臨界機(jī)組AGC和一次調(diào)頻改良標(biāo)準(zhǔn)1依據(jù)江蘇省國(guó)家電網(wǎng)兩個(gè)最新方法的相關(guān)要求，國(guó)家電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)能量治理系統(tǒng)EMS為全部在運(yùn)AGC機(jī)組調(diào)整速率主要測(cè)定測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)。即全部在運(yùn)AGC機(jī)組調(diào)整速率應(yīng)到達(dá)額定容量的1.50/min。在每低于額定容量0.10%/min后，可以5/kW為標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行考核。同時(shí)國(guó)家電網(wǎng)EMS系統(tǒng)，還可進(jìn)行AGC的調(diào)整精度的操縱。即操縱機(jī)組鍋爐AGC平均調(diào)整精度到達(dá)額定容量的0.50%左右。而對(duì)于達(dá)不到要求

4、的運(yùn)行機(jī)組，可根據(jù)每超出0.10%額定容量/d*wkW，進(jìn)行考核。隨后可利用調(diào)整速率因子，將AGC機(jī)組的速率進(jìn)行合理劃分。從可容忍區(qū)間、懲辦區(qū)間、嘉獎(jiǎng)區(qū)間、標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間等層次進(jìn)行優(yōu)化分析，以加強(qiáng)1000MW超超臨界機(jī)組AGC速率、精度間聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)AGC速率和AGC精度相掛鉤。2根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)規(guī)定的1000MW超超臨界機(jī)組AGC一次調(diào)頻要求。即1000MW超超臨界機(jī)組一次調(diào)頻事故實(shí)測(cè)動(dòng)作量應(yīng)在其額定容量的6%以上，且1000MW超超臨界機(jī)組一次調(diào)頻測(cè)試動(dòng)作量應(yīng)在其額定容量的3.0%以上。同時(shí)1000MW超超臨界機(jī)組一次調(diào)頻響應(yīng)指數(shù)在0-15s、0-30s、0-45s的區(qū)間內(nèi)，應(yīng)分別到達(dá)0.40、0.6

5、0、0.70。對(duì)于無(wú)法到達(dá)要求的1000MW超超臨界機(jī)組，可根據(jù)每低于0.05/d*wkW，進(jìn)行考核1。3 1000MW超超臨界機(jī)組AGC和一次調(diào)頻響應(yīng)改良思路3.1 AGC負(fù)荷反饋和負(fù)荷指令信號(hào)校準(zhǔn)措施1保證機(jī)組接收的負(fù)荷指令與電網(wǎng)調(diào)度指令的一致性是1000MW超超臨界機(jī)組負(fù)荷調(diào)整速率提升的首要調(diào)整。因此，在1000MW超超臨界機(jī)組AGC參數(shù)優(yōu)化設(shè)置過(guò)程中，電廠熱工操縱人員可以AGC負(fù)荷指令信號(hào)校準(zhǔn)為重要工作，首先在1000MW超超臨界機(jī)組AGC系統(tǒng)內(nèi)，經(jīng)微波，將電網(wǎng)調(diào)度EMS系統(tǒng)傳輸?shù)诫姀S側(cè)遠(yuǎn)動(dòng)RTU。隨后以電廠側(cè)遠(yuǎn)動(dòng)RTU為傳輸中介，利用硬接線方式，將信號(hào)傳輸至1000MW超超臨界機(jī)組D

6、CS系統(tǒng)。同時(shí)考慮到上述信號(hào)傳輸距離較遠(yuǎn)且傳輸節(jié)點(diǎn)較冗雜，為幸免長(zhǎng)距離傳輸階段指令信號(hào)出現(xiàn)偏差，電廠熱工操縱人員可以RTU與DCS系統(tǒng)間傳輸電纜為考核要點(diǎn)，在保證電纜屏蔽性能肯定的基礎(chǔ)上，對(duì)1000MW超超臨界機(jī)組AGC進(jìn)行離線調(diào)試2。2具體1000MW超超臨界機(jī)組AGC離線調(diào)試工作主要是在AGC閉環(huán)聯(lián)調(diào)前，針對(duì)電網(wǎng)調(diào)度EMS系統(tǒng)與電廠側(cè)遠(yuǎn)動(dòng)RTU、1000MW超超臨界機(jī)組AGC接口裝置與DCS系統(tǒng)之間，進(jìn)行AGC信號(hào)調(diào)試，以保證上述系統(tǒng)間指令信號(hào)的穩(wěn)定、精確傳輸。需要留意的是，在調(diào)度負(fù)荷指令期間，電廠熱工操縱人員可以電網(wǎng)調(diào)度EMS主機(jī)發(fā)出的機(jī)組期望出力指令值作為調(diào)度負(fù)荷指令，操縱實(shí)際調(diào)度負(fù)荷

7、質(zhì)量與調(diào)度負(fù)荷質(zhì)量期望值間偏差在1.0MW以下，保證1000MW超超臨界機(jī)組AGC調(diào)整精度。3根據(jù)江蘇省電力調(diào)度自動(dòng)化處提出的新版發(fā)電企業(yè)考核方法，電廠可以1000MW超超臨界機(jī)組實(shí)際出力偏差，即電廠DCS中的實(shí)際出力與省調(diào)EMS中實(shí)際出力的差值為標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合AGC負(fù)荷指令偏差特點(diǎn)，操縱電廠DCS中的AGC負(fù)荷指令與省調(diào)EMS中的AGC負(fù)荷指令的差值與實(shí)際處理偏差間差值肯定值小于1.0MW。4由于該廠區(qū)2號(hào)機(jī)組DCS、DEH發(fā)電機(jī)有功數(shù)據(jù)均由六個(gè)功率變送器輸出信號(hào)獲得，而電力調(diào)度EMS系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)有功數(shù)據(jù)，主要經(jīng)溝通采樣裝置獲得數(shù)據(jù)上傳后獲得，兩者有功功率來(lái)源的差異，導(dǎo)致該1000MW超超臨界機(jī)

8、組DCS、調(diào)度EMS中發(fā)電機(jī)有功數(shù)值偏差較大，進(jìn)而影響了1000MW超超臨界機(jī)組AGC性能。據(jù)此，電廠熱工操縱人員可以與繼電愛(ài)護(hù)專業(yè)人員合作，以現(xiàn)有自動(dòng)化系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)改動(dòng)最少為標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行1000MW超超臨界機(jī)組AGC響應(yīng)優(yōu)化技術(shù)方案制定。 3.2 規(guī)范調(diào)整負(fù)荷改變率設(shè)定值該廠區(qū)1000MW超超臨界機(jī)組AGC調(diào)整速率設(shè)定值大多在8.0MW左右，1000MW超超臨界機(jī)組額定容量為1000.0MW，而由于該廠區(qū)操縱系統(tǒng)具有肯定延遲性，以往設(shè)定速率并不能到達(dá)規(guī)定要求。據(jù)此，電廠熱工操縱人員可根據(jù)1.5%額定容量/min需求，結(jié)合理論負(fù)荷設(shè)定改變率15MW/min，將實(shí)際設(shè)定值設(shè)定為13.0MW/m

9、in以上，從根本上上保證1.5%額定容量/min要求。3.3 調(diào)整主汽壓穩(wěn)定平衡由于1000MW超超臨界機(jī)組反饋調(diào)整為小幅度調(diào)整模式，因此，為保證整體1000MW超超臨界機(jī)組AGC操縱系統(tǒng)調(diào)整精確度，電廠熱工操縱人員可根據(jù)該1000MW超超臨界機(jī)組以往組態(tài)規(guī)律模式，對(duì)AGC操縱參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。即接受負(fù)荷指令前饋+PID反饋的調(diào)整方案，盡可能的將整個(gè)操縱系統(tǒng)整定成開(kāi)環(huán)調(diào)整方式，保證整體操縱系統(tǒng)前饋操縱回路參數(shù)整定精確度。同時(shí)考慮到1000MW超超臨界機(jī)組AGC指令改變?nèi)唠s性較高，且1000MW超超臨界機(jī)組主汽壓、燃料、給水等各操縱量波動(dòng)幅度較大。為保證過(guò)熱器管道熱應(yīng)力、鍋爐水冷壁受熱肯定，電

10、廠熱工操縱專業(yè)人員可以鍋爐爆管操縱為要點(diǎn)，在常規(guī)負(fù)荷指令前饋+PID反饋的AGC調(diào)整方式的基礎(chǔ)上，綜合接受先進(jìn)過(guò)程操縱、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)操縱、預(yù)報(bào)操縱、自適應(yīng)操縱、模糊操縱等先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)行1000MW超超臨界機(jī)組的優(yōu)化操縱。在1000MW超超臨界機(jī)組AGC優(yōu)化中接受的INFIT，主要是在以往主體框架的基礎(chǔ)上，在反饋操縱模塊接受先進(jìn)國(guó)際中最優(yōu)質(zhì)的操縱算法，即預(yù)算操縱技術(shù)。通過(guò)將預(yù)算操縱技術(shù)代替以往PID操縱模式，可以預(yù)先分析主蒸汽溫度、主蒸汽溫度、冷再溫度等參數(shù)被調(diào)量改變趨勢(shì)。隨后依據(jù)主蒸汽溫度、主蒸汽溫度、冷再溫度等參數(shù)被調(diào)量改變量，進(jìn)行對(duì)應(yīng)操縱模式的設(shè)置，以提高1000MW超超臨界機(jī)組操縱系統(tǒng)的抗干

11、擾能力3。此外，為幸免響應(yīng)外界AGC指令改變時(shí)導(dǎo)致機(jī)前壓力的波動(dòng)過(guò)大，電廠熱工操縱人員可適當(dāng)放寬限制汽機(jī)調(diào)門動(dòng)作壓力波動(dòng)同意值。同時(shí)將汽機(jī)調(diào)門動(dòng)作壓力壓力偏差值由1.0MPa放大到1.5MPa，以保證1000MW超超臨界機(jī)組AGC性能。3.4 修正機(jī)組滑壓曲線在爐跟機(jī)協(xié)調(diào)操縱模式下，為進(jìn)一步提高1000MW超超臨界機(jī)組AGC、一次調(diào)頻響應(yīng)效率，電廠熱工操縱人員可將CCS汽機(jī)主控作為負(fù)荷操縱器。通過(guò)對(duì)1000MW超超臨界機(jī)組負(fù)荷指令與實(shí)際負(fù)荷進(jìn)行對(duì)比分析，可將分析結(jié)果以汽機(jī)指令輸出的方式，傳送至DEH系統(tǒng)，保證1000MW超超臨界機(jī)組調(diào)門開(kāi)度操縱效率。隨后由于該廠DEH系統(tǒng)可看作協(xié)調(diào)操縱系統(tǒng)中的

12、一個(gè)調(diào)整機(jī)構(gòu)，在其正常運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)向末級(jí)伺服卡內(nèi)DEH投入轉(zhuǎn)速/功率、最終調(diào)門輸出項(xiàng)目協(xié)作，可形成閉環(huán)操縱系統(tǒng)。此時(shí)CCS輸出的汽機(jī)指令就為功率指令;而在1000MW超超臨界機(jī)組變負(fù)荷運(yùn)行中，若升負(fù)荷階段經(jīng)1000MW超超臨界機(jī)組主汽調(diào)門超過(guò)45%，則可對(duì)高壓調(diào)門曲線進(jìn)行檢查。綜合考慮經(jīng)濟(jì)型、調(diào)整特性，準(zhǔn)時(shí)調(diào)整高壓調(diào)門滑壓曲線，保證1000MW超超臨界機(jī)組汽機(jī)高調(diào)門開(kāi)度指示40%，提高1000MW超超臨界機(jī)組一次調(diào)頻效率。4 1000MW超超臨界機(jī)組AGC和一次調(diào)頻響應(yīng)改良效果在1000MW超超臨界機(jī)組增加AGC模式優(yōu)化后，1000MW超超臨界機(jī)組在穩(wěn)定負(fù)荷時(shí)，主汽壓力偏差肯定值在0.150MPa以下，1000MW超超臨界機(jī)組主汽和氣再熱汽溫偏差肯定值在1-2之間。且在1000MW超超臨界機(jī)組大幅度變負(fù)荷、或者受到不穩(wěn)定因素干擾時(shí)，可以保證1000MW超超臨界機(jī)組主汽壓力偏差肯定值在0.5MPa以下，1000MW超超臨界機(jī)組主汽溫偏差及再熱汽溫偏差肯定值分別在15、8以下。在這個(gè)基礎(chǔ)上，通過(guò)1000MW超超臨界機(jī)組AGC及一次調(diào)頻優(yōu)化，其現(xiàn)有參數(shù)可在1000MW超超臨界機(jī)組運(yùn)行半個(gè)周期內(nèi)恢復(fù)穩(wěn)定，到達(dá)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，從根本上降低了1000MW超超臨界機(jī)組參數(shù)反復(fù)振蕩問(wèn)題發(fā)生概率。5