翟曉佳

【摘 要】火電機(jī)組動(dòng)力裝置的正常運(yùn)行離不開協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的主要作用就是將機(jī)組生產(chǎn)過程中每一個(gè)環(huán)節(jié)的能量與質(zhì)量進(jìn)行合理分配與調(diào)節(jié)，保證各個(gè)部分的穩(wěn)定與安全，從而確保整個(gè)機(jī)組的正常運(yùn)行。在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，不同機(jī)組的運(yùn)行狀況會(huì)有明顯的差別，因此不同機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)理應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的實(shí)際實(shí)時(shí)工況進(jìn)行設(shè)置與調(diào)整，這就需要利用基于AGC模式的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)控制功能，在主控制系統(tǒng)的集中調(diào)控下匹配控制流程的各相關(guān)環(huán)節(jié)。

【關(guān)鍵詞】AGC模式；協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)；火電機(jī)組

1.AGC模式控制技術(shù)

AGC控制是在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)是進(jìn)化演變發(fā)展而來的一種電力控制核心技術(shù)，是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化的重要組成部分之一，能夠很好的處理電力系統(tǒng)的不確定性與隨機(jī)性，極大程度的提高系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定性，AGC模式的控制技術(shù)應(yīng)用方式多種多樣，不同的方式依據(jù)不同的技術(shù)原理，能夠起到的控制效果也各有不同。

2.協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)

目前的火力發(fā)電廠中配備的發(fā)電機(jī)組基本上已經(jīng)普及了協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的使用，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)最明顯的特點(diǎn)就是能夠夠在電網(wǎng)不斷發(fā)生改變的同時(shí)還能夠比較好的維持機(jī)組負(fù)荷保持標(biāo)準(zhǔn)值不變動(dòng)，這是發(fā)電機(jī)組能夠正常運(yùn)行的基本保證。同時(shí)如果在生產(chǎn)或者工作過程中出現(xiàn)了某些調(diào)頻調(diào)峰的要求，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的存在能夠使得機(jī)爐系統(tǒng)對指令信號及時(shí)做出反饋，電網(wǎng)不會(huì)因此而產(chǎn)生波動(dòng)，干擾正常運(yùn)行，這都是協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)通過實(shí)現(xiàn)各部分設(shè)備的順序控制、聯(lián)鎖控制、自動(dòng)控制等各種控制功能而達(dá)到的功能效果。

協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要功能模塊包括負(fù)荷指令設(shè)定回路以及記錄主控控制回路兩個(gè)部分，負(fù)荷指令設(shè)定回路的主要功能是從外接輸入設(shè)備獲得操作人員設(shè)置的操作指令，依此回路處理輸入信號生成機(jī)組負(fù)荷指令，再與機(jī)組最大允許出力控制回路的輸出信號進(jìn)行取小處理，之后將取小處理之后的輸出值送入到機(jī)爐主控制回路，同時(shí)，控制回路在完成上述這些功能的同時(shí)還需要接收處理功率偏差和汽壓偏差兩個(gè)誤差信號信號，最終將這些處理過后的信號送入到子系統(tǒng)中去。

機(jī)組協(xié)調(diào)控制方式常見的有四種，分別是手動(dòng)方式，鍋爐跟隨方式，汽機(jī)跟隨協(xié)調(diào)控制方式，機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方式，以鍋爐跟隨方式為例介紹機(jī)組協(xié)調(diào)控制的一般過程：汽機(jī)的主要作用是調(diào)節(jié)機(jī)組負(fù)荷，鍋爐的主要作用則是不同，其主要是為了調(diào)節(jié)控制主蒸汽壓力。在工作過程中，如果負(fù)荷發(fā)生變換，那么機(jī)組汽機(jī)結(jié)構(gòu)就會(huì)收到變負(fù)荷的調(diào)節(jié)指令，將負(fù)荷信號與實(shí)際負(fù)荷進(jìn)行細(xì)致比較就可以馬上得到負(fù)荷偏差信號，此時(shí)只需要基于比較得到的偏差信號再對汽門進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，就能夠合理的監(jiān)督控制汽量的有效范圍，這調(diào)節(jié)過程中如果調(diào)節(jié)調(diào)門開度，主汽壓力就會(huì)依據(jù)調(diào)門開度的變化而變化，這就使得主汽壓力實(shí)際值會(huì)逐漸偏離設(shè)定值，產(chǎn)生偏差。該偏差信號通過鍋爐主控器的計(jì)算處理就能夠獲取到燃料控制信號和給水控制信號，這兩個(gè)控制信號恰好能夠很好的抵消掉主汽壓力偏差。

3.AGC模式下機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)存在的問題與優(yōu)化

某火力發(fā)電廠兩臺(tái)660MW機(jī)組接收AGC信號，通過CCS系統(tǒng)來運(yùn)算出負(fù)荷差，與實(shí)際負(fù)荷相比較，進(jìn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)。自該協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)投入運(yùn)行以來，AGC調(diào)節(jié)品質(zhì)比較差、出現(xiàn)過一次調(diào)頻動(dòng)作不正確的現(xiàn)象，該次事故造成機(jī)組產(chǎn)生較大波動(dòng)，對機(jī)組的各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)造成一定的影響，通過事故故障現(xiàn)場排查，并調(diào)閱生產(chǎn)記錄發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的主要問題包括磨煤機(jī)制粉風(fēng)量控制差高壓閥門擺動(dòng)，造成負(fù)荷不穩(wěn)等現(xiàn)象，是本次調(diào)頻動(dòng)作失誤的主要原因，針對這兩個(gè)問題進(jìn)行了深入分析與討論。

3.1 磨煤機(jī)制粉風(fēng)量控制差

AGC功能主要由三個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，包括機(jī)組控制環(huán)、區(qū)域調(diào)節(jié)控制環(huán)以及計(jì)劃跟蹤環(huán)，其中機(jī)組控制環(huán)通過DCS系統(tǒng)完成，區(qū)域調(diào)節(jié)控制這是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，他的功能是保證區(qū)域控制誤差為零，計(jì)劃跟蹤控制則是依據(jù)計(jì)劃設(shè)計(jì)發(fā)電基點(diǎn)功率。能夠?qū)GC響應(yīng)時(shí)間產(chǎn)生影響的主要原因?qū)嶋H上由于鍋爐響應(yīng)的遲延，這一現(xiàn)象主要出現(xiàn)在制粉過程當(dāng)中，中間貯倉系統(tǒng)對于增加燃燒率的反應(yīng)速度最快，鋼球磨煤機(jī)則比其反應(yīng)速度稍微慢一點(diǎn)點(diǎn)。通常各電廠采取的提高制粉系統(tǒng)反應(yīng)速度的方法是增強(qiáng)煤量和一次風(fēng)量的前饋?zhàn)饔?，充分利用磨煤機(jī)內(nèi)的蓄粉，迅速改變給煤量，改變鍋爐燃燒率，減少純遲延時(shí)間。實(shí)際測試過程中，火電機(jī)組實(shí)際負(fù)荷升到70%以上時(shí)，汽輪機(jī)主控輸出達(dá)到了100%，不能正常提供負(fù)荷調(diào)節(jié)功能，無法滿足AGC調(diào)節(jié)要求。

可以從兩個(gè)方面尋找解決該問題的措施，優(yōu)化協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能，第一個(gè)方面是將原本比較小的主汽壓力設(shè)定值增加一定比例，原因是在負(fù)荷快速變化的情況時(shí)雖然主控輸出能夠一定程度上快速反應(yīng)，卻因?yàn)橹髌麎毫υO(shè)定值過低而導(dǎo)致自動(dòng)邏輯PID參數(shù)出現(xiàn)積分飽和，高壓調(diào)門變?yōu)槿_狀態(tài)，顯然是不注意實(shí)現(xiàn)負(fù)荷調(diào)整的功能的。另一方面由于現(xiàn)場磨煤機(jī)容量風(fēng)門性能差、故障率比較高，經(jīng)常出現(xiàn)一些意想不到的特殊故障情況，增加閥門的響應(yīng)時(shí)間，限制風(fēng)量的調(diào)整程度，使得負(fù)荷不能成功得到有效地調(diào)節(jié)。因此綜合考慮各方面情況，需要對汽機(jī)主控、鍋爐主控邏輯采取優(yōu)化設(shè)計(jì)，增強(qiáng)煤量和一次風(fēng)量前饋?zhàn)饔?，不斷的對機(jī)組設(shè)備各項(xiàng)功能參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，杜絕PID參數(shù)積分飽和現(xiàn)象的發(fā)生。

3.2高壓閥門擺動(dòng)、負(fù)荷波動(dòng)

該裝置運(yùn)行正常時(shí)，蒸汽輪機(jī)高壓力控制閥處于順閥狀態(tài)，協(xié)調(diào)功能、控制功能和自動(dòng)負(fù)荷頻率調(diào)制等主要功能都處于成功實(shí)現(xiàn)狀態(tài)，而當(dāng)機(jī)組負(fù)荷下降一半時(shí)，機(jī)組高壓力控制閥條門就出現(xiàn)多次擺動(dòng)，負(fù)荷也隨之出現(xiàn)波動(dòng)現(xiàn)象，給機(jī)組的正常運(yùn)行帶來安全隱患，必須排除該現(xiàn)象出現(xiàn)的具體原因，采取處理措施進(jìn)行優(yōu)化。

結(jié)束語

本文首先介紹了AGC模式以及協(xié)調(diào)控制技術(shù)的基本概念，重點(diǎn)對協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的重要性、組成結(jié)構(gòu)、工作原理進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)之上通過實(shí)際生產(chǎn)過程總結(jié)了磨煤機(jī)制粉風(fēng)量控制差、高壓閥門擺動(dòng)、負(fù)荷波動(dòng)等問題，并針對性地提出了解決問題的優(yōu)化措施。

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（作者單位：國網(wǎng)太原供電公司）