實(shí)現(xiàn)機(jī)組AGC功能的投入

楊月華

（大慶石油電力集團(tuán)油田熱電廠熱工分廠自動(dòng)班，黑龍江 大慶 163000）

1 AGC系統(tǒng)

1.1 機(jī)組協(xié)調(diào)系統(tǒng)

我廠DCS采用了西門子公司生產(chǎn)的分散控制系統(tǒng)TELEPERM-ME，#1、#2機(jī)組汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)為上海新華公司DEH-Ⅲ系統(tǒng)，#3機(jī)組汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)改造為DEH-V系統(tǒng)，滿足一次調(diào)頻及投入汽機(jī)主控自動(dòng)要求,具備投入?yún)f(xié)調(diào)控制及AGC功能的條件。

1.2 AGC 系統(tǒng)介紹

電力系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）原先稱為“電力系統(tǒng)頻率與有功功率的自動(dòng)控制”，它的發(fā)展和應(yīng)用還是在電力系統(tǒng)擴(kuò)大以后，尤其是二十世紀(jì)五十年代以來(lái)，電力系統(tǒng)的容量不斷增長(zhǎng)，各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的電力系統(tǒng)通過(guò)研究和試驗(yàn)，相繼實(shí)現(xiàn)了頻率與有功功率的自動(dòng)控制。

AGC即自動(dòng)發(fā)電功能，指的是電網(wǎng)調(diào)度中心直接通過(guò)機(jī)組DCS控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增、減機(jī)組目標(biāo)負(fù)荷指令的功能。

圖1 AGC系統(tǒng)與機(jī)組關(guān)系圖

2 AGC程序設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)思路

在硬件上完成電纜敷設(shè)、模件接線，軟件上完成AGC系統(tǒng)I/O點(diǎn)設(shè)計(jì)、DCS系統(tǒng)軟件組態(tài)、AGC控制邏輯軟件編制等項(xiàng)工作，并對(duì)AGC投入效果進(jìn)行仿真和調(diào)試。

2.2 硬件部分

2.2.1 完成信號(hào)傳遞

保證從遠(yuǎn)動(dòng)分廠RTU到DCS之間的省調(diào)負(fù)荷指令信號(hào)(4～20mA)能夠傳遞

（1）對(duì)電纜進(jìn)行校線，即#1計(jì)算機(jī)房到#3計(jì)算機(jī)的線路和#2計(jì)算機(jī)房到#3計(jì)算機(jī)的線路進(jìn)行校線，以確保信號(hào)傳遞準(zhǔn)確。

（2）鋪設(shè)#3計(jì)算機(jī)房到遠(yuǎn)動(dòng)分廠RTU控制柜和端子柜到單控柜的電纜。并進(jìn)行模件接線和DCS系統(tǒng)軟件組態(tài)，以實(shí)現(xiàn)DCS系統(tǒng)與省調(diào)之間的信號(hào)傳遞。

2.3 軟件部分

2.3.1 程序滿足AGC投入條件

（1）汽輪機(jī)和鍋爐為協(xié)調(diào)控制方式;（2）負(fù)荷必須大于140MW；（3）必須投入功率主控

根據(jù)這三個(gè)條件，完成邏輯功能塊。當(dāng)前負(fù)荷

圖2 AGC投入條件功能塊

2.3.2 運(yùn)行人員操作方面

2.3.2.1 保證AGC控制按鈕有效

最初試驗(yàn)時(shí)，點(diǎn)擊操作按鈕無(wú)反應(yīng)，經(jīng)研究確定其原因是，原程序開關(guān)量操作塊的時(shí)間設(shè)定太短，僅有0.1s,經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，對(duì)內(nèi)部邏輯進(jìn)行編譯，在系統(tǒng)邏輯中對(duì)AGC控制按鈕模塊加10S脈沖，這樣當(dāng)運(yùn)行人員點(diǎn)擊操作按鈕時(shí)，輸入命令便維持10s,保證命令發(fā)出，使運(yùn)行人員操作有效，試驗(yàn)效果明顯。

2.3.2.2 操作員無(wú)法監(jiān)視AGC狀態(tài)

在邏輯里設(shè)計(jì)AGC操作邏輯，并在WINOS顯示操作站上增加AGC控制面板，在面板上增加AGC“允許”、“解除”、“投入”這個(gè)三個(gè)操控按鈕塊及相應(yīng)顯示狀態(tài)，使運(yùn)行人員能夠?qū)GC進(jìn)行相關(guān)操作監(jiān)視。

圖3 AGC控制面板

2.3.2.3 無(wú)報(bào)警顯示

2.3.3 AGC信號(hào)方面設(shè)計(jì)

2.3.3.1 AGC省調(diào)信號(hào)擾動(dòng)

在GRAPH-CS邏輯圖中，用MAX和MIN塊對(duì)AGC負(fù)荷指令設(shè)置了一個(gè)上下限135MW-200MW，這樣便可當(dāng)AGC負(fù)荷指令超出135MW-200MW范圍時(shí)，機(jī)組維持當(dāng)時(shí)工況下實(shí)際負(fù)荷，AGC不能投入。從而達(dá)到維護(hù)機(jī)組負(fù)荷平穩(wěn)，安全運(yùn)行，不受信號(hào)干擾的目的。

2.3.3.2 信號(hào)制式與遠(yuǎn)程制式不符

省調(diào)來(lái)的4-20mA信號(hào)與我廠4-20mA信號(hào)的量程不一致，省調(diào)來(lái)的4-20mA信號(hào)對(duì)應(yīng)的是0到220MW,而我廠的4-20mA信號(hào)對(duì)應(yīng)的是0到311.77MW，為了與省調(diào)信號(hào)一致，通過(guò)校正，開發(fā)，在邏輯中進(jìn)行乘除運(yùn)算，使4-20mA對(duì)應(yīng)的功率量程與省調(diào)量程一致。

2.3.3.3 AGC指令超出機(jī)組當(dāng)時(shí)工況下最大負(fù)荷

由于機(jī)組實(shí)際運(yùn)行時(shí)，會(huì)遇到一些特殊情況如磨煤機(jī)故障和冬季熱網(wǎng)運(yùn)行等情況，使機(jī)組無(wú)法達(dá)到理論最高負(fù)荷，當(dāng)機(jī)組實(shí)際負(fù)荷達(dá)不到AGC負(fù)荷指令時(shí)，會(huì)造成機(jī)組主汽壓力劇烈波動(dòng)，為保證機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)行，在邏輯中進(jìn)行組態(tài)，把當(dāng)前運(yùn)行人員根據(jù)實(shí)際手動(dòng)設(shè)置的負(fù)荷作為AGC上限，從而保證機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)行的目標(biāo)。

2.3.4 AGC投入效果方面

(3)依次單擊[分析]、[回歸]、[線性]，彈出對(duì)話框.將左邊源變量Y送入 <因變量> 小框中，將X送入 <自變量> 小框中.自變量因變量

2.3.4.1 鍋爐負(fù)荷指令變化較慢，AGC控制效果不明顯

鍋爐負(fù)荷指令系統(tǒng)邏輯中，邏輯條件較多，系統(tǒng)龐大，協(xié)調(diào)速度較慢，無(wú)法快速跟隨AGC控制指令，影響AGC控制效果。通過(guò)修改鍋爐主控邏輯圖里的PID，對(duì)比例系數(shù)進(jìn)行增大，積分時(shí)間進(jìn)行減小，PID調(diào)節(jié)器進(jìn)行邏輯運(yùn)算，使調(diào)節(jié)速度加快，并使負(fù)荷上升速率和下降速率加大，快速響應(yīng)AGC的指令，達(dá)到AGC的指標(biāo)要求。

2.3.4.2 鍋爐主控站與功率主控站調(diào)節(jié)不同步

在功率主控站GRAPH-CS邏輯中設(shè)置了一個(gè)折線函數(shù),折線函數(shù)的功能是主汽壓力補(bǔ)償隨時(shí)可以調(diào)整鍋爐主控站在功率主控站的作用。

2.4 實(shí)驗(yàn)效果

通過(guò)對(duì)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的AGC投入進(jìn)行反復(fù)仿真和調(diào)試，對(duì)需要改進(jìn)的地方進(jìn)行整改，使AGC控制調(diào)試達(dá)到省網(wǎng)調(diào)所要求的AGC各項(xiàng)控制指標(biāo)及要求。投入AGC后機(jī)組負(fù)荷變化滿足從200MW到140MW的調(diào)整時(shí)間在20分鐘內(nèi)。

3 AGC投入意義

3.1 AGC投入作用

3.1.1 調(diào)度中心可直接通過(guò)信息處理及通信裝置發(fā)AGC命令至DCS系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)出力調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)AGC直送直調(diào)功能。直送直調(diào)的控制方式保證了AGC控制穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

3.1.2 AGC負(fù)荷指令在機(jī)組的實(shí)際負(fù)荷的基礎(chǔ)上變化，機(jī)組的負(fù)荷不會(huì)產(chǎn)生擾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了由CCS控制到AGC控制的無(wú)擾切換。

3.1.3 保證機(jī)組的安全運(yùn)行。AGC控制系統(tǒng)完善的邏輯控制回路，使機(jī)組快速處理突發(fā)事件的能力得到了提高，使單元機(jī)組能更加安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。

3.1.4 AGC的投入說(shuō)明單元機(jī)組的自動(dòng)化水平得到了很大的提高，增強(qiáng)了機(jī)組的負(fù)荷響應(yīng)能力，保證了電網(wǎng)的平衡調(diào)度。

3.2 AGC投入經(jīng)濟(jì)效益

投入AGC系統(tǒng)后的經(jīng)濟(jì)效益可以從以下幾個(gè)方面來(lái)分析：

3.2.1 該自動(dòng)化系統(tǒng)，大大的減輕了調(diào)度人員和運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

3.2.2 它的投入為保證電網(wǎng)頻率質(zhì)量，提高電網(wǎng)運(yùn)行的現(xiàn)代化水平發(fā)揮了重要作用。它的分配方案在正常情況下是自動(dòng)的，緊急情況下可以手動(dòng)，人工在線干預(yù)，從而在機(jī)組安全、可靠運(yùn)行的前提下，最大限度地提升機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，因此，其間接的經(jīng)濟(jì)效益也是很可觀的。

3.2.3 東北電監(jiān)局第十四條規(guī)定能夠按電力調(diào)度指令要求提供AGC服務(wù)的發(fā)電機(jī)組，根據(jù)AGC調(diào)整電量，每萬(wàn)千瓦時(shí)將補(bǔ)償600元。大慶油田熱電廠因此每年可獲得電網(wǎng)控制中心至少數(shù)十萬(wàn)元以上輔助服務(wù)支付費(fèi)用。

4 結(jié)語(yǔ)

投入AGC后，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，機(jī)組的自動(dòng)化水平得到提高，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。經(jīng)過(guò)對(duì)三臺(tái)機(jī)組的AGC投入改造，積累了豐富的AGC經(jīng)驗(yàn)，使工作人員的技術(shù)水平更加完善。

[1]李遵基.熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)[M].中國(guó)電力出版社,1997.