供熱機(jī)組AGC綜合優(yōu)化策略研究

孫建國(guó)　姚坤　李越男　陳國(guó)宏　侯永軍　劉富棟

摘 要：目前鑒于火電機(jī)組AGC性能優(yōu)化的多影響因素和跨學(xué)科特性，大部分研究工作都圍繞單個(gè)策略進(jìn)行深入研究，從整體角度對(duì)火電機(jī)組進(jìn)行全局優(yōu)化的公開(kāi)有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的研究成果較少。本文針對(duì)達(dá)拉特電廠#2機(jī)組AGC控制無(wú)法滿(mǎn)足電網(wǎng)“兩個(gè)細(xì)則”的要求，經(jīng)常被考核，影響了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)#2組AGC進(jìn)行綜合優(yōu)化控制策略研究，不僅包括機(jī)組控制邏輯及參數(shù)的優(yōu)化，還包括汽機(jī)本身的調(diào)速控制曲線(xiàn)進(jìn)行優(yōu)化；此外，還設(shè)計(jì)了考慮運(yùn)行綜合經(jīng)濟(jì)性的滑參數(shù)運(yùn)行曲線(xiàn)三維優(yōu)化策略。實(shí)際測(cè)試試驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性和實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：330MW 火電機(jī)組 AGC 綜合優(yōu)化

中圖分類(lèi)號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）11（b）-0038-02

AGC控制是現(xiàn)代化電力系統(tǒng)運(yùn)行控制的核心技術(shù)。隨著大規(guī)模風(fēng)電接入電網(wǎng)，加劇了電力系統(tǒng)的不確定性和隨機(jī)性。為確保電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，電網(wǎng)對(duì)AGC提出了更高的要求。目前，受到許多研究者的高度關(guān)注，從多方面做了不同程度的探索研究工作，如機(jī)組控制策略[1]及PID控制參數(shù)[2]優(yōu)化最為廣泛，也有學(xué)者對(duì)提升火電機(jī)組AGC性能的混合儲(chǔ)能優(yōu)化控制與容量規(guī)劃方法做了研究[3]。然而，由于火電機(jī)組AGC優(yōu)化涉及多個(gè)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，因此，上述這些研究都是著眼于單一方面，很少又從全局進(jìn)行多個(gè)影響因素的綜合優(yōu)化控制策略研究。此外，機(jī)組運(yùn)行方式優(yōu)化中目前主要考慮運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性[4]，還未考慮AGC的影響因素。文獻(xiàn)[5]在鍋爐低氮燃燒和脫硝系統(tǒng)改造以后，針對(duì)影響AGC系統(tǒng)投入的因素，分析原因并采取相應(yīng)措施，完善機(jī)組負(fù)荷控制策略，包括鍋爐主控前饋信號(hào)、汽輪機(jī)負(fù)荷指令、一次調(diào)頻控制邏輯、一次風(fēng)壓淵整負(fù)荷、磨煤機(jī)容量風(fēng)、熱風(fēng)和旁路風(fēng)擋板控制回路；根據(jù)鍋爐特性變化，完善燃燒控制模型，通過(guò)解決影響AGC系統(tǒng)投入問(wèn)題以后的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析。因此，主要從控制策略角度對(duì)機(jī)組多個(gè)發(fā)電單元進(jìn)行控制策略邏輯設(shè)計(jì)及參數(shù)尋優(yōu)，也沒(méi)有綜合考慮汽輪機(jī)本體的綜合優(yōu)化。還有學(xué)者從全電網(wǎng)角度，考慮多種類(lèi)型的發(fā)電資源自身調(diào)節(jié)特性，進(jìn)行AGC優(yōu)化控制策略研究。

本文針對(duì)達(dá)拉特電廠#2機(jī)組AGC控制無(wú)法滿(mǎn)足電網(wǎng)“兩個(gè)細(xì)則”的要求，經(jīng)常被考核，影響了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)#2組AGC進(jìn)行綜合優(yōu)化控制策略研究，取得了良好的應(yīng)用效果。

1 機(jī)組AGC綜合優(yōu)化方案設(shè)計(jì)及實(shí)施

本次優(yōu)化方案主要體現(xiàn)的是綜合性能優(yōu)化，包括關(guān)鍵控制系統(tǒng)邏輯及參數(shù)、調(diào)門(mén)特性曲線(xiàn)以及滑參數(shù)運(yùn)行曲線(xiàn)等多個(gè)方面。對(duì)每一部分優(yōu)化工作概況詳細(xì)地介紹如下。

1.1 風(fēng)煙系統(tǒng)

1.1.1 送風(fēng)機(jī)風(fēng)壓控制系統(tǒng)

對(duì)送風(fēng)機(jī)出口風(fēng)壓控制進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)鍋爐加煤先加風(fēng)的原則。

1.1.2 一次風(fēng)機(jī)母管壓力控制

對(duì)一次母管壓力控制進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)鍋爐加煤先加風(fēng)的原則，克服鍋爐遲延和慣性。

1.2 給水控制系統(tǒng)

對(duì)汽泵給水控制設(shè)計(jì)及優(yōu)化，變參數(shù)保證汽包水位波動(dòng)小、穩(wěn)定，提高AGC的投入率。

1.3 主汽溫度控制系統(tǒng)

對(duì)一、二級(jí)溫度控制進(jìn)行優(yōu)化，降低對(duì)AGC的速率、精度的影響。

1.4 汽輪機(jī)閥門(mén)曲線(xiàn)

對(duì)順序閥時(shí)流量曲線(xiàn)和重疊度的優(yōu)化，從根上解決汽輪機(jī)的調(diào)速性能，提高AGC的速率、精度。

1.5 滑壓運(yùn)行曲線(xiàn)

從冬、夏季被壓的變化角度，對(duì)滑壓曲線(xiàn)進(jìn)行優(yōu)化，再考慮并提高機(jī)組AGC響應(yīng)速率的同時(shí)，注重機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的問(wèn)題。

1.6 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)

1.6.1 鍋爐主控制器優(yōu)化

對(duì)鍋爐主控的調(diào)節(jié)器參數(shù)進(jìn)行前饋量的優(yōu)化。

1.6.2 汽機(jī)主控制器優(yōu)化

對(duì)鍋爐主控調(diào)節(jié)器的進(jìn)行前饋量的優(yōu)化。

2 優(yōu)化后的效果

對(duì)機(jī)組進(jìn)行綜合優(yōu)化后，進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用測(cè)試。如圖1所示，為AGC優(yōu)化后，在190MW負(fù)荷下AGC指令做鋸齒波變負(fù)荷擾動(dòng)試驗(yàn)。在做鋸齒波變負(fù)荷擾動(dòng)中，壓力偏差最大0.53MPa，實(shí)際負(fù)荷指令和實(shí)際負(fù)荷最大偏差4MW，負(fù)荷變化幅值為30～50MW。如圖2所示，為負(fù)荷270MW下，AGC指令做15～20MW的負(fù)荷變動(dòng)。在這種情況下，壓力偏差最大0.29MPa，實(shí)際負(fù)荷指令和實(shí)際負(fù)荷最大偏差2MW。

3 結(jié)論及展望

本文在達(dá)拉特電廠#2機(jī)組AGC控制無(wú)法滿(mǎn)足電網(wǎng)“兩個(gè)細(xì)則”的要求、經(jīng)常被考核，影響機(jī)組運(yùn)行間接經(jīng)濟(jì)性的需求驅(qū)動(dòng)下；針對(duì)目前火電機(jī)組AGC性能優(yōu)化研究的片面性，從多因素的整體優(yōu)化角度對(duì)火電機(jī)組進(jìn)行全局優(yōu)化，取得的結(jié)論如下。

（1）考慮了機(jī)組AGC性能影響的多個(gè)方面，包括汽輪機(jī)、鍋爐和輔機(jī)。

（2）不僅優(yōu)化機(jī)組的控制邏輯設(shè)計(jì)，而且還優(yōu)化控制參數(shù)。

（3）在對(duì)汽機(jī)本身的調(diào)速控制曲線(xiàn)進(jìn)行優(yōu)化的同時(shí)，還設(shè)計(jì)了考慮運(yùn)行綜合經(jīng)濟(jì)性的滑參數(shù)運(yùn)行曲線(xiàn)三維優(yōu)化策略。

實(shí)際測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果表明：該綜合優(yōu)化策略對(duì)改進(jìn)機(jī)組AGC性能效果顯著，具有極大的實(shí)際推廣應(yīng)用工程價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 王仁鍇，劉紅巖，牛玉廣，等.基于AGC考核指標(biāo)的PID參數(shù)優(yōu)化研究[J].熱能動(dòng)力工程，2017（7）：58-63.

[2] 姚建村，梅蘭，徐樾，等.基于CPS標(biāo)準(zhǔn)的火電機(jī)組AGC模糊優(yōu)化控制策略[J].廣東電力，2017，30（6）：11-16.

[3] 牛陽(yáng)，張峰，張輝，等.提升火電機(jī)組AGC性能的混合儲(chǔ)能優(yōu)化控制與容量規(guī)劃[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化， 2016，40（10）：38-45.

[4] 萬(wàn)杰，許天寧，李澤，等.熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組抽汽供熱期的汽輪機(jī)滑壓運(yùn)行優(yōu)化方法[J].節(jié)能技術(shù)，2015，33（1）：33-37.

[5] 侯典來(lái).火電機(jī)組AGC系統(tǒng)優(yōu)化的技術(shù)措施研究[J].中國(guó)電力，2016，49（6）：10-14.

[6] 郭亮，于昌海，吳繼平，等.四川電網(wǎng)AGC機(jī)組協(xié)調(diào)優(yōu)化控制策略研究與應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2016， 44（17）：159-164.endprint