中调滚动负荷指令自动控制系统在沾化电厂的应用

2013-10-15刘金元李永春张运泽钱广彦

山东电力技术 2013年3期

刘金元,李永春，张运泽，钱广彦

（1.华能沾化热电有限公司，山东滨州 256800；2.山东里彦发电有限公司，山东里彦 273517）

0 引言

沾化电厂3号、4号机组DCS系统为北京国电智深EDPF－2000型，该系统的操作员环境和部分的工程师环境是基于Windows NT Server内核。组态总体效率低，且组态占用DPU内核空间较大，调试及修改困难，无法实现准确的负荷目标“负荷曲线设定”法，实际负荷出力常超出调度中心给定的日计划出力曲线。运行值班员需时刻监视调度中心通过WEB发布的实时优化调度指令，获取到每台机组的实时调度值，手动操作不断改变机组协调控制系统自动调节负荷目标值，协调控制系统再根据逐次设定的目标值，自动调节闭环控制。山东电网要求各机组出力必须在下达的计划出力线的±2%包络线之内，常规系统无法满足负荷曲线越限考核和日电量偏差考核（±0.5%）要求。

为适应调度中心日计划调度以每15 min或更短时间一次修正发电负荷指令的要求，采用LN－RGC实时调度控制器，从电力调度中心通过WEB发布的滚动负荷指令中，自动获取到每台机组的实时调度指令值和下一时刻预测调度指令值，并送出两个4～20 mA信号，以硬接线方式传送到各机组的DCS。机组DCS根据下发的实时调度目标值和下一时刻预测调度值，实现实时优化调度的闭环控制。

1 LN－RGC实时调度控制器

LN－RGC实时调度控制器主要分为滚动负荷指令获取、负荷指令可靠性分析、负荷指令RGC 4～20 mA信号输出三大部分，见图1。

采用WEB客户端软件（GetWeb）实时从WEB服务器获取各个机组滚动负荷指令及其它网上相关信息，包括调度网页服务器时间，接入到LN－RGC实时调度控制器中，如果无法获得指令，或时间停止时，输出报警信号，同时使得下发指令输出默认值。

LN－RGC实时调度控制器接收到负荷指令后，进行数据有效性、通信状态等可靠性分析和优化处理，发送到模拟量输出（AO）模块，如不能通过可靠性分析，则通过开关量输出（DO）模块报警，通知DCS切换到异常处理模式。

LN－RGC采用带隔离功能的模拟量输出模块接收控制器的指令输出两路4～20 mA信号至每台机组DCS，DO输出模块通过一个常闭接点的继电器检测系统电源是否故障，模拟量输出信号精度达到0.05%。

LN－RGC实时调度控制器基于LN2000 DCS设计开发，具有LN2000 DCS的全部功能，包括丰富的控制逻辑、简洁的操作界面、历史数据查询、实时历史趋势显示和统计报表等，常用技术参数可以在运行过程中逐渐修正和修改，包括时间补偿参数和输出时间设置，零点负荷处理、负荷变化速率保护等。

2DCS系统RGC逻辑控制

由于沾化电厂地处电网末梢、机组容量较小，AGC功能暂不具备投入条件，采用计划调度模式。RGC系统是基于协调控制系统的基础上产生的，是CCS控制系统的一个分支，其组态见图2。

在CCS控制系统中引入RGC指令，利用原有的CCS控制系统调节回路，节省运行值班员手动输入，避免人为计算及输入数值误差和时间差等，使控制指令及时到位、准确。控制实际负荷与调度指令最大偏差在±6 MW范围内，否则切为手动调整。要想适应调度中心日计划调度以每15 min或更短时间一次修正发电负荷指令的要求，机组必须提高控制指令变化的灵活性、准确性，且必须有一个稳定的运行工况，选择80 MW负荷为切入点，运行人员先投入协调控制，然后通过机组负荷管理中心左下方投入RGC和切除RGC按钮，投入或切除RGC系统运行。RGC系统投入前，RGC控制回路输出指令自动跟踪实际负荷，当RGC系统投入后将自动切换为（RGC＋RGC偏置）的综合值，使得RGC投入及切除实现无扰控制。但RGC投运瞬间由于省调发布的实时优化调度指令滚动变化或实际负荷发生轻微的波动，可能造成投入瞬间目标负荷与实际负荷存在微量偏差，此时DCS组态内RGC逻辑自动计算并转换为偏置量显示出来，并为运行值班员提供两个手动调整偏置增、减按钮来最终消除（偏差最大幅度为5 MW）。正常运行中值班员还可通过改变偏置量控制机组负荷压上限或下限运行。

图2 DCS组态原理图

图3 负荷控制界面

因RGC回路为CCS自动组态的一个分支，所以CCS切除时一定会切除RGC回路，另外LN－RGC实时调度控制器与电力调度中心WEB网络通讯故障、RGC指令品质坏、RGC指令与机组实时负荷偏差大（±6MW）时均将使RGC回路切位手动操作。负荷控制界面如图3所示。

3 RGC投运前后效果对比

RGC投运前（2011年10月25日）机组实际出力与滚动计划曲线图（见图4）可以清晰地看到实际出力线多次偏离调度下发的滚动计划曲线，偏离次数较多、持续时间短较长、偏离幅度加大。调度中心下发的沾化电厂前一天的曲线考核通知见图5。

从RGC投运后机组实际出力与滚动计划曲线图（见图6）可以清晰地看到实际出力线基本与调度滚动计划曲线重合，个别时间实际出力线出现突出，但偏离次数较少、偏离幅度较小、持续时间段较短。

图5 调度中心下发的沾化电厂前一天的曲线考核通知

图4 RGC投运前机组实际出力与滚动计划曲线图

图6 RGC投运后机组实际出力与滚动计划曲线图

图7 RGC投运后调度下发的沾化电厂前一天的曲线考核通知

从RGC系统投运前、后机组负荷跟踪情况及调度考核通知上可以明显的对比出，每天机组负荷越限次数明显减少，越限幅度大幅降低。因调度考核以每5 min为一个时段，全天288个时段。电力调度机构EMS系统实时采集发电机出口电力，要求机组出力必须在下达的计划出力线的±2%包络线之内，电量偏差必须在计划电量的±0.5%幅度内。为此我厂增加机组实时负荷与RGC指令偏差超出RGC指令±0.5%达2 min时，操作员站CRT画面发“负荷越限±0.5%”声光报警信号，及时提醒运行值班员人为干预，防止长时间负荷越限现象发生。通过投运前、后调度中心每天的考核通知书中考核时长及次数对比，效果显而易见。

由于每台机组均存在变负荷迟缓性，特别是当机组负荷大幅变化时，从燃料、风量、给水量等的增减，到锅炉热量、蒸发量、负荷变化量的改变，需要一个迟延过程，但值班员若能及时预知并及时调整机组运行工况，可以大大减缓机组变负荷的迟缓性，所以我厂增加RGC实时调度值和15 min后预测调度值相差大于5 MW时，操作员站CRT画面发“RGC指令／15 min指令偏差＞5 WM”负荷变化过快报警，提醒监盘员来及时调整，预先干预缩短迟缓时间。