并网发电机组自动发电控制管理创效措施

张波，董红江

(华电章丘发电有限公司，山东 章丘 250216)

0 引言

为规范市场秩序、推进电力市场建设、消除电力系统运行中的安全隐患，2011年9月，山东省正式颁布实施《华北区域发电厂并网运行管理实施细则》、《华北区域并网发电厂辅助服务管理实施细则》(以下简称“两个细则”)。“两个细则”的实施对并网发电厂安全、稳定和经济运行提出了更高的要求［1－3］。

细则实施后首月结算，结算结果是华电章丘发电有限公司(以下简称章丘公司)被考核29.66万元。为此，章丘公司从优化机组自动发电量控制(AGC)调节性能、保证AGC的投入率入手，以适应智能电网的要求，取得了显著效果。细则实施后的第2个月，章丘公司开始转亏为盈，截至2012年8月，累计创造经济效益2359.36万元。

1 机组概况

章丘公司总装机容量890MW。#1，#2机组均为145 MW机组，分别于2002年9月和12月投产，分散控制系统(DCS)使用上海自动化仪表股份有限公司生产的MAX500产品。机组投产时间较长，设备发生老化，部分设备特别是控制系统的性能指标一般，且机组没有单独的一次风机，一次风通过送风机提供，一次风压无法自动调节，整个系统的自动化水平较低，造成一期协调系统调节性能差和汽机调门调节性能差，无法满足AGC正常调整的需要，投产后，山东省电力调度中心(以下简称省调)一直未要求投入AGC方式。#3，#4机组均为300 MW机组，分别于2006年7月和9月投产，DCS使用上海自动化仪表股份有限公司生产的MAX－DNA系列产品，#3，#4机组投产后，根据调度指令要求投AGC方式运行，但由于煤质变化较大、二期协调系统调节性能一般及锅炉汽温和汽压波动大等原因，系统优化前，AGC调节性能较差，调节精度不高。

2 AGC管理创效的具体措施

2.1 制订管理办法，加强AGC技能培训

(1)制订AGC管理办法。积极制订公司内部“AGC管理奖惩办法”并组织各生产部门进行学习、宣贯，落实责任、明确分工、做到奖罚分明，同时，把AGC投入情况加入到指标竞赛中，作为影响小指标竞赛成绩的一项重要因素，切实提高员工投入AGC的积极性和主动性。

(2)加强AGC技能培训。邀请电网调度中心的专家进行“AGC管理和考核”的讲座培训，提高公司各部门对AGC运行方式的认识。

2.2 优化AGC调节性能的关键指标

AGC的调节性能主要通过3项指标进行测评，即:调节速率比值K1、调节精度比值K2、响应时间比值K3，K1，K2，K3的乘积即为AGC综合性能指标Kp，Kp值的大小直接影响“两个细则”对AGC的奖励力度。

(1)对目标负荷跟踪速率设定值进行优化试验，优化K1指标。K1是指机组实际负荷跟踪速率与调度规定基准速率的比值。根据规定，300MW机组AGC负荷跟踪基准速率为5 MW/min，但机组在实际调整过程中，省调下达单次AGC指令的负荷增减率有可能高于5 MW/min。同时，机组AGC目标负荷跟踪速率设定值为5 MW/min时，机组实际负荷跟踪速率往往难以达到5 MW/min的速率。因此，将机组AGC目标负荷跟踪速率设定值适当上调，有利于提高AGC调节速率。针对#3，#4机组K1偏低的问题，章丘公司通过试验，优化机组安全、稳定运行K1。机组AGC目标负荷跟踪速率设定值与AGC性能指标的特性关系如图1所示。

图1 调节速率设定值与AGC性能指标的特性关系

从图1可以看出，机组目标负荷跟踪速率设定值越高，K1，Kp值越高，当目标负荷跟踪速率设定值高于8 MW/min时，K1，Kp值增加不明显。由于“两个细则”要求K1最高值为1.20，若高于1.20按照1.20计算，基于设备安全考虑，章丘公司将机组AGC目标负荷跟踪速率设定值设为7 MW/min。

(2)对数据进行校对，优化调节精度K2指标。针对#3机组AGC调节精度不高的问题，章丘公司与电网公司相应监管部门取得联系并进行数据校对和AGC跟踪试验。

试验发现远动数据与DCS数据存在偏差，对1 min内平均值进行了分析，省调实际下达300 MW指令时，远动终端(RTU)接收的:AGC指令为300.32 MW(高 0.32 MW);DCS:AGC 指令 300.55 MW(高0.55 MW);机组反馈的远动有功 301.56 MW(高1.56 MW);从而造成+0.52%偏差，即造成AGC调节精度K2指标降低。通过以上分析可以看出，对远动数据与DCS数据存在的偏差进行修正后，大大提高了AGC K2指标。同样取1 min内平均值进行分析，省调实际下达300MW指令时，远动RTU接收的AGC 指令为 300.32 MW(高 0.32 MW);DCS:AGC指令300.00 MW(与省调下达指令相同);机组反馈的远动有功 300.03 MW(高 0.03 MW);偏差为 +0.01%。

2012年4月，优化后，K2指标的变化曲线如图2所示。

因此，应加强与省调沟通，及时发现AGC各指标数据的异常变化并随时进行调整。

(3)对汽轮机高调门进行流量特性试验，优化K3指标。

在实际运行中，发现在调门重叠位置上负荷与指令往往有较大偏差。章丘公司通过对机组高调门重叠度的调整试验，优化高调门重叠度曲线，保证高调门的线性特征，提高了负荷的跟踪效果。2012年4月份优化后，机组AGC K3指标得到明显提高。K3指标的变化曲线如图3所示。

图2 K2指标的变化曲线(2012)

图3 K3指标的变化曲线(2012)

2.3 完善AGC系统性能

由于锅炉燃料的滞后时间要远大于汽机调门的惯性时间，锅炉能量不平衡是导致主汽压力不稳定的主要原因。为此，章丘公司对协调控制逻辑进行了完善，在锅炉燃烧自动回路中增加了压力变化前馈。根据主汽压力的变化趋势提前增减燃料，减少过调量，让锅炉提前动作，依靠“提前的时间”来弥补锅炉的“惯性”;AGC系统功能完善后，在负荷升降过程中，主汽压力能维持较为稳定的状态，AGC系统自动化水平进一步得到提高。

2.4 加强与调度沟通，保证AGC“R”模式投入时间

AGC投入时间是提高AGC调整深度指标的最关键因素，为提高AGC的投入时间，应积极与电网公司联系，提前根据日前计划曲线，预判机组AGC负荷指令，合理安排制粉系统启、停时机，运行人员加强机组的运行调整，保证人为操作干预的合理性和准确性;对影响AGC性能和投入的设备缺陷作为重要缺陷，合理安排机组AGC方式计划，同时利用低负荷段消缺，督促消缺质量，加强燃料协调，保证燃料掺配掺烧质量。通过以上措施，大大减少了AGC“R”模式下被迫退出时间，保证了AGC调整深度。

3 抓实AGC管理的工作成效

3.1 经济效益

2011年9月至2012年8月，在山东电网“两个细则”正式实施期间，章丘公司着力加强机组AGC管理，取得显著的经济效益，具体结果如下。

(1)章丘公司因AGC投入，受“两个细则”累计奖励，在华电国际山东区域各发电单位中，排名第一，共获奖励1362.49万元(已减去AGC调节参数不合格的考核)。

(2)章丘公司因AGC投入，获发电量计划奖励69061 MW·h，按 全 厂 机 组 边 际 贡 献 0.09元/(kW·h)计算，可创造价值621.55万元。

(3)在AGC“R”模式下，增加了机组经济负荷下运行时间。夜间，非AGC“R”模式下机组平均负荷190 MW，设计煤耗337.44 g/(kW·h);AGC“R”模式下机组平均负荷240 MW，设计煤耗329.81 g/(kW·h)，标煤煤耗降低7.63 g/(kW·h)。夜间低负荷段7h，历时366d，节约标准煤4691.53t。标煤单价每吨按800元计算，节煤总效益=800×4691.53 ×10－4=375.32(万元)。

因此，经济效益总计:1362.49+621.55+375.32=2359.36(万元)。

3.2 社会效益及推广价值

(1)章丘公司AGC调节性能得到了电网公司的认可。AGC调节性能的优化，避免了电网AGC系统出现调整偏差，保证了电网频率和区域控制误差调整合格，区域电网运行可靠性得到了提高。

(2)机组在AGC方式下，增加了经济负荷下运行时间。经计算，每年累计节约标煤4691.53 t。

4 结论

章丘公司AGC管理创效的成功经验如下。

(1)制订管理办法，提高思想认识和加强技能培训。

(2)优化 AGC 关键测评指标(即 K1，K2，K3)。

(3)完善AGC系统性能。

(4)保证AGC“R”模式投入时间，可有效提高AGC管理水平，为企业创造了经济效益，有利于电网的可靠运行和节能。

［1］李丹，梁吉，孙荣富，等.并网电厂管理考核系统中AGC调节性能补偿措施［J］.电力系统自动化，2010，34(4):107－111.

［2］赵志丹，宋太纪，陈志刚，等.华能日照电厂#1，#2机组AGC控制功能优化研究［J］.热力发电，2010，39(11):77－81.

［3］陈永刚.9E联合循环电厂自动发电控制策略的研究［J］.华电技术，2012，34(S1):16 －18.

［4］董国威，杨平.经典控制器在区域互联电网自动发电控制系统中的应用［J］.华电技术，2011，33(9):13－15.

［5］张志雄，杨平.控制性能评价标准下的自动发电控制策略［J］.华电技术，2011，33(3):38 －40.