供热机组AGC综合优化策略研究

2018-03-07孙建国姚坤李越男陈国宏侯永军刘富栋

科技创新导报 2017年32期

孙建国　姚坤　李越男　陈国宏　侯永军　刘富栋

摘要：目前鉴于火电机组AGC性能优化的多影响因素和跨学科特性，大部分研究工作都围绕单个策略进行深入研究，从整体角度对火电机组进行全局优化的公开有实际应用价值的研究成果较少。本文针对达拉特电厂#2机组AGC控制无法满足电网“两个细则”的要求，经常被考核，影响了机组的经济性，对#2组AGC进行综合优化控制策略研究，不仅包括机组控制逻辑及参数的优化，还包括汽机本身的调速控制曲线进行优化；此外，还设计了考虑运行综合经济性的滑参数运行曲线三维优化策略。实际测试试验验证了该方法的有效性和实际工程应用价值。

关键词：330MW 火电机组 AGC 综合优化

中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）11（b）-0038-02

AGC控制是现代化电力系统运行控制的核心技术。随着大规模风电接入电网，加剧了电力系统的不确定性和随机性。为确保电力系统安全、稳定、经济运行，电网对AGC提出了更高的要求。目前，受到许多研究者的高度关注，从多方面做了不同程度的探索研究工作，如机组控制策略[1]及PID控制参数[2]优化最为广泛，也有学者对提升火电机组AGC性能的混合储能优化控制与容量规划方法做了研究[3]。然而，由于火电机组AGC优化涉及多个专业知识，因此，上述这些研究都是着眼于单一方面，很少又从全局进行多个影响因素的综合优化控制策略研究。此外，机组运行方式优化中目前主要考虑运行经济性[4]，还未考虑AGC的影响因素。文献[5]在锅炉低氮燃烧和脱硝系统改造以后，针对影响AGC系统投入的因素，分析原因并采取相应措施，完善机组负荷控制策略，包括锅炉主控前馈信号、汽轮机负荷指令、一次调频控制逻辑、一次风压渊整负荷、磨煤机容量风、热风和旁路风挡板控制回路；根据锅炉特性变化，完善燃烧控制模型，通过解决影响AGC系统投入问题以后的技术经济性分析。因此，主要从控制策略角度对机组多个发电单元进行控制策略逻辑设计及参数寻优，也没有综合考虑汽轮机本体的综合优化。还有学者从全电网角度，考虑多种类型的发电资源自身调节特性，进行AGC优化控制策略研究。

本文针对达拉特电厂#2机组AGC控制无法满足电网“两个细则”的要求，经常被考核，影响了机组的经济性，对#2组AGC进行综合优化控制策略研究，取得了良好的应用效果。

1 机组AGC综合优化方案设计及实施

本次优化方案主要体现的是综合性能优化，包括关键控制系统逻辑及参数、调门特性曲线以及滑参数运行曲线等多个方面。对每一部分优化工作概况详细地介绍如下。

1.1 风烟系统

1.1.1 送风机风压控制系统

对送风机出口风压控制进行优化，根据锅炉加煤先加风的原则。

1.1.2 一次风机母管压力控制

对一次母管压力控制进行优化，根据锅炉加煤先加风的原则，克服锅炉迟延和惯性。

1.2 给水控制系统

对汽泵给水控制设计及优化，变参数保证汽包水位波动小、稳定，提高AGC的投入率。

1.3 主汽温度控制系统

对一、二级温度控制进行优化，降低对AGC的速率、精度的影响。

1.4 汽轮机阀门曲线

对顺序阀时流量曲线和重叠度的优化，从根上解决汽轮机的调速性能，提高AGC的速率、精度。

1.5 滑压运行曲线

从冬、夏季被压的变化角度，对滑压曲线进行优化，再考虑并提高机组AGC响应速率的同时，注重机组运行经济性的问题。

1.6 协调控制系统

1.6.1 锅炉主控制器优化

对锅炉主控的调节器参数进行前馈量的优化。

1.6.2 汽机主控制器优化

对锅炉主控调节器的进行前馈量的优化。

2 优化后的效果

对机组进行综合优化后，进行实际应用测试。如图1所示，为AGC优化后，在190MW负荷下AGC指令做锯齿波变负荷扰动试验。在做锯齿波变负荷扰动中，压力偏差最大0.53MPa，實际负荷指令和实际负荷最大偏差4MW，负荷变化幅值为30～50MW。如图2所示，为负荷270MW下，AGC指令做15～20MW的负荷变动。在这种情况下，压力偏差最大0.29MPa，实际负荷指令和实际负荷最大偏差2MW。

3 结论及展望

本文在达拉特电厂#2机组AGC控制无法满足电网“两个细则”的要求、经常被考核，影响机组运行间接经济性的需求驱动下；针对目前火电机组AGC性能优化研究的片面性，从多因素的整体优化角度对火电机组进行全局优化，取得的结论如下。

（1）考虑了机组AGC性能影响的多个方面，包括汽轮机、锅炉和辅机。

（2）不仅优化机组的控制逻辑设计，而且还优化控制参数。

（3）在对汽机本身的调速控制曲线进行优化的同时，还设计了考虑运行综合经济性的滑参数运行曲线三维优化策略。

实际测试试验结果表明：该综合优化策略对改进机组AGC性能效果显著，具有极大的实际推广应用工程价值。

参考文献

[1] 王仁锴，刘红岩，牛玉广，等.基于AGC考核指标的PID参数优化研究[J].热能动力工程，2017（7）：58-63.

[2] 姚建村，梅兰，徐樾，等.基于CPS标准的火电机组AGC模糊优化控制策略[J].广东电力，2017，30（6）：11-16.

[3] 牛阳，张峰，张辉，等.提升火电机组AGC性能的混合储能优化控制与容量规划[J].电力系统自动化， 2016，40（10）：38-45.

[4] 万杰，许天宁，李泽，等.热电联产机组抽汽供热期的汽轮机滑压运行优化方法[J].节能技术，2015，33（1）：33-37.

[5] 侯典来.火电机组AGC系统优化的技术措施研究[J].中国电力，2016，49（6）：10-14.