浅析电网火电机组DEB控制策略应用与优化

霍婷婷

摘  要：电网火电机组DEB是当今电网系统发电产能所广泛使用的控制系统，是保障电网机组正常稳定运行的重要工序，在我国电网事业中有着不可替代的重要地位。但现存的多数DCS系统的调节器过于单一，对直吹式机组参与电网的深度调节时干扰大。为将电网火电机组DEB的效益发挥到最大，要从提高火电机组对AGCDE的负荷响应能力入手协调设计理念综合改进多方运行模式。

关键词：电网  火电机组  DEB控制策略  应用与优化

中图分类号：TM76           文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）07（a）-0091-03

Abstract： The DEB of thermal power units in power grids is a control system widely used in power generation capacity of power grid systems today. It is an important process to ensure the normal and stable operation of power grid units， and it has an irreplaceable important position in my country's power grid business. However， the regulators of most existing DCS systems are too simple， and interfere with the direct-blowing units in the deep regulation of the power grid. In order to maximize the benefits of the DEB of the thermal power unit in the power grid， it is necessary to start from improving the load response capacity of the thermal power unit to AGCDE to coordinate the design concept and comprehensively improve the multi-party operation mode.

Key Words： Power grid; Thermal power unit; DEB control strategy; Application and optimization

隨着经济的发展和相关技术的进步，电网火电子机控制技术从原始的美国研发的初级技术逐步改进为电网火电组DEB控制系统。同时单元机组协调控制系统即CCS是AGC投入使用的基础，它使电网的能量在工作时可以达到基本平衡的状态。为简化控制系统，协调能量之间的平衡减少资源浪费，在对自动发电控制的进一步研究后电网火电机组DEB系统应运而生。本文就电网火电机组DEB的控制策略的应用与优化进行分析。

1  煤量变化滞后，提高机组变负荷效率

火电系统具有大幅度输入与输出、强耦合多变的特点，其中锅炉和汽轮机是保障电网系统稳定运行的重要组成部分。由于它们的动态对象差异较大，锅炉呈现出大惯性、非线性和时变形的特征，汽轮机呈现出高能量推动和产出的特征，为使两者相互配合以保障电网火电机组的正常运转，要积极引入机组负荷协调控制系统，对锅炉的煤炭使用量、用水供给量、风量和汽轮机调门开度设定适合的参数，使机组负荷、主蒸汽压力等主要输出参数达到最佳，以实现电网火电机组负荷性能和自身安全经济运转高速发展的需要。但是仍存在着煤量变化相较于汽机调门动作而言相对滞后的问题，当锅炉运行时能量需求BD发生改变后，对煤量的指令才可以随之变化，但是BD变动要在汽机调门动作调解指令后才能接收到信息，导致气压偏差大而闭锁负荷增减变动。

例如针对煤量变化滞后于汽机调门动作的问题，工作人员可以通过提高机组变负荷效率予以改进。首先由于目前的DEB控制方式，进一步提高机组变负荷速率对技术水平的要求较高，增加成本超过利润。因此要综合考虑到锅炉正常运转的工作量和可操作性，在保留原有电网火电机组DEB控制系统框架的基础上同时保留原有的RB控制系统和汽机的主要控制回路，通过改进现在使用的DEB技术中存在的缺陷，以锅炉侧的煤量变化滞后为例，改变它的前馈生成模式，使BR指令与汽机调门动作指令的传达基本一致，从而减少煤炭在使用中由于信息传导不及时带来的浪费。其次，它具体表现为保留原有的燃料控制PID，改进PID的前馈方式。传统的BD指令将不再作为前馈方式，而只是作为PID的设定值而使用，所以此时BD指令由前馈转为反馈调节参与PID。新的前馈模式通过采用负荷指令的函数的模式，开展一定的速率限制实现兼顾负荷指令与煤量变化的目的。

2  煤量超调方式不合理，采用新的超控系统

直接能量平衡即DEB控制方法是以直接能量平衡为原理实现汽轮机与锅炉配合工作，防止出现锅炉的非线性和惯性影响协调控制的单向解耦的频发。可是当电网火电机组对机组变负荷性能需求的提高和锅炉燃煤数量种类的变化、燃煤品质良莠不齐等问题出现时，DEB系统的不足日益显现。其中需要注重注意的是煤量超调方式的不合理，BD指令本身就有超调的功能，其再经过“超前滞后”环节的生产，当发生气压闭锁现象后，负荷指令将不发生变化，导致煤量超调复位，对主气压的回复产生不利影响，最终影响机组的负变荷性能。

例如针对煤量超调方式不合理的问题，研究人员可以采用新的超控系统，合理规划煤量使用。首先明确电网火电机组协调DEB控制策略的主要特点是：快速控制机组发电负荷，与外界要求向匹配，再根据汽机对锅炉的能量需要控制锅炉产能，在合理的原材料使用范围内保持能量的平衡和主蒸汽机压力。因此技术人员应当输入合适的热值修正系数，用煤量的BD指令就可以自动进行相应的调整。除此之外，超控系统还要对用煤量的PID系统改变参数，以提高主气压和负荷量的控制质量。如依据符合指令对应的函数进行自主调整燃料控制系统的所占比重的变化。接下来汽压偏差将自行调动燃料调节器的积分作用。对于不同的变负荷和稳态运行的工作情况，如当处于动态变负荷的过程中时要减缓积分作用，防止过度积分而导致的超调过多，燃煤利用率低造成的浪费现象;当处于稳态调节的工作状态下时，恢复保持积分作用，来抵消静态控制带来的偏差。平衡好两种工作状态中，积分作用的力度，使超控系统最大程度地发挥作用，实现经济效益与环境效益的统一。

3  对燃煤品质适应力差，加入煤质热值修正系数

由于电网对火电机组AGC变负荷功能需求的不断提升，同时所使用的燃煤种类变化大，用煤品质良莠不齐掺烧的情况频发，导致电网火电机组在同等生产环境下所生产的电能无论是在数量上还是耐用性上皆难以满足当下的发展需要。对于其中，由于原先的控制系統中不包含现使用的燃煤热值修正系数，因此无法自动根据燃煤种类和品质的变动，更改指令。只能被迫地依照能量需求和锅炉热量产生的偏差，反映煤质的变化。暴露出火电机组对燃煤品质变化适应力不足的问题。

例如针对火电机组对燃煤品质适应能力差的问题，研究人员可以通过加入煤质热值修正系数的方式予以解决。首先要进行热能量形式负荷试验，根据上述两个方法先进行优化升级，当机组停机处于检修状态时用控制逻辑修改的方式进行冷态功能测试并在恢复运行后开展热态负荷试验。实验验证新的超调控制功能处于良性的运行状态中。结果表明与原先的反馈系统相比新的反馈系统更为先进，实际输出的PID值与真正的用煤量接近，由此精准地反映出前馈量的变化。之后研究人员，再将前馈量变化、煤量变化和PID指数变化等信息输入到计算机中，得出一个通用的热值系数。接下来，负责操作的专业人员根据当前各项指数的具体变化情况输入到合适的热值系数中，煤炭资源投入量就可以进行自主开展调整。一般情况下参考当前电网火电机组最常见的煤种，如果将燃煤热值4500大卡每千克设定为标准热值，在使用优质煤炭时，燃煤的平均热值将呈现计算得出的热值系数大于1高于标准的现象，煤量前反馈量相应减小;使用质量不合规定的煤，燃煤平均热值会呈现出计算结果小鱼1即低于标准热值的现象，燃煤使用的前反馈量加大。在新的超调控制中，加入煤质热值修正系数，可以同时满足检验本批煤原料的质量和减少煤量的浪费，节约成本提高企业的经济效益。高质量的煤炭也保障了电网火电机组的良性运行。

4  结语

通过分析现采用的电网火电机组DEB控制系统的不足，提出了如提高机组变负荷效率、采用新的超控系统和加入煤质热值修正系数等改进方法。既保留了DEB系统的基本框架，又满足了现存DCS系统控制器单一和直吹式机组溶洞大的不足，在技术的传播和运用上为相关的企业提供便利，促进我国电网事业的进一步发展，保障社会的良性运行与协调发展。

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