基于两个细则的火电机组AGC运行情况及优化.pdf

第 3 3卷第 2期 湖南电力 HU N A N E L E C T R I C P O WE R 2 0 1 3年 4月 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 8 0 1 9 8 ． 2 0 1 3 ． 0 2 ． 0 1 6 基于两个 细则的火 电机组 A GC运行情况及优化 刘复平 ，倪宏伟，彭双剑 湖南省 电力公 司科 学研究院，湖南 长沙 4 1 0 0 0 7 摘要 通过广泛收集湖南电网火电机组正式进行 “ 两个细则”考核后机组 A G C控制 方面存在的技术和管理问题，对部分机组进行 了 A G C控制和管理优化 ，取得初步成效。 并结合湖 南电网的特点 ，提 出下一步提高火电机组适应电网稳 定的 A G C优化措施 。 关键 词 两个细 则 ；火 电机 组 ；A G C；优化 ； 自动发 电控 制 中图分类号 T K 3 2 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 8 ． 0 1 9 8 2 0 1 3 0 2 ． 0 0 5 6 - 0 3 电力系统 自动发 电控制 A G C 即电力 系统 频率与有功 功率 的 自动控制 ，湖南 电 网 目前采用 E F CT B C 的 A G C 控 制 策 略，即 定 频 率 控 制 F F C 和联络线功率一频率偏差控制 T B C 。 2 0 0 9年 4月 1日湖南 电网开始实施 华 中区 域发 电厂并 网运行 管理 实 施 细则 试行 和 华中区域并 网发电厂辅助服务管理实施细则 试 行 以下简称 “ 两个细则” ，对发 电机组的 A G C控制提 出了明确的要求 ，经过 1年多的试行 ， 对保证电力 系统安全稳定运行方面发挥着显 著作 用 。在总结前期试运行经验 ，广泛听取各电力企业 意见的基础上 ，华 中电监局发布 了修改后 的 “ 两 个细则”，2 0 1 1年 9月 1日正式实施 。 “ 两个细则”实施后 ，调度方 面加大 了对 发电 厂 AG C运行 质量 的考核 ，特别是 2 0 1 0年 1 1月开 始采用的联络线功率一频率偏差控制 T B C 考核 中，在控制策 略方面 ，针对湖南电网的实际情况 ， 采用每 1 5 m i n过 1 次 5 0 H z的措施以减少联络线的 交换功率。加上 自2 0 1 0年冬天 以来 湖南 电网水 电 力不足 ，使部分担负调频和调峰任务的火力发电 机组在调度 A G C指令变化大 、反复调节 的情况下 ， 面临非常大的考核压力。机组实际负荷变化跟不上 调度负荷 的要求 ，燃烧不稳定 ，汽温变化频繁 ，对 电网和机组的安全稳定运行造成了很大的压力。 1 湖南 电网的运行情况 1 ． 1 “ 两个细 则 ” 对 发 电机组 A GC 的要 求 华 中区域发 电厂并 网运行管理实施细则对 收稿 日期 2 0 1 2 13 6 2 5 5 6 并网发电机组 A G C的主要要求有 并 网发电厂单机 1 0 0 M W 及 以上火 电机组和单 机容量 4 0 MW 及 以上非 贯 流式 水 电机组 应具 有 A G C功能。并 网发电机组 A G C的可投率和调节精 度 、调节 范 围、响应 速 度 等 应 满 足 要 求。加 装 A C C设备的并 网发 电厂应保证其 正常运行 ，不得 擅 自退 出并 网机组的 A G C功能 。对并 网发 电机组 提供 A G C服 务 的考核 内容 ，包 括 A G C的可 用 率 、调节容量 、调节速率 、调节精度等。 A G C的月 可 用率 必须 达 到 9 0 ％ 以上。具 备 A G C功能 的机组 ．应按 调度指令 要求 投人 A G C． A G C调节性 能要达到表 1的要求 ，每月 由电力调 度机构对所有机组 A G C控制单元 的调节性能进行 测试 表 1 火电机组 AGC调节性能要求 额定容量 调节范围 调节速度 调节精度 注 表 中 N e为额定容量。 第3 3卷第 2期 刘复平等 基于两个细则的火电机组 A G C运行情况及优化 2 0 1 3年 4月 1 ． 2采用 T P C方式后湖南电网负荷指令情况 图 1 是某 电厂 1台由湖南省调调度的 3 0 0 Mw 机组的 A G C指令在 2 4 h的变化趋势和机组 的实际 负荷变化情况 ，可 以发现 A G C指令变化频繁 ，在 相当一部分时间．实际负荷难 以跟不上 A G C指令 的变化。因此采用联络线功率一频率偏差控制后对 火电机组的 A G C调节能力提出了更高的要求。 一 L J l l l ● l ● I l ● 图 1 采取联络线功率一频率偏差控制的 AG C指 令 情况 1 ． 3湖南电网火电机组的 A GC的整体状况 目前湖南电网对于火 电机组 A G C的主要考核 内容主要是投运率和调节速率 。由于燃煤紧张 ，煤 质 比较差 ，部分电厂基于稳定燃烧的要求 ，对满足 A G C的负荷响应速度 的积极性不高。在 AG C管理 方面出现了将变负荷速率设置在低值 ，修改机组的 负荷上限和负荷下限等违反调度纪律的情况 。 湖南 电 网 的发 电 机 组 A G C 投 人 工 作 开 始 于 2 0 0 1年，大唐石 门电厂 1 ， 2机组是首批投入的 火电机组。目前并 网的单机 1 0 0 MW 及以上火 电机 组除耒阳电厂 1 ， 2 2 1 0 M W机组 由于给粉机的 原因暂时退 出 A G C以后 ．其他均正 常投人 A G C 。 目前 6 0 0 MW 级并上 5 0 0 k V网的火 电机组 由华 中 网调进行调度 ，其他机组由湖南省调进行调度 。 目前 A G C的投入率情况 比较理想。但 A G C速 率的负荷响应速度的情况则不理想。如某 电厂有 2 台省 网调度的 3 0 0 MW 机组 ，2台华 中电网调度 的 6 0 0 MW 机组 ．其 A G C的考核情况如表 2所示 。 从表 2可知．在 2 0 1 0年冬季 ，该 电厂有 4 0 ％ 的运行 13 A G C考核不合格 。相对 其他 电厂 ，该 电 厂的 A G C投入情况和响应速度还算 比较好 的，该 段时间在湖南 电网的 A G C考 核中排列第 2名 ，其 他电厂的情况更差一些 ，个别机组存在 9 0 ％ 以上 的运行 日A G C负荷响应速度都不满足要求的问题。 表 2 某电厂 A GC月度考核情况 2影响 AGC运行 的主要 问题 1 部分 中储式 的汽包炉机组 ，燃烧控制系统 采用 D E B方式 。协调方式采用 B F C C S ，由于调节 参数设置不合理 ，特别是在燃烧前馈设置上缺少应 对联络线功率一频率偏差控制下 A G C负荷指令频 繁变化的情况 ．难以完全满足 A G C变负荷的需要 。 2 部分采用双进双 出钢球磨煤机 的机组 ，由 于煤质差 ，磨煤机出力不足，加负荷需要采取临时 增加一次风压设定值 的方式 ，不能满足 A G C变负 荷的需要 。 3 有 4台机组 由于燃烧劣质煤 ，磨 煤机 力 不足 。电厂从机组燃烧稳定和经济性方面考虑 ，协 调方式采用 T F C C S ，主汽压和主汽温 比较稳定 ，但 负荷反方向调节比较多 ，其协调控制系统难 以适应 T B C下 负 荷 指 令 频 繁 变 化 的 要 求 ．需 要 开 展 T F C C S方式下的协调控制优化工作。 4部分机组主要控制设备存在问题 ，汽轮机 阀门流量特性与实际存在 比较大的偏差 ，调 门开度 点负荷变化慢 一些机组减温水系统的执行机构或 送 、引风机的执行机构存在问题 ，主汽温和炉膛负 压的控制不能满足机组 负荷频繁变化的要求。 5 一些电厂 由于燃煤成本的压力 大，大量燃 用偏离设计煤种的高硫煤和高挥发分 的印尼煤 。当 燃用高硫煤时，配煤掺烧的T作不到位 ，经常出现 加负荷过程中，超过脱硫系统的出力 ，只能停止加 负荷 ，等待煤种转换的情况 ；当燃用高挥发分的印 尼煤时 ．为防止磨煤机 出口温度的变化引起可能的 爆炸和 自燃 ，运行人员只投入使用正常燃煤 的磨煤 机容量风 自动 ，影响了机组变负荷的能力。 6 个别电厂对运行 的小指标考核倾 向于满足 机组的经济性 ．运行人员采用限制机组的变负荷速 率 。设定负荷上下 限区间等违反调度纪律 的措施 ， 5 7 第3 3卷第 2期 湖南电力 2 0 1 3年 4月 还有一些电厂的检修工作安排不合理，多次出现晚 高峰时 ，辅机检修工作还没有完成的问题。 响 A G C的其他 因素大幅度减少 。大幅度减 少了考 核电量。 3 优化火 电机组 AGC运行 的措施4 加强 AGC运行优化 的建议 1 一次风系统参 与燃烧控制。对于双进双 出 钢球磨煤机的直吹式机组 中，常规设计的协调控制 系统采用燃料主控控制磨 的出力 ，磨煤机的出力主 要靠调节磨煤机人 口一次风挡板开度 ，即调节进入 磨煤机的容量风量来实现。磨煤机人 口一次风挡板 的开度一般在 4 0 ％ 6 0 ％左右 。一 次风机动 叶控 制一次风母管压力。在此方案下，磨煤机的容量风 量的测量非常重要 。但不少机组 的容量风量测量装 置可靠性和可信性差 。因此采用一次风机动叶控制 锅炉主汽压是一种 比较可行 的方案。在该方案下 ， 磨煤机入口挡板保持全开 ，不但消除了一次风在磨 煤机入 口一次风挡板处大量 的节流损失 ，而且避免 了磨煤机人 口一次风挡板卡涩 、执行器故障等造成 系统无法调节的影响。同时由于一次风机动叶的调 节死区比磨煤机人 口一次风挡板要少得多，调节品 质也能够得到保证 。 2 送风 自动优化。送风控制系统投人 自动是 运行机组在 T B C方式下能否正常运行的重要 因素。 送风控制系统 由总风量 、烟气含氧量测量 ，风量需 求与送风调节器 ，氧量校正回路等组成 ，保证在燃 料和负荷扰动时 ，维持锅炉 的风煤 比和最佳含氧 量 。按照通常的设计 ，协调方式下送风指令主调量 为总燃料量 反馈 和锅炉 主控 指令 的大值 ；当 煤质大幅度变化时总燃料量和锅炉指令都会跟随变 化 ，造成风量大幅度波动影响炉 内燃烧稳定 。新 的 送风控制 系统根据燃烧系统 的实际情况 ．风量需求 主要根据风 、负荷 比值确定，以减少采取燃料量波 动对送风的影响 燃料 量视实 际情况作 为风量需 求的微分或修正信号 ，以稳定锅炉燃烧 。送风指 令取 “ 负荷指令 U L D的函数” 、 “ 负荷指令滤 波后的值函数” 和 “ 锅 炉需要的最小风量” 三者 之间的最大值 。 3 加强 A G C考核 电量的管理。在 A G C的管 理方面 ，部分电厂将 A G C的考 核电量分解到全厂 各专业 ，明确各专业加强 A G C管理 的措施 ，使影 58 1 A G C的优化和管理工作涉及到 电厂许 多专 业 ．相当一部分考核是由于调整不当或设备故障引 起的。因此加强 A G C工作的管理 。分解影 响 A G C 的各项指标是做好 A G C工作 的重点。 2 部分电厂存在采用设定负荷上下 限区间 的 问题 ，使得调度 的 A G C指令要求变动负荷时 ，实 际负荷指令和实际负荷几乎不变 。达不到 A G C运 行的要求。这些机组都设置了主汽压力偏差大闭锁 负荷增减的功能 ．应尽快取消运行画面上的设置负 荷上下限功能 。 3 针对长期燃用劣质煤的现实需要 。对于采 用 T F C C S方式运行的 电厂．应基于其 T F C C S方案 进行优化 ，以达到既满足电网要求 ，又有好的经济 指标的 目的。 4 影响机组变负荷能力 的，不仅是其协调控 制系统 ，汽温控制 、送风控制也是 2个非 常重要的 方面，亟待加强。 5 脱硫系统的出力 目前也是影 响机组变负荷 能力的一个重要因素 ，应加强配煤掺烧 的工作 ，防 止 出现 电网需要和环保要求相冲突的问题。对于准 备长期燃用高挥发分的印尼煤的机组 ，为保证机组 安全和电网调度 的要求 ，尽快进行设备改造 。 6 目前调度对发电机组的 A G C和一次调频的 考核中，都存在没有考虑两者相互影响的问题 ，需 要加块 P MU的布点工作 ，为更好地服务 A G C和一 次调频创造技术条件。 参考文献 1 ] 国家电监会华中监管局 ．关于印发 华 中区域并 网发 电厂辅 助服务管理实施细则 和 华中 区域发 电厂并 网运行管 理实 施细则 的通 知 华 中电监市场价 财 [ 2 0 1 1 ]2 0 0号 S ] ． 2 01 1 ． 作者简介 刘复平 1 9 7 3 一，男 ，湖南涟 源人 ，高 级工程 师 ，主 要从 事发 电机组 的热工技术监督工作。