1、前言 自動發(fā)電控制簡稱AGC(Automatic Generation Control)，它是能量管理系統(tǒng) (EMS)的重要組成部分。它是按電網(wǎng)調(diào)度中心的控制目標將指令發(fā)送給有關(guān)發(fā)電廠或機組，通過電廠或機組的自動控制調(diào)節(jié)裝置，實現(xiàn)對發(fā)電機功率的自動控制。
隨著火力發(fā)電廠DCS系統(tǒng)的廣泛應用，機組自動控制水平明顯提高，機組協(xié)調(diào)控制技術(shù)日漸成熟。這為實現(xiàn)自動發(fā)電控制提供了必要條件。
哈三電廠200MW機組在1999年DCS系統(tǒng)改造時設計并逐步投入AGC系統(tǒng)，和所有新技術(shù)的應用一樣，哈三電廠在AGC的投入方面也存在著認識、提高，再認識、再提高的過程。特別是近年來，隨著鍋爐和汽機主輔助設備不斷進行完善改造，加上自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)更換改進后其調(diào)節(jié)質(zhì)量得不斷提升，原有AGC系統(tǒng)參數(shù)不適應新設備。為此，我們不斷摸索，進行一系列調(diào)整、改進和完善，目前控制系統(tǒng)已經(jīng)達到適應AGC控制要求。
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哈三電廠AGC系統(tǒng)概述
哈三200MW機組AGC屬于單一遙調(diào)模式AGC方式， 機組在這種方式下運行，AGC控制方式在當?shù)兀?/SPAN>AGC的投、切由現(xiàn)場運行調(diào)度人員和省調(diào)值班人員通過調(diào)度通信完成，并由現(xiàn)場運行人員在DCS系統(tǒng)上完成AGC的投切。省調(diào)僅僅下傳一個4－20mA的AGC功率指令給當?shù)氐倪h動裝置RTU，通過遠動裝置RTU的遙調(diào)功能來實現(xiàn)對機組的AGC自動控制。這種純遙調(diào)調(diào)節(jié)的AGC模式，既有利于現(xiàn)場機組的安全運行，又能最大限度地滿足電網(wǎng)調(diào)度的需要。
該系統(tǒng)主要由三部分構(gòu)成，如圖1所示。
一是RTU系統(tǒng)，負責與調(diào)度中心進行無線數(shù)據(jù)交換，獲取調(diào)度中心的負荷指令，同時將機組的實時負荷、負荷上限、負荷下限、變負荷率及機組控制方式等信息傳遞給調(diào)度中心；二是機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)CCS，該系統(tǒng)將RTU系統(tǒng)送來的調(diào)度負荷指令依據(jù)機組的動態(tài)特性，按著CCS的控制策略形成汽機負荷指令和鍋爐負荷指令；三是執(zhí)行系統(tǒng)，汽機指令的執(zhí)行系統(tǒng)是DEH， 鍋爐負荷指令的執(zhí)行系統(tǒng)是燃料、風量、汽溫等控制系統(tǒng)。
3 AGC主控系統(tǒng)-協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)分析
AGC在省局調(diào)度產(chǎn)生負荷指令以后，具體在電廠中主要以協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)方式進行調(diào)節(jié)控制，因此，AGC的調(diào)節(jié)質(zhì)量主要取決于協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)質(zhì)量。
3.1 協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)組成
哈三電廠200MW機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是根據(jù)協(xié)調(diào)控制原理并結(jié)合機組實際運行情況而設計出來的。精簡了少數(shù)目前國內(nèi)200MW機組還不迫切需要的運行方式,如滑壓運行，一次調(diào)頻功能等。同時，由于哈三兩臺200MW機組鍋爐采用中間儲倉式制粉系統(tǒng)和調(diào)速式電動給水泵，給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)和汽溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的獨立性較強，因此，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)主要實現(xiàn)對給粉機轉(zhuǎn)速控制（即給粉量）、送風量、爐膛負壓3個子系統(tǒng)的控制管理。
協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的主控制器系統(tǒng)主要包括以下幾部分：
- 機組負荷指令形成（LOAD）
- 鍋爐負荷控制（Boiler Master）
- 汽機負荷控制（Turbine Master）
- 運行方式選擇與切換（LMCC）
3.2 AGC在協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中控制原理
AGC在協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中以負荷指令形式對協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)進行干預。
首先，在協(xié)調(diào)方式下，投入AGC以后AGC指令經(jīng)過負荷指令產(chǎn)生邏輯產(chǎn)生AGC的負荷指令。該指令與機組實發(fā)功率之間產(chǎn)生功率偏差信號。該功率偏差信號連同汽壓偏差信號同時送到汽機調(diào)節(jié)器Wt1(S)和鍋爐調(diào)節(jié)器Wt2(S)。在穩(wěn)定工況下，實發(fā)功率等于功率給定值No。機前壓力Pt等于壓力給定值Po。當要求增加負荷時，將出現(xiàn)一個正的功率偏差信號(No-Ne)。此信號通過汽機調(diào)節(jié)器開大調(diào)節(jié)閥，增加實發(fā)功率。同時，這個信號也作用到鍋爐調(diào)節(jié)器Wt2(S)，使燃料量增加，使蒸汽量增加。當調(diào)節(jié)閥開大時，會立即引起機前壓力下降。盡管此時鍋爐已經(jīng)開始增加燃料量，但由于燃料量——機前壓力通道有一定慣性。這時仍會有正的壓力偏差(Po-Pt)信號出現(xiàn)，這個信號按正方向作用到鍋爐調(diào)節(jié)器，繼續(xù)增加燃料量，同時反方向作用到汽機調(diào)節(jié)器，力圖使壓力恢復到正常值。正的功率偏差信號和負的壓力偏差信號作用的結(jié)果會使調(diào)節(jié)閥開大到一定程度后停止，這時汽機實發(fā)功率還沒達到功率給定值，這種狀態(tài)只是暫時的，正因為正的功率偏差信號與負的汽壓偏差信號同時通過鍋爐調(diào)節(jié)器，使鍋爐增加燃料量。隨著機前壓力逐漸恢復，壓力偏差逐漸減小，這時汽機調(diào)節(jié)閥在正的功率偏差信號的作用下繼續(xù)開大，提高實發(fā)功率，直到功率和汽壓均與給定值相等，機組達到新的穩(wěn)定狀態(tài)。
由此可見。在機組適應AGC電網(wǎng)負荷變化過程中協(xié)調(diào)控制方式允許有一定的汽壓波動，以便能充分利用鍋爐的蓄熱量，使機組級較快地適應電網(wǎng)的要求,同時又能確保汽壓的波動在允許的范圍內(nèi)。另外，由于鍋爐調(diào)節(jié)器接受功率偏差前信號能夠迅速地改變?nèi)剂狭�，可使機組功率較快地達到功率給定值。
3.3 機組負荷指令形成邏輯對AGC作用：
1）正常情況下，AGC負荷指令同運行值班員的負荷指令一樣經(jīng)上、下限幅器、及頻率校正后形成機組負荷指令的選擇。
2）AGC指令經(jīng)過機組最大最小負荷設置邏輯。
3）非正常情況下（快速返回）AGC自動切除。
4）AGC接受機組負荷指令的閉鎖邏輯。
機組負荷控制器自動時，處于AGC控制方式，AGC要求機組自動化程度高，機爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)應能正常運行，AGC指令控制機組功率，協(xié)調(diào)機爐間的動態(tài)差異，使系統(tǒng)具有較高的負荷響應，同時，機組本身的運行參數(shù)必須保持在允許的范圍內(nèi)。
AGC接口方式：AGC 至 CCS AGC指令：0---220MW 4---20mA
CCS 至 AGC 負荷上限：0---220MW 4---20mA
負荷下限：0---220MW 4---20mA
負荷上升速率限制：0---5MW/MIN 4---20 mA
負荷下降速率限制：0---5MW/MIN 4---20 mA
這時候，機組負荷指令形成邏輯根據(jù)AGC指令形成機組負荷指令。此時，運行人員利用OIS無法改變機組負荷指令。機組負荷指令跟隨AGC指令信號變化。在滿足下列條件時，運行值班員可以將機組負荷控制器投入AGC自動方式：
- 機組處于協(xié)調(diào)控制方式。
- 未發(fā)生快速返回（Runback）
- AGC輸入信號無故障。
3.4 上下限幅、升降速率及增閉鎖
1）上、下限值的形成：
負荷指令的上、下限值由上、下限手動設定站給出。運行值班人員可以通過OIS調(diào)整上、下限手動調(diào)節(jié)定站的輸出來調(diào)整負荷指令的上、下限值。上、下限調(diào)整范圍為0MW——220MW
2）負荷指令的升降速率
為保證調(diào)節(jié)質(zhì)量，負荷指令的升降速率由熱工人員在下位軟件中修改。不允許運行值班人員在OIS上修改�，F(xiàn)升降速率定為5MW/MIN。
3）負荷指令的增閉鎖
負荷指令的增閉鎖是由于機組主要的輔機達到予定的最大值迫使機組負荷指令不得繼續(xù)增大。當發(fā)生增閉鎖時。機組負荷指令保持在當前值。哈三200MW機組沒有設計負荷指令的減閉鎖。
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結(jié)束語
AGC自動發(fā)電控制在當?shù)仉姀S中主要是通過協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制實現(xiàn)的，而AGC控制要求協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)能夠適應各種不同的負荷變化。因此，如何提高協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)質(zhì)量，以適應電網(wǎng)各種負荷要求是我們在工作中不斷追求的方向。另外，AGC控制能否在最佳經(jīng)濟狀態(tài)運行，也是值得探討的一個課題。
參考文獻：
1·張玉鐸 王滿稼·熱工自動控制系統(tǒng)·水利電力出版社
2·哈三電廠·200MW機組培訓教材
3·哈三電廠·200MW機組運行規(guī)程
作者簡介：
李亨洙， 1991年畢業(yè)于東北電力學院 動力工程系生產(chǎn)過程自動化專業(yè)；現(xiàn)工作單位：哈爾濱第三發(fā)電廠熱工分場，單位地址：哈爾濱市松北區(qū)三電街1號；聯(lián)系電話：（0451）88916746 lhz_hhh@sina.com
