现代火电机组AGC控制问题的解决平台--INFIT

1、AGC和汽温优化控制解决方案编 写：吕剑虹网址：电 话 真址：南京四牌楼2号 东南大学内礼西201203邮 箱：JhLv现代火电机组AGC控制的先进解决方案“INFIT”实时优化控制系统 南京英菲迪自动化工程有限公司2010 年 8 月目 录 国内AGC控制的现状及存在问题3“INFIT”实时优化控制系统的控制策略及特点53 “INFIT”实时优化控制系统的实施方式74 现场应用效果94.1 “INFIT”系统在超（超）临界机组协调控制中的应用104.2 “INFIT”系统在亚临界机组协调控制中的应用225 与当前国内外同类产品的技术对比3

2、6现代火电机组AGC控制的先进解决方案 “INFIT”实时优化控制系统 成果简介： 针对现代火电机组存在负荷升降速率低、关键参数波动大及系统不能很好适应煤种变化等实际问题，本成果通过有机融合预测控制技术、神经网络学习技术及自适应控制技术，提出了现代火电机组AGC控制的先进解决方案，研制了AGC实时优化控制装置“INFIT”，实际应用表明：采用“INFIT”后，可以获得如下效益：获得更高的AGC响应速率和调节精度根据机组实际能力，可达到2.0%/min或更高的AGC运行速率和更好的负荷控制精度，使您在将来的电力市场竞争中处于领先地位。机组运行更加平稳机组运行中主汽压力、主汽温度的波动幅度可被减小

3、至：稳态工况 ±0.1MPa/±2.0变负荷工况 ±0.4MPa/±6.0使您的机组具有更加稳定、可靠的运行品质。机组运行中的燃料、给水波动大幅减小通过智能预测算法使机组在AGC运行中的燃料、给水等控制量的波动幅度减小60%以上，对于减小机组设备磨损、延长锅炉金属管材寿命、减少爆管极为有利。完全消除煤种变化对机组控制品质的影响采用神经网络技术实时校正煤种的热值、制粉延迟的变化，使机组在燃用不同煤种时始终具有良好的控制品质。具有更好的运行效率通过先进控制算法的应用有效投入再热烟气挡板自动，大幅减少再热减温水量，同时优化机组滑压曲线使其在更加经济的工况点运行

4、，机组运行效率可得到明显提升。 国内AGC控制的现状及存在问题“AGC”控制系统作为现代火力发电机组DCS中的核心控制部分，承担着协调锅炉、汽机侧各个闭环控制系统以响应调度负荷指令的重要任务，是连接电网与单元机组之间的桥梁，其控制性能直接影响着机组AGC运行的安全性、稳定性、经济性和电网有功调节水平。AGC控制系统实质上包括了机组协调控制系统和其它重要闭环控制子系统（主、再热汽温控制、风量及氧量控制、制粉系统控制等），因为在机组设备正常条件下，其AGC运行性能几乎完全由这些闭环控制系统的性能决定。国内大型火电机组的AGC控制系统在基建调试及试验中通常都能达到较好的性能品质，以江苏电网为例，新建

5、机组在168前的涉网试验中基本都能达到2%/min的AGC速率且运行稳定，但是经过一段时间的正常运行，随着机组工况和煤种的变化，会暴露出越来越多的问题，机组运行稳定性明显变差，AGC速率也随之下降。目前，国内火电机组的AGC控制策略主要采用国外各大DCS厂商提供的组态逻辑，采用了负荷指令前馈+PID反馈的调节方案，其核心思路在于：尽可能的将整个控制系统整定成开环调节的方式，反馈调节仅起小幅度的调节作用。这种方案要求前馈控制回路的参数必须整定得非常精确，对于煤种稳定、机组设备稳定、机组运行方式成熟的国外机组，这种方案是比较有效的，因此一直以来都是国外DCS厂商的推荐方案；但是对于煤种多变、机组控

6、制及测量设备不精确、运行参数经常与设计参数存在较大偏差的国内机组，则控制效果会明显变差。通过对现场运行情况的调研和归纳，在运机组的AGC控制问题主要体现在如下几个方面：消除扰动能力差，易出现参数大幅波动及调节振荡情况这是目前机组运行中最普遍出现的情况，机组在大幅度变负荷、启停制粉系统、吹灰等扰动工况下，控制系统常会出现控制不稳定或温度、压力大幅偏离设定值的情况，严重影响运行安全性。2 机组负荷升降速率低常规的AGC控制方案，由于对大滞后被控对象无法找到有效的控制方法，机组负荷的升、降速率仅在1%/min左右，机组的调峰、调频能力差，无法满足电网对机组负荷的响应要求。3 煤种变化对控制系统影响大

7、在燃煤品质变差时，控制系统缺乏自适应手段，控制性能也随之变差。运行人员为保证机组安全，只能采用很低的变负荷率运行。4 正常AGC调节中，燃料、给水等控制量波动大机组正常AGC运行中，由于AGC指令的频繁反复变化（平均12分钟变化一次），使得机组的燃料、给水、送风等各控制量也大幅来回波动，此时虽然主汽压力、温度等被控参数较为稳定，但会造成锅炉水冷壁和过热器管材热应力的反复变化，容易导致氧化皮脱落，大大增加了锅炉爆管的可能性。5 再热烟气挡板难以投入自动，机组运行经济性差超（超）临界机组的再热汽温通常采用喷水减温+烟气挡板的调节手段，但由于烟气挡板对再热汽温的滞后很大（控制对象时间常数达十几分钟）

8、，采用DCS常规控制方案基本无法投入烟气挡板的自动控制。运行人员只能以再热喷水减温为控制手段来调节，机组运行经济性明显受到影响。6 部分机组为响应电网需求而未采用最佳运行方式，经济性受到影响部分新型超（超）临界机组的汽轮机设计采用高压调门全开的方式运行（如上汽引进西门子技术的N660 -25/600/600型汽轮机），但由于电网AGC考核要求，汽机必须参与功率调节，而不得不使高压调门在节流方式运行，对机组的运行经济性影响较大。出现上述问题的主要原因是，随着机组工况和煤种的变化，机组被控对象的动态特性已变得越来越差，过程的滞后和惯性已变得越来越大，对象非线性和时变性的特征也越来越明显，在这种情况

9、下，常规的采用负荷指令前馈+PID反馈的AGC调节方案，已很难协调好控制系统快速性和稳定性之间的矛盾，出现上述问题具有相当的必然性。要从根本上解决上述问题，应将先进的控制技术如：预测控制、神经网络控制、自适应控制、模糊控制等技术应用到火电机组的优化控制中来。西门子公司推出的新协调控制系统PROFI1，可根据锅炉的非线性模型（神经网络模型）及预测控制技术，对锅炉的“热能”进行预测，从而提前动作给煤量，有效补偿锅炉的惯性，确保机组具有快速的负荷响应速度和平稳的压力变化,这是一种很好的解决问题的思路，但PROFI的价格十分昂贵。本成果在借鉴PROFI的控制思想及实现方式的基础上，通过有机融合预测控制

10、技术、神经网络的学习技术及自适应控制技术，提出了现代火电机组AGC控制的先进解决方案，研制了AGC实时优化控制装置“INFIT”，并成功地应用于华能太仓发电公司和华能榆社发电公司的相关超临界机组AGC控制中，实际应用表明，“INFIT”成功地解决了上述各个问题，确保了大型火电机组的安全、稳定及高效运行。“INFIT”实时优化控制系统的控制策略及特点要从根本上解决上述问题，应将先进的控制技术如：预测控制、神经网络控制、自适应控制、模糊控制等技术应用到火电机组的优化控制中来。“INFIT”实时优化控制系统融合了多种国际上最先进的控制技术，是专门为解决上述火电机组AGC控制中难点问题而研发的先进控制

11、平台，相关的新协调控制策略如图1所示。“INFIT” 实时优化控制系统具有以下特点：1 采用预测控制技术作为机组闭环控制的核心环节“INFIT”系统在整体控制结构上仍采用前馈+反馈的控制模式，但与常规DCS控制策略不同的是在其在反馈控制部分应用了目前国际上最前沿的解决大滞后对象控制问题的预测控制技术2，取代了原有的PID控制。采用这种技术能够提前预测被调量（如主汽压力、汽温等参数）的未来变化趋势，而后根据被调量的未来变化量进行控制，有效提前调节过程，从而大幅提高了机组AGC控制系统的闭环稳定性和抗扰动能力。2 对机组运行特性参数进行全工况实时校正常规DCS的控制回路，其控制参数一经整定结束就不

12、会改变，对于日后机组工况的变化无能为力；“INFIT”系统采用竞争型的神经网络学习算法3,4来实时校正机组运行中与控制系统密切相关的各种特性参数（包括燃料热值、汽耗率、机组滑压曲线、中间点温度设定曲线、制粉系统惯性时间等），并根据这些特性参数实时计算AGC控制系统的前馈和反馈回路中的各项控制参数，使得整个系统始终处于在线学习的状态，控制性能不断向最优目标逼近。 图1 “INFIT”所采用的新协调控制策略3 对AGC运行模式进行了特别优化常规DCS控制方案对于机组运行在CCS方式还是AGC是不加区分的，“INFIT”系统中包含AGC运行模式下的特别优化模块：采用智能预测算法，一方面根据机组当前A

13、GC指令、实发功率、电网频率等参数实时预测“调度EMS系统AGC指令”在未来时刻的变化趋势；另一方面根据机组的燃料量、风量、给水流量等参数实时预测表征锅炉做功能力的“锅炉热功率信号”在未来时刻的变化值，并依据这两者间的匹配程度来修正锅炉指令的变化量。实际应用表明，增加AGC模式特别优化模块后，可在保证AGC负荷响应的基础上使机组燃料量、风量、给水流量、减温水流量的波动幅度减小60%以上，对于延长锅炉管材寿命，减少爆管极为有利。 用大滞后控制技术对再热汽温控制系统进行优化“INFIT”先将自适应SMITH控制技术、状态变量控制技术及相位补偿技术融于一体，对再热汽温被控对象的大滞后特性进行动态补偿

14、，有效减小补偿后再热汽温广义被控对象的滞后和惯性，而后以广义预测控制器作为反馈调节器、以模糊智能控制作为控制系统的前馈，通过对多种大滞后控制策略的有效组合，成功地实现了以烟气挡板调节为主、事故喷水调节为辅的再热汽温自动控制，有效减少了再热汽温的喷水流量，取得了明显的经济效益。 采用独立的硬件平台，调试效率、安全性和升级能力明显提升“INFIT”系统在具体实现上选用Siemens S7系列PLC为硬件平台，通过modbus通讯方式作为一个扩展DPU融入到DCS系统中。DCS原有控制逻辑完全保留，仅增加少量切换逻辑，运行人员可以方便地在DCS系统和“INFIT”系统间进行无扰切换。对于该扩展部分控

15、制逻辑的调试、修改不影响机组的正常运行，极大地提高了优化控制系统的调试效率和机组运行的安全性，也为今后新技术的应用升级打下了良好的基础。3“INFIT”实时优化控制系统的实施方式3.1“INFIT”系统的软、硬件平台硬件方面：“INFIT”实时优化控制系统选用Siemens S7系列PLC为硬件平台，系统采用“双冗余电源+CPU模块+modbus通讯模块”的硬件配置。软件方面：在Siemens Step7编程环境中采用SCL、STL语言开发了所有的高级算法模块，并通过面向对象的封装技术，建立了类似一般DCS系统的组态函数库（但功能更为强大），之后可通过函数调用以类似DCS组态的方式完成具体机组

16、AGC优化工程的建立。3.2“INFIT”与DCS接口图2是“INFIT”系统结构及与机组DCS系统间的接口图，可看出优化控制装置可通过modbus通信与DCS融为一体，相当于为火电机组原有的DCS扩展了一套AGC控制优化系统，取代原系统中的AGC控制功能，以提高控制品质。DCS中的传统AGC控制系统基于预测控制的超临界新型AGC控制系统MODIBUS通信投入/切除给水流量指令给煤量指令汽机阀门开度指令汽机阀门开度指令给煤量指令给水流量指令INFITDCS给水流量指令给煤量指令汽机阀门开度指令互相跟踪图2 “INFIT”系统与DCS系统间的接口图通过多种技术来保证通讯数据的正常以及“INFIT

17、”系统与DCS系统的协调运作正常，主要包括： “INFIT”系统以不断向DCS发送心跳波的方式来表征系统的运行状态，DCS一旦检测不到心跳波，立即切回原AGC控制系统； “INFIT”系统不断检测由DCS侧获取的实时数据的正确性（包括上、下限，变化率等），一旦发现任一信号故障，立即将所有输出控制指令（燃料指令、给水指令、汽机调门指令等）保持，并立即切回原AGC控制系统； DCS侧接受到“INFIT”系统的新的控制指令（燃料指令、给水指令、汽机调门指令等）后，根据当前负荷进行上、下限约束（比如燃料量最大在当前状态下波动20t/h），以保证“INFIT”系统的故障不会使控制指令大幅突变。通过上述技

18、术的应用，即使“INFIT”系统在运行过程中掉电，也不会对机组安全运行造成影响。3.3 独立硬件平台的优点“INFIT”系统采用了独立的硬件平台，主要优点如下： DCS只能实现常规的PID控制，控制性能有明显的局限性；而“INFIT”优化装置可实现任何先进的控制算法，是应用先进的现代控制技术来解决火电机组疑难控制问题的必备平台；“INFIT”采用SIEMENS S7-300为硬件平台，具有与DCS相当的可靠性和稳定性； 采用“INFIT”后，整个优化控制系统的调试过程十分简单，由于不需要在DCS中反复在线下载控制组态，调试过程中机组的安全性大大提高，完全避免了由于下载不当而导致机组跳机事故的发

19、生； “INFIT”是作为一个扩充的分散处理单元融入到整个DCS系统中，运行人员的操作方式保持不变； 采用“INFIT”后，无需改变原有DCS中的控制策略，运行人员可方便地在原有控制方案和新的优化控制方案之间无扰动地切换，增加了系统的灵活性和安全性。3.4 现场安装方式图3是实时控制装置在华能太仓发电公司3 600MW超临界机组上的现场安装图，“INFIT”可以方便地安装在DCS机柜的空余空间中，由DCS系统提供220V电源即可。图3 “INFIT”实时控制装置的现场安装图4 现场应用效果“INFIT”实时优化控制系统现已在华能太仓、大唐洛河600MW超临界、华能玉环1000MW超超临界和华能

20、太仓、汕头300MW亚临界等20多台机组的协调控制中成功应用，并取得了良好的控制品质。现对典型机组的应用效果作一个简单说明。4.1 “INFIT”系统在超（超）临界机组协调控制中的应用4.1.1 在华能太仓3，4超临界机组协调控制上的应用华能太仓#3,4 机630MW超临界机组在2008年改烧渣混煤后，由于制粉系统的动态特性大幅变差（响应延迟由正常的2分钟增加到45分钟），协调控制系统的控制性能明显下降，机组运行稳定性和AGC速率均受到严重影响，为保证机组稳定，运行人员只能将变负荷率设定为6MW/min9MW/min，机组正常运行中压力、汽温等参数波动大，AGC测试速率仅为1.0%左右。在20

21、10年2月投用“INFIT”实时优化控制系统后，现场实测AGC速率达到2.1%/min，机组运行状况也得到大幅改善。图1.1是#3,4机组AGC测试的过程曲线，调度实测AGC速率达2.1%/min，且变负荷过程中机组运行非常平稳，主汽压力动态偏差<0.3MPa。（a）#3机组AGC测试的过程曲线（b）#4机组AGC测试的过程曲线图1.1 投运优化系统“INFIT”后，#3、#4机组AGC测试曲线图1.2和图1.3分别是在“INFIT”投用前（3小时）和投用后（5小时）#3机组协调运行曲线的对比，可明显看出： 投用“INFIT” 系统前，#3,4机组只能以6MW/min的设定速率运行；投用

22、“INFIT” 系统后，设定速率提高到13MW/min。 投用“INFIT” 系统前，#3,4机组在大幅升降负荷时系统明显不稳定，主汽压力偏差达到1.5MPa以上，被迫解除协调控制；投用“INFIT” 系统后，机组在各种扰动下运行非常稳定，主汽压力动态偏差<±0.2MPa。 投用“INFIT” 系统前，#3,4机组在正常AGC运行中燃料量、给水流量的波动幅度很大；投用“INFIT” 系统后，燃料量、给水流量的波动幅度明显减小至原来的30%40%。图1.2 投运“INFIT”前，#3机组的协调运行曲线图1.3 投运“INFIT”后，#3机组的协调运行曲线4.1.2 在大唐洛河6，

23、5超临界机组协调控制上的应用洛河电厂6, 5机 630MW超临界机组分别于2010年10月31日11：20分及2011年5月26日09：50分一次性成功的投入了AGC实时优化控制平台INFIT，AGC控制性能得到了明显的改善，主要体现在以下几个方面： 有效提高了机组的运行稳定性在采用INFIT优化平台前，机组主汽压力反复波动，主汽压力的波动达1.0Mpa左右，分离器出口温度的波动也达8左右；而投入INFIT优化控制平台后，机组主汽压力立刻稳定到定值，不再反复波动，受扰动时主汽压力的动态偏差仅为0.2-0.3Mpa，分离器出口温度的动态偏差为3-4。图1.4为投入INFIT前后的效果比较，图中前

24、半部分是INFIT投入前相关参数的运行曲线；后半部分是投入INFIT后相关参数的运行曲线，控制性能的改善十分明显。 加快了机组的负荷响应速度，有效提高了负荷的调节精度 INFIT采用了专有的负荷精度补偿技术，使机组的实发功率直接跟踪AGC的目标负荷，明显减小了AGC目标负荷与实际负荷之间的偏差，有效提高了机组负荷的调节精度，加快了负荷响应速度。 图1.5为INFIT投入前，机组的升负荷响应曲线。从图中可知，在升负荷过程中，AGC目标负荷与实际负荷之间有明显的偏差，主汽压力的动态偏差达1.2Mpa以上，且反复波动。图1.6为INFIT投入后，机组的升负荷响应曲线。从图中可知，在升负荷过程中，实际

25、负荷快速跟踪AGC目标负荷，二者之间没有明显的偏差，负荷的调节精度得到有效提高，升负荷过程中主汽压力的动态偏差仅为0.3-0.4Mpa，且快速收敛到定值。 煤种变化时，控制性能基本不变 自INFIT投运来，#6机组燃煤经常发生变化，INFIT具有非常强的参数调整能力，AGC控制性能十分稳定。 INFIT 投入前 INFIT 投入后图1.4 AGC优化控制平台INFIT投入前后的效果比较 图1.5 INFIT投入前，机组升负荷的响应曲线图1.6 INFIT投入后，机组升负荷的响应曲线4.1.3 在中电投新昌1超超临界机组协调控制上的应用中电投新昌电厂#1机700MW超超临界机组AGC及汽温控制优

26、化于2011-7-02日15时20分初次投入INFIT系统后，经过一周的调试及完善，使机组的协调及汽温控制系统的稳态和动态性能均有了明显的提高。具体情况如下： 提高了协调及过热汽温系统的运行性能图1.7是#1机组投用原DCS控制系统的AGC运行曲线，由于控制性能较差，变负荷率只能设定为3MW/min5MW/min之间，且各主要控制参数始终处于振荡波动状态，主汽压力动态偏差>1.0MPa，主汽温及分离器温度的偏差达到1520。图1.8是投用INFIT优化系统后的CCS变负荷试验曲线，变负荷率设定为9MW/min，机组负荷在400MW670MW多次变动，单次最大的变化幅度为100MW。过程中

27、实际负荷始终跟踪良好，机组主汽压力偏差最大仅为0.53MPa，且能在变负荷结束后迅速稳定。主汽温及中间点温度的最大偏差仅为56，汽温控制同样十分优秀。图1.9和图1.10是#1机组分别以9MW/min、6MW/min速率投入正常AGC运行的曲线，可以看出#1机组在400MW650MW的全AGC负荷范围内均运行非常稳定，在各种幅度的负荷扰动下（包括同时正、反向变动），主汽压力与设定值几乎无差跟踪，中间点温度、主汽温度也同样控制良好。通过对比图1.7（投用DCS协调）和图1.8、1.9、1.10（投用INFIT协调）可以看出，INFIT系统的投用对机组控制性能的改善非常明显。上述结果表明，INFI

28、T系统完全能满足#1机组在各种工况下的AGC需要，在INFIT控制方式下#1机组运行非常平稳，相比采用原DCS协调下的机组控制性能提升明显。图1.7 投用DCS协调时的AGC运行曲线图1.8 INFIT协调系统9MW/min速率的CCS变负荷曲线图1.9 INFIT协调系统9MW/min速率的AGC运行曲线图1.10 INFIT协调系统6MW/min速率的AGC运行曲线 提高了再热汽温系统的运行性能#1机组原DCS系统的再热挡板控制自投产以来一直无法正常投用，只能依靠减温水进行调节，再热减温水量大，机组经济性受到明显影响。由于目前#1机组的再热减温水存在非常严重的漏流（调门关死时流量达18t/

29、h），使得再热减温水系统无法投入自动，只能单独投入再热挡板控制。而再热减温水系统在正常运行时只能将减温水调门和电动门均关死，在必要时短时间开启电动门来调节。图1.11是投用再热挡板控制时以6MW/min速率进行大幅度AGC变负荷的运行曲线，过程中机组负荷由480MW连续升至600MW，再热汽温（左、右平均温度）最大控制偏差仅为+5/-7，过程中减温水电动门短时间开启是由于锅炉左、右两侧受热不均，利用减温水压低偏高的单侧温度。图1.12是投用再热挡板控制时以9MW/min速率进行大幅度AGC变负荷的运行曲线，过程中机组负荷由505MW连续降至390MW，又立即升至470MW，再立即降至420MW

30、。在如此大的负荷扰动下，再热汽温（左、右平均温度）最大控制偏差仅为+4/-9，过程中减温水电动门始终关闭，减温水量为0。上述数据说明，#1机组的INFIT再热汽温控制系统已可在各种AGC运行条件下正常投用，机组再热汽温控制控制良好，再热减温水量明显减少。图1.11 INFIT再热汽温系统6MW/min速率的AGC运行曲线图1.12 INFIT再热汽温系统9MW/min速率的AGC运行曲线4.1.4 在华能玉环电厂2机1000MW超超临界机组协调及汽温控制上的应用本工程（华能玉环#2机组AGC优化）于2011-11-12日初次投入INFIT系统后，经过3天的CCS运行模式调试和约一周的AGC运行

31、模式调试，现调试工作已经全部结束，INFIT系统各项功能均正常投用。投入INFIT系统后，#2机组的AGC稳态和动态性能均有了明显的提高，现通过玉环电厂#2机组（投用INFIT）和#1、#3、#4机组（未投INFIT）在相同时间段内，相似扰动工况下的各种运行参数的对比，说明INFIT系统的优越性。1 INFIT协调及AGC系统运行情况对比图1.13 #1机组AGC运行曲线图1.14 #2机组AGC运行曲线（投用INFIT）图1.15 #3机组AGC运行曲线图图1.16 #4机组AGC运行曲线图1.131.16列出了2011-11-19 0:0014:00，共14小时的#2机组（投用INFIT）

32、和#1、#3、#4机组的负荷、主汽压力、主汽温度的运行曲线，在这14小时内4台机组均先后经历了凌晨的低负荷（约600MW），早高峰的快速升负荷（600MW980MW），中午阶段的快速减、增负荷（900MW600MW800MW），基本代表了玉环电厂的典型AGC运行工况，同时4台机组的负荷曲线非常相似，具有充分的对比性。由图1.131.16曲线所归纳的控制系统的具体情况列于表1。可以看出，#2机组在各个方面均远远优于没有投用INFIT系统的#1、#3、#4机组，特别是主汽温控制非常优秀，在各种变负荷、启停制粉系统的扰动下最大温度控制偏差<±5.0，且95%以上的时间内温度控制偏差均

33、<±3.0。而#1、#3、#4机组的主汽温度控制则动辄出现1520幅度的偏差。表1：INFIT系统AGC运行主汽压力、主汽温度控制对比表机组主汽压力控制主汽温度控制负荷稳定时大幅变负荷时负荷稳定时大幅变负荷时#1始终处于0.50.6MPa幅度的振荡状态最大压力偏差达到0.80.9MPa，并在变负荷结束后处于振荡，无法稳定很稳定，主汽温与设定值偏差仅为23控制稳定，但主汽温最低曾跌至575.5，且有多次跌至590以下的情况。#2极为稳定，实际压力与定值基本重合，最大偏差仅0.10.2MPa存在最大0.80.9MPa的偏差，但出现偏差后能迅速稳定，调节无振荡。极为稳定，主汽温与设定

34、值偏差仅为12控制非常稳定，主汽温与设定值最大偏差<±5，主汽温最低值为595.7#3始终处于0.50.6MPa幅度的振荡状态最大压力偏差达到0.91.0MPa，并在变负荷结束后处于振荡，无法稳定较为稳定，主汽温与设定值偏差为34控制稳定，但主汽温最低值曾跌至585.4#4始终处于0.50.6MPa幅度的振荡状态最大压力偏差达到0.70.8MPa，并存在调节振荡不够稳定，主汽温与设定值偏差为45控制有明显振荡，主汽温最低曾跌至582.9，且有多次跌至585以下的情况。2 INFIT再热汽温系统运行情况对比图1.171.20列出了2011-11-19 0:002011-11-20

35、 14:00，共38小时的#2机组（投用INFIT）和#1、#3、#4机组的再热汽温、再热减温水量的运行曲线，与INFIT协调及主汽温系统的对比类似，上述对比时段基本代表了玉环电厂的典型AGC运行工况，同时4台机组的负荷曲线大体相似，具有充分的对比性。图1.17 #1机组再热汽温系统控制曲线图1.18 #2机组再热汽温系统控制曲线图1.19 #3机组再热汽温系统控制曲线图1.20 #4机组再热汽温系统控制曲线由图1.171.20曲线所归纳的控制系统的具体情况列于表2。可以看出，#2机组的再热汽温控制系统同样提升明显，在再热减温水量使用与其它机组大致相当（基本都非常少）的前提下，#2机组的再热汽

36、温的波动幅度明显更小，平均温度也要明显高于其它机组。说明#2机组投入INFIT系统后，不但再热汽温更加稳定，并且将由于平均温度的提高，使机组运行效率获得提升，经济效益明显。表2：INFIT系统再热汽温控制对比表机组再热汽温控制再热减温水量负荷稳定时大幅变负荷时#1有时较稳定，有时处于振荡状态，温度最低可达590控制振荡较明显。温度最高607.2，不超温。温度最低586.2，且需要较长时间才能回调。约有20%30%时间内再热汽温<595。除了#1机组再热减温水门存在漏流，减温水量较大外，其它3台机组再热减温水量均非常小，基本始终关死。#2很稳定，再热汽温与设定值偏差仅为34控制稳定。温度最

37、高608.0，不超温。温度最低588.5，且能迅速回调。90%以上时间内再热汽温>595。#3较稳定，再热汽温与设定值偏差仅为56控制振荡较明显。温度最高607.2，不超温。温度最低579.4，且需要较长时间才能回调。约有30%以上时间内再热汽温<595。#4有时较稳定，有时处于振荡状态，温度最低可达585控制振荡较明显。温度最高608.5，不超温。温度最低581.0，且需要较长时间才能回调。约有20%30%时间内再热汽温<595。3 INFIT系统AGC考核情况对比#2机组于2011-11-1213完成了CCS运行模式调试（白天CCS模式投入INFIT协调、晚上AGC模式投

38、入DCS协调），于2011-11-14开始全天投入AGC方式，开始INFIT系统AGC运行模式的调试，在11月14日投入INFIT前、后的#1#4机组的调度AGC精度考核数据列于表3。可以看出，投用INFIT系统前，#2机组是4台机组中AGC考核最差的；而投入INFIT系统后，#2机组立即变为4台机组中AGC考核最好的。说明INFIT系统在应对浙江电网两个细则考核方面同样有明显作用。表3：INFIT系统AGC考核对比表（摘自浙江调度官网）日期AGC调节精度（数值越大越好）#1机组#2机组#3机组#4机组2011-11-100.2780.2770.4360.4752011-11-110.2080

39、.2570.3090.4012011-11-120.2740.2680.3980.3962011-11-130.3070.3330.3410.4452011-11-140.3470.4370.3520.3882011-11-150.3030.3990.3780.4042011-11-160.3590.4170.3920.362011-11-180.3920.4620.380.4144.2 “INFIT”系统在亚临界机组协调控制中的应用4.2.1在华能榆社二台300MW亚临界机组协调控制上的应用华能榆社二台300MW亚临界机组由于燃用煤种差及制粉系统滞后大等原因，协调控制系统的性能一直不理想，电

40、厂申请了公司的科技项目，并委托东南大学对系统进行优化，东南大学采用先进的控制技术，有效地解决了原系统中存在滞后大、机组稳定性差及对煤种适应性差等问题。图2.1为系统在180MW320MW之间大幅度连续升降负荷时，机组负荷和压力的响应曲线，从图中可知，机组具有优良的负荷跟踪性能，且在整个过程中（包括反复启停磨煤机等），主汽压力的最大动态偏差仅为0.4Mpa左右，且快速稳定到定值。图2.2为在此变负荷过程中，其它相关参数的变化曲线，从图中可知，在大幅度的变负荷过程中，主汽温、汽包水位、炉膛负压及氧量等参数的变化相当平稳。图2.3、2.4为当机组以7MW/min从320MW降到250MW时，各重要参

41、数的响应曲线，控制性能优良。图2.1 在180MW320MW之间大幅度连续升降负荷时，机组负荷和压力的响应曲线图2.2 在180MW320MW之间大幅度连续升降负荷时，其它相关参数的响应曲线图2.3 机组以7MW/min从320MW降到250MW时，机组负荷和压力的响应曲线图2.4 机组以7MW/min从320MW降到250MW时，其它相关参数的响应曲线4.2.2在华能太仓二台300MW亚临界机组协调控制上的应用华能太仓电厂的二台300MW亚临界机组，由于燃用煤种差、制粉系统最大出力偏小等原因，存在机组负荷升降速低、主汽压力不稳定等问题，09年电厂委托东南大学（南京英菲迪自动化工程有限公司），

42、对协调控制系统进行优化，东南大学采用先进的控制技术对其进行优化，有效提高了机组负荷的升降速率及机组的稳定性。图2.5是华能太仓电厂2机组升负荷时的测试曲线。AGC速率达2.03%/min，且变负荷过程中机组运行非常平稳，主汽压力动态偏差<0.35MPa。图2.5 投运“INFIT”后，#2 300MW亚临界机组AGC测试的过程曲线 4.3.3 在洛河电厂#2亚临界机组协调控制上的应用洛河电厂2号330MW亚临界机组于2011年1月10日成功的投入了AGC实时优化控制系统INFIT。INFIT系统是采用预测控制、智能模糊控制、神经网络控制等多种现代控制技术的先进优化控制平台，通过下述与原D

43、CS协调控制的对比可以看出：INFIT系统投用后，所获得的机组控制性能明显得到提升。 有效提高了在AGC大幅变负荷下的控制性能投用原DCS协调控制时（见附图2.6），2号机组在大幅AGC变负荷时负荷控制精度较差（动态偏差达68MW），且在持续变负荷时由于锅炉调节不及时，极易出现主汽压力偏差较大的情况（偏差达1.0MPa），并造成在变负荷末段实际负荷长时间不能到位，此时的调度AGC考核速率将受到明显影响。投用INFIT控制时（见附图2.7、2.8）。由于采用了变负荷智能模糊前馈算法、专有负荷精度补偿技术和主汽压力预测控制技术，2号机组在大幅AGC升、降负荷时实际负荷几乎无差跟踪负荷指令（动态偏差

44、仅为11.5MW），实际负荷与负荷指令同时到达负荷目标值，可明显提升2号机组的AGC考核速率和负荷调节精度；同时在变负荷过程中机组主汽压力非常平稳，动态偏差仅为0.20.3MPa。 明显提高了在AGC小幅反复变负荷下的控制性能 投用原DCS协调控制时（见附图2.9），2号机组的实际负荷与负荷指令常会存在23MW的偏差，易受调度AGC精度考核；且主汽压力的波动也较大。投用INFIT控制时（见附图2.10），2号机组的负荷控制精度明显好于DCS控制，负荷偏差<1MW；同时主汽压力也较为平稳。 煤种变化时，控制性能基本不变自INFIT投运来，#2机组燃煤经常发生变化，INFIT具有强的参数调整

45、能力，AGC控制性能比较稳定。图2.6 原DCS协调控制系统大幅降负荷运行曲线图2.7 INFIT协调控制系统大幅升负荷运行曲线38图2.8 INFIT协调控制系统大幅降负荷运行曲线图2.9 原DCS协调控制系统在AGC小幅反复变负荷下的控制性能图2.10 INFIT协调控制系统在AGC小幅反复变负荷下的控制性能4.3.4 在华能汕头#1亚临界机组协调控制上的应用本工程（华能汕头#1机组AGC控制优化）于2011-7-18日16时12分初次投入INFIT系统后，经过一周的调试及完善，使机组的AGC稳态和动态性能均有了明显的提高。具体情况如下： INFIT优化系统首次投入的机组运行性能改善201

46、1-7-18日 16时12分#1机组首次投用INFIT优化控制系统，当时的运行曲线如图2.11所示。由图中曲线可看出：Ø 投用INFIT系统前，#1机组协调控制系统在稳态负荷下运行很不稳定，主汽压力调节振荡，最大偏差达到1.32MPa，由于压力偏差过大，影响了变负荷末段的负荷响应性能，使得#1机组的调度AGC考核也较低，两次最低的测试速率仅为1.0MW/min、1.33MW/min，遭到考核；Ø 投用INFIT系统后，协调控制系统立即稳定，在随后进行4.5MW/min速率的250MW200MW的变负荷过程中，机组实际负荷跟踪良好，主汽压力与设定值几乎无差跟踪，最大偏差仅为0

47、.33MPa；AGC测试速率为4.97MW/min，满足考核要求。图2.11 INFIT系统首次投用的运行对比曲线图2.12是INFIT系统首次投入后，更长运行时间内（前后各8小时），投用INFIT优化控制系统与投用原DCS协调系统得运行情况对比曲线，#1机组控制性能的提升同样十分明显：Ø 主汽压力控制偏差由反复振荡，最大偏差达1.3MPa，变为稳定控制在设定值附近，最大偏差仅0.3MPa；Ø AGC平均考核速率（调度实测值）也由投用DCS协调时的3.50MW/min提升为投用INFIT优化控制系统时的4.51MW/min。Ø 投用DCS协调阶段的AGC考核电量为0.22MWH，投用INFIT优化系统阶段的考核电量为0。上述结果表明，INFIT系统在初次投入，尚未进行细化调试时，优化控制系统尚未进行充分学习时，即表现出了明显优于原DCS控制的性能。图2.12 INFIT系统首次投用的运行对比曲线（长时间） INFIT优化系统调试结束后的AGC运行性能INFIT系统经过细化调试，其内部系统经过充分的自适应和自学习后，运行性能进一步提升，具体如下： 低负荷段的AGC运行性能图2.13是#1机组在低负荷阶段的AGC运行曲线，曲线中机组在180MW250MW负荷之间多次变负荷，主汽压力在95%以上的时间内几乎与设定值完全无差，期间几次调度实测的AGC速率分