agc在300mw发电机组上的投运_secret

1、 PAGE AGC在300MW发电机组上的投运摘要：随着电网内大容量机组的不断增加和火电厂自动化水平的日益提高，实现AGC已成为机组必不可少的一项功能，对AGC投运质量的要求也是网调考核发电机组投运状况的指标之一。介绍了火电厂AGC控制和实现AGC的重要组成CCS（协调控制系统）的基本原理，阐述了多年来为成功投入AGC所作的一些技术改进。关键词：AGC；CCS；机炉主控制器；负荷；主汽压力随着电网内大机组的增多，过去常常只带基本负荷的大机组，需要根据电网调度中心的负荷指令和电网频率偏差，不断参与电网的调峰、调频。要实现这种功能，就要把发电机组的锅炉和汽轮机作为一个整体进行综合控制，使其同时按照

2、负荷要求指令，自动调节机组内部锅炉和汽轮机的运行参数偏差，这就是我们经常说的协调控制系统（coordinated control system,简称ccs），而当机组由调度直接控制机组负荷时，就是AGC（Auto Generator Control自动发电控制）。+p0TB+锅炉主控制器图一 某电厂AGC控制及以锅炉跟随为基础的协调控制系统原理图 N0pTNE汽机汽机主控制器f (x)DEH锅炉子系统锅炉负荷管理中心电厂CCS1.p0:主气压力设定值，2.pT:主气压力测量值,3.N0:负荷指令,4.NE:实际功率5.B:炉侧执行器开度,6.T:汽机调门开度,7.f (x):非线性函数,8.p

3、1:调速级压力非线性函数电厂RTU调度AGC是热工控制系统中级别最高的一种自动控制系统，它的投运能大大减轻运行人员的劳动强度，减少人为发生误操作的可能性。发电机组要成功投入AGC，要求机组具有良好的负荷相应能力，有极高的自动化控制水平作为支撑，而且自动化装置必须可靠，从传统的模拟控制彻底向计算机控制转变。投入AGC后，机组不断接受电网负荷指令，相当与给机组的协调控制系统施加一定的扰动， 协调控制系统的作用就是克服由于外部扰动造成的机组参数波动，使之保持在允许的范围内。AGC的正常投入有几个因素： (1)调度端和电厂端的负荷指令传输信号要正常，（2）电厂端的机炉协调控制系统及其子系统的控制逻辑设

4、计合理，调节器参数整定准确，各类电动和气动执行器工作正常，功率、主气压力等重要检测表计能准确测量。这是一项关键因素，也是需要经常维护以确保其状况始终良好的因素，是投入AGC的关键（图一）。1主热力设备及控制系统概况某电厂300MW发电机组为国产燃煤凝汽式机组，锅炉为亚临界，自然循环，中间再热，汽包炉，制粉系统采用6 台正压直吹式中速磨，一次风送风，燃烧为单炉膛，四角切圆燃烧，燃烧器有六层煤粉，三层油，点火方式已改造为等离子直接点火 ，燃油只作为事故状态或机组低负荷下的助燃。汽机为单轴，双缸，双排汽中间再热凝汽式机组。发电机为水氢氢冷却方式，主蒸汽和给水系统为单元制热力系统，设有250%额定容量

5、的汽泵和150%额定容量的电泵作为启动备用泵，回热抽汽系统由3台高加，1台除氧器和4台低加组成。 主控制系统DCS是由美国西屋公司生产的OVATION系统，功能含盖SCS（顺序控制），CCS（协调控制系统），MEH（小机电液控制系统），FSSS（炉膛安全监控系统），DAS（数据采集系统）。汽轮机DEH（数字电液控制系统）由新华控制有限公司提供。能实现整个机组的启停、运行监控和保护的功能。2AGC及协调控制系统网调要求发电机组的AGC功能可调容量达30%以上，对于300MW机组负荷调整范围为210300MW，调整速率为3002%/min=6MW/min，从相应到开始执行时间小于1分钟，投入率95

6、%以上。调度通过微波/载波通信系统向电厂端远动RTU发送负荷增减指令，转换为电厂DCS能接受的420mA直流信号。该信号在CCS内进行逻辑运算，发出指令，驱动炉侧执行器和汽轮机调门按要求动作，从而完成对机组负荷的调整（图一）。某电厂300MW发电机组从结构和工作原理上来看，是以锅炉跟随为基础的协调控制系统，由机组负荷管理中心（LMCC），机炉主控制器及机炉子控制系统组成。经过多年来机组投入AGC的实践，不断完善和优化，最终确定为四种控制方式：基本方式（BASE）、锅炉跟随方式（BF）、汽轮机跟随方式（TF）和协调控制方式（CCS）。2.1机组负荷管理中心（LMCC）机组负荷管理中心（LMCC）

7、是一种在DCS中进行组态的逻辑算法，AGC，一次调频，操作员给定值等先送到LMCC进行计算，然后分别送到机炉主控器，LMCC具有以下功能：（1）运行人员可以在DCS画面上选择上述三种方式中的一种或两种（2）负荷指令变化率的限制功能。一般外部对机组的负荷要求都是以电功率的增减为目标，是一个阶跃信号，把阶跃信号变成一个机组能接受的斜坡信号（3）最高负荷的限制。对机组的负荷要求不能超过机组的实际允许出力，因此LMCC具有按辅机和运行状态限制机组最大允许出力的回路（4）具有负荷闭锁增（BLOCK INC），负荷闭锁减（BLOCK DEC），机组负荷迫降（RUNDOWN），机组负荷迫降（RUNBACK）

8、，负荷保持（HOLD）等功能。2.2基本方式（BASE）在基本方式下，炉主控器和机主控器均在手动方式，炉侧的各控制子系统可在自动，也可在手动，由运行人员手动控制机组的风量和燃烧及汽轮机调门开度（通过DEH），控制机组的负荷和主汽压力。2.3锅炉跟踪方式（BF）在这种方式下，炉主控器在自动方式，机主控器在手动方式，进入锅炉跟踪方式，炉主控器根据主汽压力的设定值偏差，自动控制主汽压力，负荷则由操作员手动改变汽轮机调节门的开度进行控制，当操作员改变负荷或其他原因引起主蒸汽压力变化时，炉主控器根据主汽压力的偏差p=p0pT改变炉侧的子系统从而改变燃烧率，以补偿锅炉蓄能的变化，尽量维持主汽压力的稳定。2

9、.4汽轮机跟踪方式（TF）在这种方式下，汽机主控器在自动方式，炉主控器在手动方式，由操作员手动炉主控器或炉侧子系统调节机组的负荷，机主控器根据主汽压力的设定值偏差，通过遥控控制DEH高调门的开度，自动调节主汽压力，当操作员改变负荷或其他原因引起主蒸汽压力变化时，汽机主控器根据主汽压力的偏差p=p0pT，遥控改变DEH的目标值，从而通过DEH系统改变调门的开度来维持主汽压力的稳定。BASE， BF和TF方式都不能投入AGC，仅作为CCS的过渡过程。2.5协调控制方式（CCS） （ 图一）采用以锅炉跟随为基础的协调控制方式，用负荷指令锅炉修正锅炉主控器的输出，同时在锅炉跟随控制中加入一个非线性环节

10、修正汽机主控制器的功率信号。锅炉跟随控制方式的特点是机组能比较快地适应电网的负荷要求，但主汽压力波动较大，为了限制主汽压力变化，增加了一个死区组件，如果负荷要求增长的速率和幅度较大，可能引起主汽压力pT的变化幅度较大，当主汽压偏差p0pT0.5Mpa（死区）时，死区组件将发出闭锁汽机主控器的信号，限制汽轮机调节阀继续开大或回关的信号，以保证主汽压力pT在允许的范围内变化，当主汽压偏差不太大时，不去限制汽轮机调节阀的开度T的变化，以使NE尽快相应N0的变化。从以上分析可以看出。机组在共同保持主汽压力的过程中采用了炉跟机的协调控制功能，故称为炉跟机为基础的协调控制系统。从主汽压偏差对汽轮机调节阀开

11、度的变化的限制可以看出，尽管可以减少主汽压较大的波动，但同时也减慢了输出功率NE相应负荷要求指令N0的速度，实际上是以降低功率响应性能为代价来提高主汽压的控制品质，因此协调的结果是兼顾了负荷响应和主汽压稳定两个方面的控制质量。可见协调控制系统控制机组负荷，使单元机组输出的实际功率与负荷要求一致，反映了机组与外部电网之间的能量平衡关系；而机组内部锅炉与汽轮机之间的能量供求平衡关系，则用主汽压力在反映，主汽压力稳定主要是靠锅炉燃烧率的变化和汽轮机调节阀的开度变化实现。3对CCS所包含的子系统的技术改进机组协调控制系统接受负荷控制系统发出的变负荷指令信号，使每个子系统都能在主控制器的统一指挥下，协调

12、完成子系统与单元机组之间的动作，保证整个单元机组的安全经济运行，机炉的子系统是协调控制系统的基础，它们的控制质量将直接影响负荷控制的质量，只有子系统好，并保证较高的控制质量的前提下，才能使协调控制系统达到要求的控制质量。为保证子系统的稳定，先后进行了如下改进：(1)改进磨入口风量测量装置锅炉A， B侧送风量和A F磨煤机入口风量相加作为送风自动调节的被调量，由于磨煤机入口风量测点容易发生堵塞，造成测量不准，引起总风量波动，造成调节不稳定。改进为一种带自动吹扫装置的测量装置，大大提高了测量的准确性，并且没有发生过堵塞现象。(2)磨煤机出口温度控制修改为串级控制原磨煤机出口温度控制采用单回路，由于

13、磨煤机出口温度特性为大惯性控制对象，单回路很难达到预期的控制效果。加上风量调节过程中，热风调门的动作，对磨出口温度控制造成了一定的扰动。加大了风温控制的难度。为了克服风温迟后和惯性，采用了磨煤机入口冷热风混合风温度作为导前温度和磨煤机入口温度信号构成的串级温度控制系统，可改善磨出口温度的控制质量，提高控制的快速性，稳定性。(3)炉侧磨煤机热风调节挡板电动执行器改进。炉侧磨煤机冷、热风调节挡板电动执行器控制环节多，接线、结构复杂。热风电动执行器检修空间狭窄，现场环境温度高，热风管道内部温度较高（达380左右），外部环境温度可高达数十摄氏度，导致直接安装在热风管道上部的电动执行器内部电子元件极易被

14、烧坏，而且处理起来非常困难。现改造为一种可靠性高，结构简单，便于维护，有可靠后备硬手操功能（即就地开关按钮操作和手摇操作）的一体式电动执行器来替换原有的执行器，并将热风执行器移位出到温度较低的冷风平台来控制风门挡板。(4)磨煤机出口温度测点改进磨煤机出口温度测点容易磨损，导致磨煤机出口温度无法监视和控制，改造为测点头部经过防磨处理的测点，并改造为较长的热偶，大大延长了的使用寿命，减轻了更换的难度。(5)改进引风机动叶，送风机动叶，一次风机挡板执行器原来使用国产电动执行器，可靠性差，故障率多，现在改造为进口西门子电动执行器，动作灵敏可靠，满足对锅炉燃烧所需风量和炉膛压力的控制。(6)进一步完善控

15、制逻辑切手动条件，合理设置偏差报警，达到了确保安全的目的(7)定期做调节子系统的扰动试验，不断提高子系统的调节品质。通过以上对子系统测量、执行器的改进和调节参数的整定，大大提高了调节的安全可靠性，确保了机组长期投入AGC的目的。4结束语协调控制系统最终转换为对锅炉燃烧率和汽轮机高调门的控制，机组投入协调控制系统，并不代表机组控制的全自动，运行人员仍需加强对锅炉汽包水位，再热、过热器出口温度控制，汽机高低压加热器水位等重要子系统的监控，当这些子系统故障时，为确保机组的稳定，可以引入协调控制系统，作为CCS切手动的条件，同样当CCS中的元件故障时，也可作为子系统切手动的条件之一。机组投入AGC和CCS必须是在保证机组安全运行为前提条件，当机组出现异常时，运行人员可以立即切除自动