火力發(fā)電機組CCS協(xié)調控制系統(tǒng)的優(yōu)化

1、火力發(fā)電機組CCS協(xié)調控制系統(tǒng)的優(yōu)化摘要：伴隨當前社會經(jīng)濟快速發(fā)展，大型火力發(fā)電廠的數(shù)量逐步增多，電網(wǎng)供 電負荷方面出現(xiàn)了巨大變化，尤其是在快速大容量變化的條件下，依靠原有的調 度方式從電網(wǎng)調度聯(lián)系電廠進行升降負荷的方法已經(jīng)無法與當前電網(wǎng)的運行情況 相吻合，所以本文重點對火力發(fā)電機組協(xié)調控制系統(tǒng)進行分析和研究，確保機組 主要指標和電網(wǎng)頻率處于穩(wěn)定狀態(tài)。關鍵詞：火力發(fā)電機組；協(xié)調控制系統(tǒng)；控制方式；優(yōu)化1火力發(fā)電機組CCS協(xié)調控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀自動發(fā)電控制（AGC）的基本任務在于對電網(wǎng)頻率進行維持，保證其處于允 許的誤差條件下，并且保證頻率累積誤差處于可控范圍之內，對互聯(lián)電網(wǎng)凈交換 功率進行控制，

2、依照相關的計劃來進行操作，保證交換電能量處于計劃限制范圍 之內，并且符合電網(wǎng)頻率、電網(wǎng)安全約束條件以及對外凈交流功率計劃的條件下 進行發(fā)電機組出力的控制。伴隨當前電網(wǎng)規(guī)模進一步擴大，網(wǎng)架的結構也越來越 復雜，尤其在一些特高壓輸電網(wǎng)絡的普及以及新能源的不斷發(fā)展條件下，電網(wǎng)頻 率負荷控制的難度越來越高，需要對調度支撐系統(tǒng)進行升級和創(chuàng)新。當前，如果電網(wǎng)出現(xiàn)大功率缺失擾動，則會導致系統(tǒng)頻率出現(xiàn)大幅跌落。同 時，在一段時間內，由于聯(lián)絡線交換功率數(shù)據(jù)采集計算的過程中出現(xiàn)一定的時延， 或者在頻率偏差系數(shù)設置的過程中和實際情況出現(xiàn)一定的出入，都會造成AGC計 算的過程中，ACE無法正確的將電網(wǎng)功率控制偏差反映

3、出來；與此同時，如果 ACE計算的結果是正值，那么AGC會向自動模式機組下發(fā)減出力的命令，導致系 統(tǒng)頻率進一步惡化；同時，在出現(xiàn)故障之后，機組發(fā)電計劃沒有及時合理的作出 相應的調整，AGC計劃跟蹤模式機組執(zhí)行的計劃可能出現(xiàn)減負荷等情況，對故障 的恢復是非常不利的。與此同時，火電機組的AGC性能主要和給水、風量、燃料、協(xié)調控制系統(tǒng)等 相關系統(tǒng)共同組成，然而傳統(tǒng)的火電機組控制系統(tǒng)往往只是重視就地機組的穩(wěn)定 運行，這就造成調頻調峰等涉網(wǎng)能力無法達到智能電網(wǎng)的要求，另外在降耗、環(huán) 保等方面也對發(fā)電機組的頻率、調頻、調峰功能產(chǎn)生了影響。當電網(wǎng)負荷指令出 現(xiàn)一定的變化，火電機組的始發(fā)功率也會隨之進行變化，

4、與此同時在執(zhí)行機構和 設備等方面出現(xiàn)的變化造成了性能和相關控制系統(tǒng)的性能出現(xiàn)下降等問題，常見 的問題主要有火電機組的實發(fā)功率無法達到自動跟蹤電網(wǎng)負荷指令的具體要求， 也就是AGC性能無法符合電網(wǎng)的具體需要，有些發(fā)電機組雖然能夠快速跟蹤負荷 指令，然而機組的主蒸汽壓力等參數(shù)波動較大，無法達到穩(wěn)定運行的具體要求， 導致了發(fā)電效率和安全生產(chǎn)的水平大幅度的下降。2電廠機組運行控制方式通常條件下，大型火力發(fā)電機組的控制模式有以下幾種：爐跟機模式、機爐 協(xié)調模式、機跟爐模式以及全手動模式，如果發(fā)電機組在正常條件下運行，一般 使用機爐協(xié)調模式，也就是CCS模式，根據(jù)實際情況的不同以及設備運用的情況， 對各種

5、模式進行靈活的使用。（1）全手動模式，也就是汽輪機組的主控應用等都通過手動模式進行操作， 機組在輸出的過程中，主要通過手動模式進行輸出數(shù)值的數(shù)定，對負荷的改變情 況進行觀察，確保機爐之間能夠有效進行配合。（2）爐跟機模式，鍋爐在控制的過程中屬于自動控制裝置，工況具有較快的 負荷，汽壓出現(xiàn)較大的波動，一般情況下沒有RB信號或者汽機主控受控等條件下才能將其切換成為爐跟機模式。（3）機跟爐模式，也就是汽機主控是自動模式，負荷主要通過操作人員手動 將鍋爐主控和命令改變，或者通過對燃料和給水量進行調節(jié)來進行操作，對負荷 變化速率進行密切關注，積極改變主汽壓力情況，如果在手動與壓力控制的模式 下，才需要將

6、其轉變?yōu)闄C跟爐模式。（4）機爐協(xié)調模式也被叫做CCS模式，這種條件下爐機主控一般情況下都處 于自動模式，汽機的主控依照功率的偏差情況，對閥門開度進行調節(jié)，需要對壓 力偏差進行考慮，鍋爐主控就要將修正后的機組壓力和負荷指令向風量控制回路 發(fā)送，確保負荷指令和鍋爐出力之間進行匹配，在這種條件下，目標負荷主要是 利用相關操作人員根據(jù)實際情況在手動模式下進行設定。3火力發(fā)電機組CCS控制系統(tǒng)優(yōu)化改進3.1優(yōu)化后協(xié)調控制系統(tǒng)（1）鍋爐壓力控制回路優(yōu)化。首先將機前壓力和機前壓力設定值的偏差在 PID上直接作用，如果實際壓力和壓力設定值出現(xiàn)一定的偏差，就會改變指令， 對燃料量進行調節(jié)避免熱量信號精確度不足導

7、致的影響，確保壓力處于穩(wěn)定調整 狀態(tài)，其次，尤其是在對主汽壓力PID通過變參數(shù)進行控制的過程中，在升降負 荷的時候，因為鍋爐燃燒過程中出現(xiàn)很大的慣性，這個時候壓力偏差相對較大， 根據(jù)電網(wǎng)負荷指令的變化幅度和速度，直接通過FF前饋進行調節(jié)，可進一步提升 AGC-R模式運行時，機組的調節(jié)精度、響應時間以及調節(jié)速率符合電網(wǎng)兩個細則 考核的實際要求。（2）燃料主控回路采用變參數(shù)控制。給煤機在投入自動數(shù)量方面的差異導致 系統(tǒng)傳遞特性之間出現(xiàn)差異，所以在給煤機投自動數(shù)量不同的條件下，需要通過 不同的比例積分參數(shù)進行調節(jié)和控制。（3）如果燃料主控輸出后可以通過增加一條LDC輸出前饋的模式進行操作， 其作用在

8、于在升降負荷的過程中，能夠提前增減燃料，讓鍋爐響應速度增加。（4）在汽機主控當中進行復核指令前饋的增加，在升降負荷的過程中，利用 負荷指令的前饋作用在汽機主控指令上直接疊加，將負荷迅速改變，接著通過 PID來細調負荷，讓負荷響應速度加快，讓負荷的調整和超調時間減少。（5）重新校正熱量信號，對參數(shù)進行重新調整，讓熱量信號的變化更為快捷 準確。3.2優(yōu)化后一次調頻、AGC試驗在采取CCS控制策略優(yōu)化之后，依照相關的聯(lián)網(wǎng)標準規(guī)定驗收AGC和機組一 次調頻。（1）在對一次調頻驗收方案進行控制的過程中，首先需要將一次調頻指令最 大值控制在24MW，對機組調頻響應速度進行觀察，并且即時監(jiān)控實際負荷、燃 料

9、量、主汽壓力等相關參數(shù)。在實驗的過程中獲得的結果是：一次調頻瞬間升降 24MW負荷的條件下，燃料量的變化率最大為26t/h，主蒸汽壓力的波動最大值 為0.5MPa，機組調頻的響應時間、響應速度、動作幅度等指標均符合電網(wǎng)對一 次調頻試驗的相關規(guī)定。（2）在進行AGC驗收的過程中，采取的具體方案是投入AGC，進行上升/下 降的40MW負荷擾動試驗，對其試驗速率進行控制，保證其速度不低于 7.5MW/min。對其實際的負荷響應速度進行觀察。在試驗的過程中分析其結果， 在進行升降負荷的時候，實際負荷情況和負荷指令在動態(tài)檢測的時候，出現(xiàn)的偏 差最大值是0.6MW，在穩(wěn)態(tài)的時候是0.1MW，具有較好的跟隨，響應的速度比 較快；在進行動態(tài)的時候，主汽壓力與設定值偏差的最大值達到了 0.4MPa，在穩(wěn) 態(tài)的時候出現(xiàn)的最大偏差達到了 0.07MPa，各項指標都能夠達到AGC快速調節(jié)的 具體要求。結束語發(fā)電廠協(xié)調控制系統(tǒng)在操作的過程中具有很強的實際意義，通過優(yōu)化能夠保 證動作的精確度和速度提高，讓機組的響應能