大型火電機(jī)組AGC方式快速響應(yīng)及滑壓控制技術(shù)研究

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1、尹峰?浙江省電力試驗研究院???摘要:本文針對大型火電機(jī)組在AGC調(diào)節(jié)中負(fù)荷響應(yīng)慢、存在較大純遲延的現(xiàn)狀，提出了基于智能判斷和解耦控制的指令模型優(yōu)化控制方案，并結(jié)合該方案在電廠中成功應(yīng)用的實例，闡述了減小負(fù)荷響應(yīng)遲延，實現(xiàn)全過程滑壓經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的控制原理。??關(guān)鍵詞:大型機(jī)組AGC快速響應(yīng)指令模型優(yōu)化?TheResearchOfFastLoadRespondingAndSliding-pressureControlTechniqueForTheLargeThermalPowerUnitsInTheAGCMode??????Abstract:Aimforthelongr

2、eallagoftheunitload'srespondinginthelargethermalpowerunitsoperatingintheAGCmode,anew'demand-modeloptimizingcontrolprogram'isintroducedbasedontheintelligentconcludinganddecouplingcontrols.Thecontroltheoryfortheunit'sfullrangesliding-pressureeconomicrunningandfastrespondingisillustrated

3、too.Somesuccessfulapplicationsarecitedandanalyzed.???????Keywords:LargeunitsAGCFastrespondingDemand-modeloptimizing?0.引言隨著大型火力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展和成熟，以及國家對火電機(jī)組經(jīng)濟(jì)性要求的不斷提高，大容量、高參數(shù)的發(fā)電機(jī)組已逐漸成為電力生產(chǎn)的主流設(shè)備。發(fā)電自動控制系統(tǒng)AGC在各電廠的廣泛應(yīng)用，對發(fā)電廠運(yùn)行與調(diào)度的自動化水平提出了更高的要求。但是，大型機(jī)組所特有的鍋爐容量大，機(jī)組負(fù)荷響應(yīng)遲緩等特點，卻限制了AGC系統(tǒng)的整體調(diào)節(jié)速度，影響了電網(wǎng)的電能質(zhì)量

4、，成為了發(fā)、供電系統(tǒng)間的一個瓶頸，隨著小容量及水電機(jī)組在發(fā)電系統(tǒng)中所占份額的逐漸減小，這一矛盾將日見突出，為電力系統(tǒng)自動調(diào)度帶來較大困難。此外，目前國內(nèi)大多數(shù)電廠在AGC方式下僅能采用定壓方式運(yùn)行，既限制了AGC指令的可調(diào)范圍，又降低了機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，隨著AGC運(yùn)行方式的普及及電廠節(jié)能與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求的提高，這也已成為發(fā)電廠控制領(lǐng)域急需解決的一個問題。經(jīng)過在浙江省北侖港電廠600MW機(jī)組及溫州發(fā)電廠300MW機(jī)組上的長期試驗和研究，筆者在對機(jī)爐對象特性充分認(rèn)識的基礎(chǔ)上，結(jié)合AGC方式的特殊控制要求，提出了指令模型優(yōu)化控制方案，該方案通過建立控制指令的前饋和定值模型

5、，采用人工智能思想，實現(xiàn)了對負(fù)荷與汽壓的優(yōu)化控制，并最終達(dá)到負(fù)荷快速響應(yīng)與過零，汽壓全程受控，機(jī)組滑壓調(diào)節(jié)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的控制目標(biāo)。?1、模型優(yōu)化方案的提出與指令建模1.1常規(guī)協(xié)調(diào)方式下的系統(tǒng)調(diào)節(jié)特性采用直吹式制粉系統(tǒng)的大容量火電機(jī)組，從改變煤量到蒸汽流量發(fā)生變化存在著較大的純遲延，對于300MW機(jī)組，該遲延一般在1.0~2.5min左右[1]，而對于600MW機(jī)組，遲延時間將會更長。此外，當(dāng)機(jī)組處于滑壓段運(yùn)行時，還存在一個主汽壓力變化的過程，從蒸汽流量發(fā)生變化到該變化量積累到足以使主汽壓力發(fā)生有效變化還將需要更長的時間。因此，在常規(guī)的協(xié)調(diào)控制方式下，為防止主汽壓向反

6、方向偏離，不得不將汽機(jī)指令作延時處理，并放寬汽壓控制偏差的允許范圍，機(jī)組處于一種遲緩的、不受控的狀態(tài)。常規(guī)協(xié)調(diào)控制方式下各主要參數(shù)的調(diào)節(jié)過程將如圖1所示。由于調(diào)門動作④的影響，使主汽壓力②的對象特性變得復(fù)雜，常規(guī)的PID調(diào)節(jié)功能無法正常實現(xiàn)。而汽壓對象本身又是一個大遲延環(huán)節(jié)，調(diào)節(jié)過程中與設(shè)定值⑥的偏差較大，對于AGC方式下負(fù)荷指令頻繁變化的復(fù)雜工況適應(yīng)性較差。此外，該方式最主要的弊端還在于其負(fù)荷與汽壓的響應(yīng)是同步的，汽壓與負(fù)荷變化時對熱量的需求與排斥也始終是同向的，在變化初始段，兩者相互制約，產(chǎn)生大延時，而在接近目標(biāo)負(fù)荷時，又相互激勵，造成較大超調(diào)。在這種方式下，

7、系統(tǒng)整定困難，調(diào)節(jié)品質(zhì)差，不能滿足AGC方式下的滑壓控制要求。1.2指令模型優(yōu)化控制方案的設(shè)計思想新方案的提出是基于以下事實，筆者在現(xiàn)場的試驗中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)燃料量發(fā)生一個足夠量的近似階躍的快速變化時，汽壓的響應(yīng)時間會大大縮短，這一點在進(jìn)行RUNBACK試驗時可以明顯地感覺到。原因是當(dāng)燃料量的瞬時變化達(dá)到一定量時，爐內(nèi)熱量改變超出了爐體的熱容蓄熱，此時富余部分的變化量能較快地轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝康淖兓?，加快了汽壓的響?yīng)速度。但為了減少燃料量快速改變對風(fēng)煙系統(tǒng)造成的沖擊，在該指令超前量后應(yīng)設(shè)置速率限制。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，該快速變化量的大小與升負(fù)荷速率（即調(diào)門動作快慢）線性相關(guān)，而

8、與負(fù)荷變化