AGC系統的優化
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摘 要：本文介紹了AGC系統的概念、“兩個細則”指標對于電廠的重要性、AGC系統的四個測試及相應方法。介紹了某發電公司AGC速率測試和精度測試指標嚴重不合格的現狀，采取的優化措施，繼續優化的方向，關于AGC工作的幾點建議，以及本次優化達到的效果。
關鍵詞：AGC;速率;精度;測試;優化
中圖分類號：TM921.5 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）08-0181-02
0 引言
某發電公司有2臺330MW燃煤機組及2臺400MW級燃氣機組。2X330MW燃煤機組的汽輪機型號為N330-16.7/538/538，是哈爾濱汽輪機廠生產的亞臨界中間一次再熱凝汽式汽輪機，單軸、雙缸雙排汽，高中壓合缸。鍋爐鍋爐為東方鍋爐廠生產的DGl036/18.2—Ⅱ4型鍋爐。鍋爐為亞臨界參數、四角切圓燃燒方式、自然循環汽包爐。DCS、DEH系統為上海新華公司的XDPS-400e系統。2臺400MW級燃氣機組為東方電氣公司與三菱重工合作生產的燃氣-蒸汽聯合循環發電機組，型號為M701F4。余熱鍋爐為無錫華光鍋爐有限公司生產的三壓、臥式、無補燃、自身除氧、自然循環余熱鍋爐。DCS系統有兩套，分別是燃機本體部分的三菱DIASYS系統，包括TCS、TPS、TSI;汽機及余爐部分是國電南自的MAX DNA系統。
自動發電控制（Automatic Generation Control）簡稱AGC系統。它是指發電機組在規定的出力調整范圍內，跟蹤電力調度指令，按照一定調節速率實時調整發電出力，以滿足電力系統頻率和聯絡線功率控制要求的服務。它利用調度監控計算機、通道、遠方終端、執行（分配）裝置、發電機組自動化裝置等組成的閉環控制系統。
自動發電控制著重解決電力系統在運行中的頻率調節和負荷分配問題，以及與相鄰電力系統間按計劃進行功率交換。電力系統的供電頻率是系統正常運行的主要參數之一。系統電源的總輸出功率與包括電力負荷在內的功率消耗相平衡時，供電頻率保持恒定;若總輸出功率與總功率消耗之間失去平衡時，頻率就發生波動，嚴重時會出現頻率崩潰。電力系統是負荷是不斷變化的，這種變化有時會引起系統功率不平衡，導致頻率波動。要保證電能的質量，就必須對電力系統頻率進行監視和調整。當頻率偏離額定值后，調節發電機的出力以使電力系統的有功功率達到新的平衡，從而使頻率能維持在允許范圍之內。
1 背景
1.1 關于“兩個辦法”
2017年1月，國家能源局江蘇監管辦和江蘇省經信委聯合下發了《江蘇電網統調發電機組運行考核辦法》[1]、《江蘇電網統調發電機組輔助服務管理實施辦法》[2]（簡稱“兩個辦法”）。“兩個辦法”對發電機組AGC、一次調頻、調峰、無功調節、AVC等輔助服務項目進行了詳細的解釋，對相關輔助服務項目的考核及補償辦法進行了詳細的解讀?！皟蓚€辦法”作為江蘇統調發電企業強制執行的標準，執行情況直接影響到每個發電企業的經濟效益。
1.2 AGC的四個測試及指標要求
?。?）月投運率測試。江蘇省電網要求：10萬千瓦以上發電機組均應具有AGC功能，并按要求正常投入運行，AGC功能月投運率必須達到90%。機組AGC功能月投運率由調度機構EMS在線測定。
?。?）AGC調節范圍測試。AGC機組的可調范圍以聯調試驗測定的調節上、下限為基礎，以調度機構月度測試結果為考核依據，AGC機組的可調范圍必須達到額定容量的45%。AGC調節范圍測試包括上、下限兩個單方向測試，單方向測試時間為“2×測試范圍/考核速率”，以最后四個采樣值的平均值作為測試結果。
?。?）AGC調節速率測試。AGC機組的調節速率由調度機構隨機測定，燃煤（含綜合利用）、供熱燃氣機組調節速率必須達到1.5%額定容量/每分鐘，非供熱燃氣和抽水蓄能機組調節速率必須達到3%額定容量/每分鐘。每次AGC調節速率測試包括增、減（或減、增）兩個單方向測試過程，即采用增（或減）Y分鐘+暫停X分鐘+減（或增）Y分鐘的測試方式，其中Y為單方向測試時間，X為緩沖時間，單位均為分鐘。單方向測試時間Y長度不小于3分鐘，緩沖時間X長度不小于2分鐘。每個自然月內，全省所有參與測試機組的X與Y值由調度部門統一設定，并保持一致。測試開始時，AGC調節速率的首個測試方向由電網調度機構當班調度員指定。單方向AGC調節速率的計算公式為：
S=*100%
式中：S為單方向調節速率（單位：額定容量百分比/分鐘），L為機組單方向AGC實際調節量，PN為機組額定容量，Y為單方向測試時間。
測試結束后，取兩個單方向測試過程中機組AGC調節速率的算術平均值為該機組的AGC調節速率。
?。?）AGC調節精度測試。AGC機組的調節精度由調度機構EMS在線測定，每小時平均調節精度必須達到0.5%額定容量。
2 現狀及原因分析
2018年，某發電公司的煤機在AGC四個指標中，AGC速率測試和AGC精度測試兩個指標多次嚴重不合格，被電網公司考核，影響了公司的經濟效益。領導高度重視，組織技術人員多次討論，分析原因。
?。?）2018年1月，煤機#6、#7機組AGC速率測試不合格。原因分析：1月23日進行的AGC速率測試，當時#6、#7機組負荷都在320MW左右，機組出力已接近極限，而且1月份燃用煤質相對較差，調節系統無法快速跟上測試需求（實際上當時的工況和煤質，即使在手動狀態也很難達到較好的升減負荷速度），測試結果分別為1.14和1.17，遠遠達不到1.5的合格要求。（2）2018年1月，#7機組AGC精度測試不合格小時數為424小時。原因分析：針對精度考核情況查找相關曲線可以發現，大部分精度考核值大于1.0的時間段是出于INFIT系統未投入或者負荷指令被限制等特殊工況下。精度考核值處于0.5～1.0的時間段基本都投入INFIT系統，但由于INFIT系統版本較早，未考慮汽機流量特性等因素，經常會出現汽機調門動作負荷卻不響應的情況;此外鍋爐特性的變化造成INFIT系統內部鍋爐模型與實際對象模型的失配，會導致主汽壓力波動較大，這也會影響到機組負荷的控制精度（汽機主控的保壓回路）。 3 優化措施
3.1 已經采取的措施
（1）重新擬合INFIT汽機主控的調門特性曲線，以確保實發功率能夠在不同汽機調門開度下快速跟蹤電網的負荷指令。（2）適當放開汽機主控的保壓作用。本次維護之后，壓力偏差在0.3MPa之內時汽機主控沒有保壓作用;大于 0.3MPa后，汽機主控保壓負荷小于1.5MW;當壓力偏差大于0.8MPa后，保壓作用有所增大，以保證機組的穩定性和安全性。（3）適當加快了鍋爐主控的調節速率，以達到快速消除壓力偏差的目的。（4）聯系電網調度，核對AGC指令變化幅度是否正常。通過溝通，2018年4月底開始，省調已經修正了某發電公司#6、#7機組的AGC指令變化幅度，從之前的1.2MW左右調整到0.5～0.6MW。（5）設置AGC速率測試預報警，提醒運行人員注意。在AGC測試期間，運行人員可以通過優化操作，提升AGC速率測試成績。
3.2 繼續優化可以采取的措施
?。?）在有條件的情況下，考慮采用DPU通訊取代虛擬DPU通訊，以減小INFIT系統與DCS系統的通訊延時;（2）DCS送DEH的汽機主控指令信號存在延時，懷疑是DEH側的脈沖發生器存在脈沖寬度過大等問題，需要進一步排查;（3）進行汽機調門的特性試驗，重新擬定調門的重疊度函數。（實際運行中出現過單個調門明顯動作，負荷信號不響應的現象）。
3.3 關于AGC工作的幾點建議
針對當前情況結合機組實際，梳理了幾項有利于改善“兩個細則”指標的建議措施：（1）摻配摻燒問題，燃燒低熱值煤種時（比如近期的印尼煤和褐煤），AGC精度、速率和一次調頻的指標都會受到較大影響，而且還將直接影響機組負荷上限和調節范圍，建議在經濟效益沒有明確的情況下，盡量不摻配或者減少摻配低熱值煤。（2）汽機調門的重疊度和閥門開度曲線目前還保持出廠設置，調門的震蕩比較嚴重，同時調門開度-負荷對應線性關系較差，建議相關部門盡快聯系專業廠家或電科院試驗后重新修正。（3）定期與電氣專業核對校準功率信號、AGC指令信號等相關重要信號，確保不因儀表誤差影響測試結果。（4）關于燃機負荷曲線的上報，由于燃機負荷曲線上報直接影響燃機電量與氣耗，但又與省調測試存在矛盾，基于省調目前的考核規律，建議運行部門在密切跟蹤測試情況的前提下，可以考慮在省調測試高概率時段適當降低負荷曲線，這個時段一般都在每個月的25～28日以后至月底，其余時段則可適當高報。（5）我們對省調目前的具體測試方案、考核標準等相關內容掌握并不清晰，也就無法保護自身權益。比如煤機#6、#7機組AGC指令幅度問題，省調應該是一直誤將其按照600MW級機組調整的，現經過爭取，得以修正，5、6月份機組AGC精度指標顯著改善;比如#6、#7機組AGC速率測試的負荷給定量問題，按照我們對規定的理解，應該是3.4MW左右，但省調在實際操作中，多的時候給過4.6MW，少的時候給過3.0MW。如果按3.0MW來計算，就算100%響應，才勉強達到1.5的及格線;再如燃機AGC速率測試，按照燃機額定容量，如果要先做加負荷測試，應該要在申報負荷上限（溫控線）下至少50MW左右負荷基礎上開始，實際情況是經常完全不滿足此條件，導致測試結果嚴重不合格。因此亟需加強與省調的溝通，一方面了解掌握相關政策方法，做到有的放矢，另一方面也有助于提高省調測試考核的規范性，減少隨意性。
4 效果
通過上述幾項優化措施的實施，某發電公司的AGC速率測試指標和AGC精度測試指標均有大幅度的提高。近幾個月，煤機AGC速率測試指標大致達到1.7～1.8，遠超1.5的合格標準;燃機AGC速率測試指標為3.3～3.4，超過3.0的合格標準;AGC精度測試指標為，每個月不合格小時數為50～150小時（折算到當月全部運行的情況），已經大幅領先省內平均水平（不合格小時數為250～300小時左右/月）。在今后的工作中，我們要一如既往地重視“兩個辦法”的實施，重視AGC四個測試指標，不斷汲取行業內的先進經驗和做法，不斷提升AGC四個測試的指標水平，為公司的安全生產和經濟效益做出更大的貢獻。
參考文獻
[1] 《江蘇電網統調發電機組運行考核辦法》[Z].國家能源局江蘇監管辦、江蘇省經濟和信息化委員會，2016-12-30.
[2] 《江蘇電網統調發電機組輔助服務管理實施辦法》[Z].國家能源局江蘇監管辦、江蘇省經濟和信息化委員會，2016-12-30.
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