aecs―2000在机组agc控制中的应用

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1、AECS-2000在机组AGC控制中的应用摘要：针对北方联合电力有限责任公司包头第一热电厂300MW级火电机组AGC控制中存在的负荷升降速率偏慢、负荷大幅变动时机组主要参数波动大、无法适应煤质变化等现实问题，本文提出结合模型预测控制技术及DEB直接能量平衡控制策略的新型AGC控制解决方案，并通过AECS-2000先进过程控制系统进行了实施，通过实际应用表明：即便在电网AGC指令反复上下大幅度变动、单边连续大幅度上涨或下降、小幅度微量调整等各种实际工况下，AECS-2000先进过程控制系统均能保证机组AGC负荷

2、升降速率满足蒙西电网1.5%PE/min的要求，且在此过程中，机组主要控制参数平稳变动，保证机组安全、稳定运行。关键词：DEB；模型预测控制；AGC控制；协调控制；先进过程控制中图分类号：TM621文献标识码：A文章编号:1674-098X(2016)07(b)-0000-00引言北方联合电力有限责任公司包头第一热电厂1号300MW机组原AGC控制采用常规负荷前馈+PID的有差调节，为响应电网要求，试投运AGC系统，期间发现AGC系统受煤质变化（煤种热值变化幅度达30%左右）等影响，调节品质无法满足电网需求，

3、负荷升降速率仅能达到0.4%PE/min,若继续提高负荷升降速率则机组主汽压力、温度等参数剧烈波动，严重影响机组安全，鉴于此，北方联合电力有限责任公司包头第一热电厂与控软自动化技术（北京）有限公司联手分析了AGC控制存在的问题及影响AGC调节品质的因素，提出了使用AECS-2000先进过程控制系统结合现行DCS控制系统对AGC控制（包括汽机、锅炉控制）进行基于模型预测控制技术及DEB直接能量平衡控制策略的新型AGC控制解决方案改造的建议，使AGC系统调节品质大幅提高，减小机组主要参数波动幅度，确保AGC系统的

4、正常、安全投运。1.包头第一热电厂#1机组AGC系统现状及分析包头第一热电厂#1机组未优化前试投运AGC系统期间，实际负荷速率仅能达到1.2MW/MIN，大负荷变工况时主汽压力波动比较剧烈，偏差最大达到1.3MPa,机组主汽压力、主汽温度稳定时间超过50分钟。通过综合分析，影响我厂#1机组AGC性能的主要包含如下内容：1.1.煤质变化幅度大，设计满发负荷煤量为130吨，实际满发负荷煤量从150吨到200吨来回变动，机组原有AGC控制采用DIB直接指令平衡控制策略，往往煤质变化影响到主汽压力变化后，锅炉主控指令

5、才开始变化，若此时再遇上AGC要求升降负荷，原有负荷前馈无法匹配新煤质工况，就加剧了主汽压力波动，导致最后不得不退出AGC控制。1.1.锅炉风煤比曲线与实际燃煤无法匹配，导致送风自动高负荷时投不上，导致进入炉膛的风量无法及时改变，锅炉燃烧变缓。1.2.给煤机纯机械延时太大，煤需求指令下达到给煤机后，30秒后给煤机才开始实际有效增减给煤量，导致制粉系统纯延时变大，燃烧更加缓慢。1.3.锅炉各级减温自动因基建原因使得减温器前后温度测点位置不准确，减温控制的测量信号在调整中不能及时反应减温效果；减温水调门流量特性差

6、，减温调门死区过大，调门开度20%不过量，开度在60%以上阀门到了饱和区，这样的阀门特性无法满足减温自动的调节；减温自动虽是串级调节控制，但对机组负荷波动较大带来的主汽温度变化难以控制，因此常常出现主汽温度在负荷波动20MW的情况下超温7〜8°C的现象。1.4.锅炉汽包水位测量自建厂以来一直存在静态偏差超差的问题。汽包水位调节在定值扰动下，调节过程时间在3分钟内，稳态偏差为60〜80mm，调节参数有待整定。1.解决方案1.1.针对机组主要由于煤质变化频繁、锅炉响应迟缓，惯性大(自然状况下煤--主汽压力影响延时

7、约4MIN，压力过渡到稳定状态需时约25MIN)导致的锅炉侧能量供给无法满足汽机侧能量需求，加剧汽机和锅炉两个互为耦合关系的系统的不匹配程度，影响到负荷响应及锅炉的稳定，最终导致AGC系统无法稳定、达标运行的现状，我们开发了以能量需求为核心、以模型预测控制为手段的新型协调控制策略，以能量需求消除煤质变化频繁的影响，以模型预测控制消除锅炉响应迟缓、惯性大带来的主汽压力剧烈波动，即采用AECS-2000先进控制系统(AdvancedProcessControl简称APC)替代机组原协调控制系统中炉主控部分，简单原

8、理图如下：1.2.送风自动控制优化，修正风煤比曲线，保证锅炉燃烧所需空气量；通过更换风量测量装置及对风量测量信号的修正提高锅炉总风量的测量准确性，在控制回路中加强负荷前馈作用，满足机组负荷变化时对风量的需求，加强炉膛氧量的校正作用。1.3.汽包水位测量装置更换为内置差压水位计，克服了环境温度对单室平衡容器及参比水柱内水密度的影响，使信号更稳定，测量的附加误差更小，补偿公式更简单，结果更准确；调整汽包