大型火电机组AGC方式快速响应及滑压控制技术研究

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1、尹峰 浙江省电力试验研究院   摘要:本文针对大型火电机组在AGC调节中负荷响应慢、存在较大纯迟延的现状，提出了基于智能判断和解耦控制的指令模型优化控制方案，并结合该方案在电厂中成功应用的实例，阐述了减小负荷响应迟延，实现全过程滑压经济运行的控制原理。  关键词:大型机组AGC快速响应指令模型优化 TheResearchOfFastLoadRespondingAndSliding-pressureControlTechniqueForTheLargeThermalPowerUnitsInTheAGCMode      Abstract:Aimforthelongr

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

3、too.Somesuccessfulapplicationsarecitedandanalyzed.       Keywords:LargeunitsAGCFastrespondingDemand-modeloptimizing 0.引言随着大型火力发电技术的发展和成熟，以及国家对火电机组经济性要求的不断提高，大容量、高参数的发电机组已逐渐成为电力生产的主流设备。发电自动控制系统AGC在各电厂的广泛应用，对发电厂运行与调度的自动化水平提出了更高的要求。但是，大型机组所特有的锅炉容量大，机组负荷响应迟缓等特点，却限制了AGC系统的整体调节速度，影响了电网的电能质量

4、，成为了发、供电系统间的一个瓶颈，随着小容量及水电机组在发电系统中所占份额的逐渐减小，这一矛盾将日见突出，为电力系统自动调度带来较大困难。此外，目前国内大多数电厂在AGC方式下仅能采用定压方式运行，既限制了AGC指令的可调范围，又降低了机组运行的经济性，随着AGC运行方式的普及及电厂节能与经济运行要求的提高，这也已成为发电厂控制领域急需解决的一个问题。经过在浙江省北仑港电厂600MW机组及温州发电厂300MW机组上的长期试验和研究，笔者在对机炉对象特性充分认识的基础上，结合AGC方式的特殊控制要求，提出了指令模型优化控制方案，该方案通过建立控制指令的前馈和定值模型

5、，采用人工智能思想，实现了对负荷与汽压的优化控制，并最终达到负荷快速响应与过零，汽压全程受控，机组滑压调节、经济运行的控制目标。 1、模型优化方案的提出与指令建模1.1常规协调方式下的系统调节特性采用直吹式制粉系统的大容量火电机组，从改变煤量到蒸汽流量发生变化存在着较大的纯迟延，对于300MW机组，该迟延一般在1.0~2.5min左右[1]，而对于600MW机组，迟延时间将会更长。此外，当机组处于滑压段运行时，还存在一个主汽压力变化的过程，从蒸汽流量发生变化到该变化量积累到足以使主汽压力发生有效变化还将需要更长的时间。因此，在常规的协调控制方式下，为防止主汽压向反

6、方向偏离，不得不将汽机指令作延时处理，并放宽汽压控制偏差的允许范围，机组处于一种迟缓的、不受控的状态。常规协调控制方式下各主要参数的调节过程将如图1所示。由于调门动作④的影响，使主汽压力②的对象特性变得复杂，常规的PID调节功能无法正常实现。而汽压对象本身又是一个大迟延环节，调节过程中与设定值⑥的偏差较大，对于AGC方式下负荷指令频繁变化的复杂工况适应性较差。此外，该方式最主要的弊端还在于其负荷与汽压的响应是同步的，汽压与负荷变化时对热量的需求与排斥也始终是同向的，在变化初始段，两者相互制约，产生大延时，而在接近目标负荷时，又相互激励，造成较大超调。在这种方式下，

7、系统整定困难，调节品质差，不能满足AGC方式下的滑压控制要求。1.2指令模型优化控制方案的设计思想新方案的提出是基于以下事实，笔者在现场的试验中发现，当燃料量发生一个足够量的近似阶跃的快速变化时，汽压的响应时间会大大缩短，这一点在进行RUNBACK试验时可以明显地感觉到。原因是当燃料量的瞬时变化达到一定量时，炉内热量改变超出了炉体的热容蓄热，此时富余部分的变化量能较快地转变为蒸汽量的变化，加快了汽压的响应速度。但为了减少燃料量快速改变对风烟系统造成的冲击，在该指令超前量后应设置速率限制。进一步的研究发现，该快速变化量的大小与升负荷速率（即调门动作快慢）线性相关，而

8、与负荷变化