材料3：经济效益报告

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1、1000MW超超临界机组先进AGC及汽温控制系统项目经济及社会效益分析报告华能玉环电厂二O—二年二月一、AGC协调及汽温控制的现状“AGC”控制系统作为现代火力发电机组DCS屮的核心控制部分，承担着协调锅炉、汽机侧各个闭环控制系统以响应调度负荷指令的重要任务，是连接电网与单元机组Z间的桥梁，其控制性能直接影响着机组AGC运行的安全性、稳定性、经济性和电网有功调节水平。目前，国内火电机组的AGC控制策略主要采用国外各大DCS厂商提供的组态逻辑，采用了负荷指令前馈+PID反馈的调节方案，其核心思路在于：尽可能的将整个控制系统整定成开环调节的方式，反馈

2、调节仅起小幅度的调节作用。这种方案要求前馈控制冋路的参数必须整定得非常精确，对于煤种稳定、机组设备稳定、机组运行方式成熟的国外机组，这种方案是比较有效的，因此-直以来都是国外DCS厂商的推荐方案；但是对于煤种多变、机组控制及测量设备不精确、运行参数经常与设计参数存在较大偏差的国内机组，则控制效果会明显变差。通过对现场运行情况的调研和归纳，在运机组的AGC控制问题主要体现在如下几个方面：（1）消除扰动能力差，易出现参数大幅波动及调节振荡情况这是目前机组运行中最普遍出现的情况，机组在人幅度变负荷、启停制粉系统、吹灰等扰动工况下，控制系统常会出现控制不

3、稳定或温度、压力大幅偏离设定值的情况,严重影响运行安全性。⑵机组负荷升降速率低常规的AGC控制方案，由于对大滞后被控对象无法找到有效的控制方法，机组负荷的升、降速率仅在1%/min左右，机组的调峰、调频能力差，无法满足电网对机组负荷的响应要求。⑶煤种变化对控制系统影响大在燃煤品质变差时，控制系统缺乏自适应手段，控制性能也随Z变差。运行人员为保证机组安全，只能采用很低的变负荷率运行。⑷正常AGC调节中，燃料、给水等控制量波动大机组止常AGC运行中，由于AGC指令的频繁反复变化（平均1〜2分钟变化一次）,使得机组的燃料、给水、送风等各控制量也大幅来回

4、波动，此时虽然主汽压力、温度等被控参数较为稳定，但会造成锅炉水冷壁和过热器管材热应力的反复变化，容易导致氧化皮脱落，大大增加了锅炉爆管的可能性。⑸再热烟气挡板难以投入自动，机组运行经济性差超（超）临界机组的再热汽温通常采用喷水减温+烟气挡板的调节手段，但由于烟气扌当板对再热汽温的滞后很大（控制对象时间常数达十几分钟），采用DCS常规控制方案基本无法投入烟气挡板的自动控制。运行人员只能以再热喷水减温为控制手段来调节，机组运行经济性明显受到影响。出现上述问题的主要原因是，随着机组工况和煤种的变化，机组被控对象的动态特性已变得越来越差，过程的滞后和惯性

5、已变得越来越大，对彖非线性和时变性的特征也越來越明显。由于经典PID控制系统是一个线性控制系统，而实际的机、炉被控对象是一个多变量、强耦合及存在大滞后的高度非线性系统，因此，不管对PID控制系统进行如何调整，总是突破不了用线性的控制器來处理非线性对彖的这个局限，使得控制品质的改善总是有限的。因此，要从根本上解决上述问题，应将先进的控制技术如：预测控制、神经网络控制、自适应控制、模糊控制等技术应用到火电机组的优化控制中来。针对上面所存在的各个问题，国内各省电科院、研究院、高等院校都进行过对机组AGC协调和汽温的优化控制研究，但绝大部分优化控制只是在

6、DCS中对常规的PTD控制方案进行局部的优化调整，由于受DCS中控制模块的限制，无法采用当前国际上的最先进控制技术，而预测控制、神经网络控制等先进技术已被证明是对大滞后、非线性及时变性过程非常有效的控制方法，但至今仍不能在DCS小直接采用，严格来说，基于对常规PID控制方案作局部改动的优化调整并不是真正意义上的优化控制，如何将预测控制技术、模糊控制技术、神经网络学习技术等应用于大型火电机组的优化控制是一个有十分意义但有和当难度的工作。尽管国内已有采用预测控制技术、智能前馈技术及神经网络自学习技术来研究新型AGC协调及汽温控制系统的报道，但所提出的

7、方案仅通过了计算机的仿真试验，没有经过工程应用的检验，也没有研制出相关的实时控制装置。西门子公司推出的新协调控制系统PROFT,可根据锅炉的非线性模型（神经网络模型）及预测控制技术，对锅炉的“热能”进行预测，从而提前动作给煤量，有效补偿锅炉的惯性，确保机组具有快速的负荷响应速度和平稳的压力变化，这是一种很好的解决问题的思路，但PROFI的价格「分昂贵且核心技术对国内完全保密，另外，PROFI在对煤种自适应方面仍有不足，还需要改进。本项目在借鉴PROFI的控制思想及实现方式的基础上，通过有机融合预测控制技术、神经网络的学习技术及口适应控制技术等，提

8、出了现代火电机组AGC协调及汽温控制的先进解决方案，研制了AGC实时优化控制装置“INFIT”，并成功地应用于华能玉环电厂#2机1000