張波，董紅江

(華電章丘發(fā)電有限公司，山東 章丘 250216)

0 引言

為規(guī)范市場秩序、推進電力市場建設(shè)、消除電力系統(tǒng)運行中的安全隱患，2011年9月，山東省正式頒布實施《華北區(qū)域發(fā)電廠并網(wǎng)運行管理實施細(xì)則》、《華北區(qū)域并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理實施細(xì)則》(以下簡稱“兩個細(xì)則”)?！皟蓚€細(xì)則”的實施對并網(wǎng)發(fā)電廠安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行提出了更高的要求［1－3］。

細(xì)則實施后首月結(jié)算，結(jié)算結(jié)果是華電章丘發(fā)電有限公司(以下簡稱章丘公司)被考核29.66萬元。為此，章丘公司從優(yōu)化機組自動發(fā)電量控制(AGC)調(diào)節(jié)性能、保證AGC的投入率入手，以適應(yīng)智能電網(wǎng)的要求，取得了顯著效果。細(xì)則實施后的第2個月，章丘公司開始轉(zhuǎn)虧為盈，截至2012年8月，累計創(chuàng)造經(jīng)濟效益2359.36萬元。

1 機組概況

章丘公司總裝機容量890MW。#1，#2機組均為145 MW機組，分別于2002年9月和12月投產(chǎn)，分散控制系統(tǒng)(DCS)使用上海自動化儀表股份有限公司生產(chǎn)的MAX500產(chǎn)品。機組投產(chǎn)時間較長，設(shè)備發(fā)生老化，部分設(shè)備特別是控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)一般，且機組沒有單獨的一次風(fēng)機，一次風(fēng)通過送風(fēng)機提供，一次風(fēng)壓無法自動調(diào)節(jié)，整個系統(tǒng)的自動化水平較低，造成一期協(xié)調(diào)系統(tǒng)調(diào)節(jié)性能差和汽機調(diào)門調(diào)節(jié)性能差，無法滿足AGC正常調(diào)整的需要，投產(chǎn)后，山東省電力調(diào)度中心(以下簡稱省調(diào))一直未要求投入AGC方式。#3，#4機組均為300 MW機組，分別于2006年7月和9月投產(chǎn)，DCS使用上海自動化儀表股份有限公司生產(chǎn)的MAX－DNA系列產(chǎn)品，#3，#4機組投產(chǎn)后，根據(jù)調(diào)度指令要求投AGC方式運行，但由于煤質(zhì)變化較大、二期協(xié)調(diào)系統(tǒng)調(diào)節(jié)性能一般及鍋爐汽溫和汽壓波動大等原因，系統(tǒng)優(yōu)化前，AGC調(diào)節(jié)性能較差，調(diào)節(jié)精度不高。

2 AGC管理創(chuàng)效的具體措施

2.1 制訂管理辦法，加強AGC技能培訓(xùn)

(1)制訂AGC管理辦法。積極制訂公司內(nèi)部“AGC管理獎懲辦法”并組織各生產(chǎn)部門進行學(xué)習(xí)、宣貫，落實責(zé)任、明確分工、做到獎罰分明，同時，把AGC投入情況加入到指標(biāo)競賽中，作為影響小指標(biāo)競賽成績的一項重要因素，切實提高員工投入AGC的積極性和主動性。

(2)加強AGC技能培訓(xùn)。邀請電網(wǎng)調(diào)度中心的專家進行“AGC管理和考核”的講座培訓(xùn)，提高公司各部門對AGC運行方式的認(rèn)識。

2.2 優(yōu)化AGC調(diào)節(jié)性能的關(guān)鍵指標(biāo)

AGC的調(diào)節(jié)性能主要通過3項指標(biāo)進行測評，即:調(diào)節(jié)速率比值K1、調(diào)節(jié)精度比值K2、響應(yīng)時間比值K3，K1，K2，K3的乘積即為AGC綜合性能指標(biāo)Kp，Kp值的大小直接影響“兩個細(xì)則”對AGC的獎勵力度。

(1)對目標(biāo)負(fù)荷跟蹤速率設(shè)定值進行優(yōu)化試驗，優(yōu)化K1指標(biāo)。K1是指機組實際負(fù)荷跟蹤速率與調(diào)度規(guī)定基準(zhǔn)速率的比值。根據(jù)規(guī)定，300MW機組AGC負(fù)荷跟蹤基準(zhǔn)速率為5 MW/min，但機組在實際調(diào)整過程中，省調(diào)下達單次AGC指令的負(fù)荷增減率有可能高于5 MW/min。同時，機組AGC目標(biāo)負(fù)荷跟蹤速率設(shè)定值為5 MW/min時，機組實際負(fù)荷跟蹤速率往往難以達到5 MW/min的速率。因此，將機組AGC目標(biāo)負(fù)荷跟蹤速率設(shè)定值適當(dāng)上調(diào)，有利于提高AGC調(diào)節(jié)速率。針對#3，#4機組K1偏低的問題，章丘公司通過試驗，優(yōu)化機組安全、穩(wěn)定運行K1。機組AGC目標(biāo)負(fù)荷跟蹤速率設(shè)定值與AGC性能指標(biāo)的特性關(guān)系如圖1所示。

圖1 調(diào)節(jié)速率設(shè)定值與AGC性能指標(biāo)的特性關(guān)系

從圖1可以看出，機組目標(biāo)負(fù)荷跟蹤速率設(shè)定值越高，K1，Kp值越高，當(dāng)目標(biāo)負(fù)荷跟蹤速率設(shè)定值高于8 MW/min時，K1，Kp值增加不明顯。由于“兩個細(xì)則”要求K1最高值為1.20，若高于1.20按照1.20計算，基于設(shè)備安全考慮，章丘公司將機組AGC目標(biāo)負(fù)荷跟蹤速率設(shè)定值設(shè)為7 MW/min。

(2)對數(shù)據(jù)進行校對，優(yōu)化調(diào)節(jié)精度K2指標(biāo)。針對#3機組AGC調(diào)節(jié)精度不高的問題，章丘公司與電網(wǎng)公司相應(yīng)監(jiān)管部門取得聯(lián)系并進行數(shù)據(jù)校對和AGC跟蹤試驗。

試驗發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)與DCS數(shù)據(jù)存在偏差，對1 min內(nèi)平均值進行了分析，省調(diào)實際下達300 MW指令時，遠(yuǎn)動終端(RTU)接收的:AGC指令為300.32 MW(高 0.32 MW);DCS:AGC 指令 300.55 MW(高0.55 MW);機組反饋的遠(yuǎn)動有功 301.56 MW(高1.56 MW);從而造成+0.52%偏差，即造成AGC調(diào)節(jié)精度K2指標(biāo)降低。通過以上分析可以看出，對遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)與DCS數(shù)據(jù)存在的偏差進行修正后，大大提高了AGC K2指標(biāo)。同樣取1 min內(nèi)平均值進行分析，省調(diào)實際下達300MW指令時，遠(yuǎn)動RTU接收的AGC 指令為 300.32 MW(高 0.32 MW);DCS:AGC指令300.00 MW(與省調(diào)下達指令相同);機組反饋的遠(yuǎn)動有功 300.03 MW(高 0.03 MW);偏差為 +0.01%。

2012年4月，優(yōu)化后，K2指標(biāo)的變化曲線如圖2所示。

因此，應(yīng)加強與省調(diào)溝通，及時發(fā)現(xiàn)AGC各指標(biāo)數(shù)據(jù)的異常變化并隨時進行調(diào)整。

(3)對汽輪機高調(diào)門進行流量特性試驗，優(yōu)化K3指標(biāo)。

在實際運行中，發(fā)現(xiàn)在調(diào)門重疊位置上負(fù)荷與指令往往有較大偏差。章丘公司通過對機組高調(diào)門重疊度的調(diào)整試驗，優(yōu)化高調(diào)門重疊度曲線，保證高調(diào)門的線性特征，提高了負(fù)荷的跟蹤效果。2012年4月份優(yōu)化后，機組AGC K3指標(biāo)得到明顯提高。K3指標(biāo)的變化曲線如圖3所示。

圖2 K2指標(biāo)的變化曲線(2012)

圖3 K3指標(biāo)的變化曲線(2012)

2.3 完善AGC系統(tǒng)性能

由于鍋爐燃料的滯后時間要遠(yuǎn)大于汽機調(diào)門的慣性時間，鍋爐能量不平衡是導(dǎo)致主汽壓力不穩(wěn)定的主要原因。為此，章丘公司對協(xié)調(diào)控制邏輯進行了完善，在鍋爐燃燒自動回路中增加了壓力變化前饋。根據(jù)主汽壓力的變化趨勢提前增減燃料，減少過調(diào)量，讓鍋爐提前動作，依靠“提前的時間”來彌補鍋爐的“慣性”;AGC系統(tǒng)功能完善后，在負(fù)荷升降過程中，主汽壓力能維持較為穩(wěn)定的狀態(tài)，AGC系統(tǒng)自動化水平進一步得到提高。

2.4 加強與調(diào)度溝通，保證AGC“R”模式投入時間

AGC投入時間是提高AGC調(diào)整深度指標(biāo)的最關(guān)鍵因素，為提高AGC的投入時間，應(yīng)積極與電網(wǎng)公司聯(lián)系，提前根據(jù)日前計劃曲線，預(yù)判機組AGC負(fù)荷指令，合理安排制粉系統(tǒng)啟、停時機，運行人員加強機組的運行調(diào)整，保證人為操作干預(yù)的合理性和準(zhǔn)確性;對影響AGC性能和投入的設(shè)備缺陷作為重要缺陷，合理安排機組AGC方式計劃，同時利用低負(fù)荷段消缺，督促消缺質(zhì)量，加強燃料協(xié)調(diào)，保證燃料摻配摻燒質(zhì)量。通過以上措施，大大減少了AGC“R”模式下被迫退出時間，保證了AGC調(diào)整深度。

3 抓實AGC管理的工作成效

3.1 經(jīng)濟效益

2011年9月至2012年8月，在山東電網(wǎng)“兩個細(xì)則”正式實施期間，章丘公司著力加強機組AGC管理，取得顯著的經(jīng)濟效益，具體結(jié)果如下。

(1)章丘公司因AGC投入，受“兩個細(xì)則”累計獎勵，在華電國際山東區(qū)域各發(fā)電單位中，排名第一，共獲獎勵1362.49萬元(已減去AGC調(diào)節(jié)參數(shù)不合格的考核)。

(2)章丘公司因AGC投入，獲發(fā)電量計劃獎勵69061 MW·h，按 全 廠 機 組 邊 際 貢 獻 0.09元/(kW·h)計算，可創(chuàng)造價值621.55萬元。

(3)在AGC“R”模式下，增加了機組經(jīng)濟負(fù)荷下運行時間。夜間，非AGC“R”模式下機組平均負(fù)荷190 MW，設(shè)計煤耗337.44 g/(kW·h);AGC“R”模式下機組平均負(fù)荷240 MW，設(shè)計煤耗329.81 g/(kW·h)，標(biāo)煤煤耗降低7.63 g/(kW·h)。夜間低負(fù)荷段7h，歷時366d，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤4691.53t。標(biāo)煤單價每噸按800元計算，節(jié)煤總效益=800×4691.53 ×10－4=375.32(萬元)。

因此，經(jīng)濟效益總計:1362.49+621.55+375.32=2359.36(萬元)。

3.2 社會效益及推廣價值

(1)章丘公司AGC調(diào)節(jié)性能得到了電網(wǎng)公司的認(rèn)可。AGC調(diào)節(jié)性能的優(yōu)化，避免了電網(wǎng)AGC系統(tǒng)出現(xiàn)調(diào)整偏差，保證了電網(wǎng)頻率和區(qū)域控制誤差調(diào)整合格，區(qū)域電網(wǎng)運行可靠性得到了提高。

(2)機組在AGC方式下，增加了經(jīng)濟負(fù)荷下運行時間。經(jīng)計算，每年累計節(jié)約標(biāo)煤4691.53 t。

4 結(jié)論

章丘公司AGC管理創(chuàng)效的成功經(jīng)驗如下。

(1)制訂管理辦法，提高思想認(rèn)識和加強技能培訓(xùn)。

(2)優(yōu)化 AGC 關(guān)鍵測評指標(biāo)(即 K1，K2，K3)。

(3)完善AGC系統(tǒng)性能。

(4)保證AGC“R”模式投入時間，可有效提高AGC管理水平，為企業(yè)創(chuàng)造了經(jīng)濟效益，有利于電網(wǎng)的可靠運行和節(jié)能。

［1］李丹，梁吉，孫榮富，等.并網(wǎng)電廠管理考核系統(tǒng)中AGC調(diào)節(jié)性能補償措施［J］.電力系統(tǒng)自動化，2010，34(4):107－111.

［2］趙志丹，宋太紀(jì)，陳志剛，等.華能日照電廠#1，#2機組AGC控制功能優(yōu)化研究［J］.熱力發(fā)電，2010，39(11):77－81.

［3］陳永剛.9E聯(lián)合循環(huán)電廠自動發(fā)電控制策略的研究［J］.華電技術(shù)，2012，34(S1):16 －18.

［4］董國威，楊平.經(jīng)典控制器在區(qū)域互聯(lián)電網(wǎng)自動發(fā)電控制系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.華電技術(shù)，2011，33(9):13－15.

［5］張志雄，楊平.控制性能評價標(biāo)準(zhǔn)下的自動發(fā)電控制策略［J］.華電技術(shù)，2011，33(3):38 －40.