（福建大唐国际宁德发电有限责任公司）
摘要：本文主要对宁德发电公司1号超超临界机组AGC方式及一次调频存在的主要问题进行分析，提出问题的解决方案，对其控制策略进行优化。
关键词：超超临界；AGC；一次调频；优化
1、相关分析背景介绍
功率调整是电网最基本的任务，一般由三个级别的调整来实现；一次功率调整由机组的一次调频功能来完成，采用电网频率来表征反映电网的供需关系，通过机组转速偏差控制来实现对机组的增减负荷平衡电网的供需关系、二次功率调整则由AGC功能来完成、三次功率调整主是长周期的用电供电的计划调度和分配，可见一次调频和AGC调节品质直接关系到电网的稳定和供电的质量。
福建大唐国际宁德发电有限责任公司是福建省内大型火力发电厂，并且由于地理位置距离浙江较近是福建电网向华东电网输送电的第一站，在福建电网向华东电网输送电时担负着输送电及参与功率调整主调的重任，优化和提高一次调频及AGC功能具有重要意义。
2、机组主要参数及运行方式
宁德发电公司1号机组为660MW超超临界燃煤发电机组，配置DG2060/26.15-II1型国产超超临界变压本生直流锅炉，汽轮机为超超临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、双背压、凝汽式汽轮机，型号是N660-25/600/600。主要参数蒸发量为2060t/h，主蒸汽温度为605℃，主蒸汽压力为25Mpa。机组的主要运行方式5种：1、基本方式。机主控和炉主控都处于手动状态。2、锅炉跟随方式。炉主控主处于自动方式，机主控处于手动状态，炉侧控制主汽压力，机侧手动指令控制负荷。3、汽机跟随方式。机主控主处于自动方式，炉主控处于手动状态，机侧控制主汽压力，炉侧手动指令控制负荷。4、汽机跟随协调方式。机主控和炉主控都处于自动状态，汽机侧控制主汽压力，锅炉铡控制机组负荷，同时机炉协调控制主汽压力和负荷。5、锅炉跟随协调方式。机主控和炉主控都处于自动状态，锅炉侧控制主汽压力，汽机侧控制机组负荷，同时机炉协调控制主汽压力和负荷。在保证主蒸汽压力稳定可控的情况为了快速响应电网负荷要求一般投入锅炉跟随协调方式。
3、AGC方式及一次调频出现的主要问题
3.11号机组出现过在AGC指令变化较快，且方向不一致的情况下实际负荷不能很好的跟踪AGC指令的问题。
在省网发出的AGC指令阶跃变化且方向不一致的情况下，由于前一指令与后一指令的方向不一致且时间间隔较短，实际负荷跟踪不及时。
3.21号机组存在有时AGC指令方向与一次调频动作方向不一致的问题
当时电网频率波动，一次调频动作时，存在机组在升降负荷过程中由于机组升降负荷的方向与一次调频的方向不一致，导致机组出力不能为一次调频作出贡献，甚至出现反向调节。
3.31号机组存在有时汽机侧主汽压力修正方向与一次调频方向不一致的问题
大型发电机组都采用机炉协调的运行方式，在协调方式下，如果出现主蒸汽压力偏差大的情况，机组会以控制负荷响应来控制压力的偏差，如果两者方向不一致会导致一次调频不能及时响应。
4、问题的分析及优化
4.1AGC指令来回波动时，实际负荷跟踪不及时的问题优化
在一般的情况下即AGC指令变化比较稳定的情况下，1号机组AGC功能都满足AGC指令的响应要求。但在AGC指令阶跃变化频繁且方向不一致的情况下，往往是上一轮升降负荷的过程还没有结束，下一轮降升负荷的指令就开始发出，导致有时实际负荷对AGC指令的跟踪滞后，这样的情况往往是由于汽机侧尤其是锅炉侧反应偏慢造成的，这时单靠锅炉主指令来进行煤和风的增减已经难以满足负荷的实时响应。在AGC指令阶跃变化且特别是出现指令等幅震荡的情况下，一方面是汽机侧的控制指令没有一个对AGC指令的跟踪和确认，仍然当作普通CCS方式看待没有对AGC方式和操作员手动较为稳定的负荷升降方式进行区分且中间环节较多影响到汽机侧的反应，另一方面是由于而直流炉本身的蓄热能力不够，锅炉响应存在滞后，从响应AGC的一组指令到响应AGC的另一组指令这个响应的过程锅炉侧的风和煤响应不及时惯性太大，其产生的影响其一是不能及时补充锅炉热负荷、其二是响应过后如果AGC指令进行反向调节锅炉能量不能及时回撤同样影响到机组指对AGC指令的响应，同时这两种情况都会带来影响主汽压力和温度的稳定问题。
针对这个问题的主要从两方面下手；一方面是提高机组实时响应，通过采用AGC指令与实际功率的偏差大小来较为灵敏和适当的表征和跟踪AGC的变化情况，使汽机侧对AGC指令的变化有一个预判的量，通过增加前馈信号至汽机主控的方式实现，前馈信号由AGC指令与实发功率的偏差组成以折线函数叠加于汽机主控PID的设定值上，同时为了避免对调门造成较大扰动对前馈信号进行限幅处理。另一方面是提高锅炉侧风煤的响应速度（给水的响应延迟较小不需要进行处理），通过两路信号来实现：一路通过AGC指令与实际功率的偏差来控制，当偏差达到设定值时发出一个激励信号触发锅炉侧一次风、送风、及给煤量的激励前馈，使锅炉侧风、煤的变化响应及时跟上机组负荷指令的变化，同时当AGC负荷指令与实际功率偏差达减小到设定值时，激励信号消失及时撤掉锅炉侧一次风、送风、及给煤量的激励前馈，弱化调节防止系统产生过调。另一路信号采用实际负荷指令与实际负荷的偏差，实际负荷指令与实际负荷的偏差达到设定值时同样是产生一个激励信号触发锅炉侧一次风、送风、及给煤量的激励前馈，使锅炉侧风、煤的变化响应及时跟上机组负荷指令的变化，当实际负荷指令与实际负荷的偏差小于设定值，激励信号消失及时撤掉锅炉侧一次风、送风、及给煤量的激励前馈，弱化调节防止系统产生过调，同时以上各前馈量都经过函数进行量化处理，做得到既能及时响应又不使调节过于猛烈。基本原理图如图1
图1
4.2AGC指令方向与一次调频动作方向不一致的问题优化
一次调频和AGC作为机网协调的两种主要方式存在一定的差异，一次调频主要是利用锅炉蓄热来快速响应电网的要求，保证电网安全运行，而AGC主要是调整电网负荷中频变化，保证供电的品质，这两调整方式在大的方向是应该是一致的但是到局部可能由于潮流变动、AGC运算周期、算法等等有时会发生一次调频动作与AGC调整方向不一致的情况，影响到机组及电网的稳定。针对这种情况应该以一次调频方向为主，闭锁反向动作的AGC指令。如图2
图2
具体设置为：当机组AGC的变负荷方向与一次调频方向相反时，发电机组应优先执行一次调频的变负荷任务，当电网频率低于额定频率0.05Hz（转速小于3r/min）时应闭锁AGC减负荷的指令；当电网频率高于额定频0.05Hz（转速大于3r/min）时应闭锁AGC加负荷的指令，上图逻辑为两者反向时的AGC的闭锁逻辑，逻辑出口为闭锁指令。
4.3、汽机侧主汽压力修正方向与一次调频动作方向不一致的问题优化
机组在机炉协调方式下，出现主蒸汽压力偏差大的情况，机组会控制调门的变化来抑制压力的变化进行反向拉回，导致一次调频不能及时响应，在这种情况下应该屏蔽汽机侧主汽压力拉回回路。如图3
如图3
具体设置为：电网频率偏离额定频率0.05Hz（转速偏离3r/min），此时如果主汽压力拉回回路对调门的动作方向与一次调频方向相反则闭锁汽机主控的压力拉回回路。
5、总结
本文主要对宁德发电公司1号超超临界机组AGC方式及一次调频存在的主要问题进行分析并提出解决方案，优化控制策略，通过优化后1号机组在AGC指令变化波动时能及时跟踪，各项主要指标能达到《火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程DLT774-2004》中机组各主要被调参数动态、稳态指标的合格甚至优良标准，同时解决了有时因AGC指令和一次调频指令反向、压力拉回控制和一次调频指令反向从而导致一次调频不能有效参与电网频率调整的问题，取得了较为理想的效果。
参考文献：
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