自动发电控制AGC及其实际应用

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2005年第6期
自动发电控制(AGC)及其实际应用
余燕山
(温州发电有限责任公司,浙江
温州325602)
摘要:介绍了AG C 控制系统的结构和组成,并对温州发电有限责任公司1号机组AG C 控制系统进行了描述和分析,最后提出整个电厂未来AG C 控制的结构设想。

关键词:AG C ;负荷;控制;响应中图分类号:T P273
文献标识码:B
文章编号:1007-1881(2005)06-0030-03
图1电网调度与发电厂的联络
1概述
自动发电控制(Autom atic G eneration C ontrol ,简
称AG C )是现代电网运行控制的基本技术之一,也是机组的基本功能之一。

它在电网运行时不仅能实现自动调频和调峰,而且能使电网更加安全、经济、高效运行。

火电厂的AG C 控制系统主要由电网调度中心实时控制系统、信息传输通道、远动控制装置(RT U )、单元机组控制系统组成。

电网调度中心利用控制软件对整个电网的用电负荷情况、机组运行情况进行监视,然后对掌握的数据进行分析,并对电厂的机组进行负荷分配,产生AG C 指令。

AG C 指令通过信息传输通道传送到电厂的RT U 装置。

同时,
电厂将机组的运行状况及相关信息通过RT U 装置和信息传输通道送至电网调度中心的实时控制系统中,如图1所示。

2
AGC 的技术特点
2.1
AGC 涉及到的信号
AG C 指令是电网调度中心的计算机产生的被
控机组的目标功率,按RT U 的通信规定组装成
AG C 遥调报文输送给电厂RT U ,RT U 装置将接收到的AG C 控制信号转换成4～20m A 的信号送至发电机组的功率调节系统。

同时,功率变送器将发电机组有功功率转换成4～20m A 信号,经过RT U 远动装置转换成线性比例的二进制遥测数据,该数据由RT U 转换成高频载波信号,送到电网调度实时控制系统中。

电网调度实时控制系统和发电机组控制系统除了上述两个重要参数的沟通外,还将一些能反映机组控制系统的状态、AG C 响应的品质参数及机组的负荷限制参数通过RT U 送到电网调度实时控制系统,最常用的有:机组的负荷高、低限,机组负荷设定值的变化速率,发电机组AG C 方式已投入等信号。

2.2
AGC 指令的生成
AG C 指令是电网调度实时控制系统中经过负荷预测的调度计划,并在实际运行中根据当前负荷需求和电网频率稳定的要求,每8s 运算一次的当前被控机组的设定功率,它是由基本负荷分量和调节分量组成。

基本负荷分量是在短期预测基础上制定的日负荷发电计划中包含的基本发电量;调节分量是指超短期负荷预测系统根据当前几分钟负荷变化情况进行预测得出的下一时间段要求改变的系统负荷调节量。

所以在负荷预测中,基本负荷预测的准确度如果比较高,不但可I ntroduction and A pp lication of Automatic G eneration Control
浙江电力
ZHE J IANG E LECT RIC POWER
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图2AG C 控制系统框图图4BR 方式下的AG C 试验
浙江电力
图3TE 方式下的AG C 试验
以减少调节分量的大幅变化,避免参与AG C 调节的机组频繁大幅调节,而且从根本上保证了电网的控制目标和调节品质,确保AG C 调节机组的稳定运行和设备的安全。

2.3发电机组对AGC 指令的响应
现在参与AG C 调节的火电机组基本上都采用
分散控制系统(Distributed C ontrol S y stem ,简称DCS ),完成对AG C 指令的响应和调节的是DCS 中的机炉协调控制系统(CCS ),CCS 系统又有多种运行方式,主要有以锅炉跟随为基础的协调方式、以汽机跟随为基础的协调方式以及以直接能量平衡为基础的协调方式。

不管采用何种协调方式,其目标都是协调机组的燃烧和调门的开度,在稳定机组主蒸汽压力的基础上,兼顾机组的安全性和经济性,尽可能快速地响应负荷指令,包括AG C 指令和操作员的人工设定指令。

31号机组AGC 控制系统概述
温州发电有限责任公司是浙江南部地区的主要火电电源,其中1、3、4号机组的控制系统采用DCS 控制,这些机组都具备AG C 的调节能力。

由于3、4号机组目前尚未完全进入电力市场,除了电网调度系统要求做适当的AG C 测试和试验外,正常运行时很少投入AG C 运行。

所以,现在经常投入AG C 运行的是1号机组。

下面主要以1号机组的AG C 回路进行阐述。

3.1
1号机组的AGC 控制系统介绍
系统的框图如图2所示。

该系统是以锅炉跟
随为基础的协调控制系统,即在汽机主调功率、锅炉主调压力的基础上,相互协调,兼顾其它各参数的稳定和调节限制,对AG C 指令进行响应。

当机组接收到AG C 指令时,机组以较快的速度响应电网的负荷要求。

AG C 控制系统实际投运前,一般以两种方式分别对系统进行测试。

(1)TE 方式:通过电网调度,直接大幅度地
上升或下降AG C 指令,在经过规定的时间后,测出机组在这段时间内实际负荷平均升降速率。

图3是某日进行TE 方式AG C 测试的曲线。

试验时,机组负荷的高、低限分别设为138MW 和79MW ,负荷变化速率设为4.5MW/m in ,从试验结果可以看出,AG C 指令从80MW 阶跃到135MW 及从135MW 阶跃到80MW 时,负荷响应的平均速率为4～4.5MW/m in ,满足调度要求的最大负荷的2%～3%(2.7～4MW/m in )规定。

(2)BR 方式:将机组和电网调度系统的电能
管理系统(EMS )投入闭环运行,使机组负荷真正跟随电网的用电负荷。

在这种方式下,通过测试机组的实发功率跟随AG C 指令的情况判定机组的调节品质。

图4是某日在BR 方式下的测试曲线
(负荷变化速率设定为4.5MW/m in )。

从曲线可以看出,在BR 方式下,AG C 指令相对比较平滑,变化幅度不大,机组实际功率基本上能跟随AG C 指令,其中最大的功率偏差约为4
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余燕山:自动发电控制(AG C )及其实际应用图5
6台机组与调度的AG C 联络
[1]
[2]
高伟.300MW 火力发电机组丛书—计算机控制系统[M].北京:中国电力出版社,2000.
凌荣宇.300MW 火力发电机组运行与检修技术培训教材—仪控[M].北京:中国电力出版社,
2002.
MW 。

在正常投用AG C 时,大多采用BR 方式。

TE 方式的性能可作为机组BR 方式下调节性能的一个参考品质,也是机组在MG C (电网调度每10m in 左右向机组下发的机组功率设定值的运行方式)或电厂操作员设定时调节品质优劣的标志。

有关试验及投用的实际情况表明,当机组投入AG C 时,如果指令变化频繁且幅度较大时,机组的实际功率基本上能较好地跟随AG C 指令,但是其它参数如主汽压、主汽温、汽包水位波动相对比较大,且稳定所需的时间也较长。

因此,需要进一步优化DCS 中的调节参数。

从机组运行角度看,在投入AG C 控制时一方面要求提高负荷变化速率的设定值以加快负荷响应,另一方面又要尽量降低该变化速率以便使其它参数相对稳定,这样负荷变化速率的设定值的取值应当在确保机组安全的前提下,适当加大以增强AG C 机组对电网的调节能力。

3.2温州发电有限责任公司AGC 的应用展望
从全国电力发展情况来看,发电厂必然进入市场竞争,因此温州发电有限责任公司将来所有的机组进入电力市场也是不可避免的,那时所有机组的发电量将随着市场的需求关系不断进行调整,作为电网调度无需对电厂的每台机组的运行情况了如指掌,而只要掌握电厂机组的大概运行情况,将AG C 指令发送到电厂的RT U ,至于每台机组的负荷分配由对现场更加了解的电厂负荷分配系统进行,它可根据机组设备条件和经济性能,运用合理的优化策略,分配各机组的负荷,同时将所有机组的负荷之和通过RT U 送到电网调度系统,作为反馈。

在未来的几年内,随着2号机组的DCS 控制系统改造完成,5、6号机组基建完成投产后,整个电厂的AG C 框图设计可如图5
所示。

尽管这种方式现在在火电机组中运用较少,但是从对电厂机组安全性、经济性来说,确实是一种较好的方式,在一定程度上,应用电厂负荷分配系统的优化策略,可以减少一部分机组的频繁调节,根据机组的运行条件设定调节幅度,但不影响整个电厂的调节性能。

4结语
随着电网调度实时控制系统的控制策略不断完善,电力市场的开放及竞价上网的实行,以及电网对投入AG C 的机组实行奖励制度,投入AG C 的机组正在逐步增加。

作为发电企业应该解决如何进一步加快响应速度,完善调节品质,增加
AG C 的投入率等问题。

参考文献:
收稿日期:2005-10-18
作者简介:余燕山(1974-),男,浙江衢州人,工程师,学士,主要从事电厂热工技术管理工作。

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