[大庆油田热电厂AGC及一次调频的应用]大庆油田热电厂

　　摘要：本文简述了AGC及一次调频系统在大庆油田热电厂的应用情况，为实现一次调频的正常投入，针对程序及通讯方面的存在问题进行研究，并进行具体的设计与实施，正常投入调频系统后，不但带来可观的经济效益，同时提高了电厂的自动化投入率；介绍了大庆油田热电厂3×200MW发电机组的AGC控制系统基本的特点，对在使用中出现的问题和采取的措施进行了详细的阐述，为同类型机组提高AGC调节性能提供了解决思路。
　　关键词：一次调频；调整过程；调整速率；调整精度；性能评价
　　中图分类号：TU271.1文献标识码：A
　　按国家电监会规定，在系统实际运行中，系统频率保持在50+0.2HZ范围内，所有上网发电机组必须满足电网频率要求，否则上网电价将被折值计算。保持系统频率的稳定，实现电网综合优化。调频系统能否正常投入及投入能否达到调节指标要求已成为考核电厂发电质量的一项硬指标。
　　1大庆油田热电厂一次调频的应用
　　大庆油田热电厂采用3×200MW发电机组，采用的核心控制系统为西门子公司80年代生产的TELEPERM控制系统。调频系统投入，必须对控制系统相关的程序重新设计，并满足TELEPERM控制系统数据能与GE公司生产的功率调节系统进行数据通讯的要求，但现在已没有能为这种控制系统提供程序设计及编写通讯协议的技术人员，导致大庆油田热电厂调频系统无法达到要求。若正常投入调频系统，必须将上述问题解决。针对程序及通讯方面的问题进行研究，分别对#1-#3机组一次调频系统进行设计与实施。
　　1.1一次调频系统的设计与实施
　　针对两套不同的控制系统，分别选用了具有输入输出功能的控卡件，对内部地址、跳线重新设置，在各自程序内编写相应的I/O接口程序，使需要通讯的数据在量程及信号制式上达到完全一致，最后用电缆硬线连接的方式，将需要通讯的数据进行连接，成功解决数据通讯问题。由于我厂TELEPERM控制系统功能落后，不能满足调频系统的要求，通过对部分功能块内核程序重新编写，利用现有功能块根据调节原理，重新设计了调频系统控制程序，使控制系统满足了调频系统所需的准确性、快速性、稳定性的调节要求。对调节回路各项调节参数进行计算整定，进行冷态模拟试验，直至达到省电网公司的指标要求。
　　1.2一次调频的性能评价
　　现大庆油田热电厂#1、#2、#3机组调频控制系统已一次通过了省电网公司的验收，各项指标均达到省电网公司的要求。#1、#2、#3机组调频控制系统已正常投入运行。
　　通过对一次调频控制回路自行设计与实施，节省了至少10万元的调试费。由于通过一次调频控制回路的验收，每年可避免因发电质量问题省电网公司对电厂的电价折值计算，可带来至少数十万元以上的收益，同时为老控制系统与现代控制系统的互相配合完成生产实际要求提供经验，为电厂的自动化投入率做出了贡献。
　　2大庆油田热电厂AGC系统的应用
　　AGC(Automation Generator Control)功能，即自动发电功能，通常指的是电网调度中心直接通过机组控制系统(DCS)实现自动增、减机组目标负荷指令的功能。合理使用AGC，既能提高电能质量，又能提高电网的经济性。
　　2.1AGC系统设计及调试中的遇到及解决的问题
　　我厂三台机组所采用的核心控制系统为西门子公司80年代生产的TELEPERM控制系统，软件功能已落后。若要实现AGC系统投入，必须对控制系统复杂的程序重新设计，并对功能块重新开发，下面就系统设计及调试中遇到的问题及解决措施进行阐述。
　　2.1.1解决机组信号与远程传输信号不一致
　　在联调实验中发现，我厂上传与接收的模拟量信号与实际信号偏差过大，经与省调联系发现，是由于采用不同的量程所导致的。为了与省调信号一致，重新修改程序，在逻辑中进行系列运算，使信号对应的功率量程与省调量程一致，保证了传输信号的准确性。
　　2.1.2AGC省调信号工作正常的保证
　　为保证AGC指令传输正常，对全部硬接线进行了校对和紧固,对电缆屏蔽作了处理，使接线接地电阻符合要求,根除了接线导致工作不稳定的情况。为防止AGC省调信号在传输中发生扰动影响机组安全运行，在GRAPH-CS逻辑设计中，设计了模拟量延时处理逻辑，当AGC指令信号超越合理范围或异常跳变时自动切除AGC回路并报警，当AGC指令在设定的死区范围内波动时能够被识别并保持当前指令不变。并用MAX和MIN功能块对AGC负荷指令设置了一个上下限135MW-200MW，这样有效保证了当AGC负荷指令超出135MW-200MW范围时，机组能够维持当时工况下实际负荷，维持机组平稳运行，从而达到机组运行不受异常信号干扰的目的。
　　2.1.3操作员站操作块功能的实现
　　由于系统软件功能的落后，在现有操作功能块中，没有能够实现AGC投入及切除操作操作逻辑块，通过对逻辑块程序进行设计编译，设计出了适合AGC操作的逻辑功能块。该块能够清晰显示AGC“允许”、“解除”、“投入”这个三个操控按钮的实际位置及相应的显示状态、，使运行人员能够对AGC进行相关操作监视。同时在单控室控制盘上添加了AGC投入“允许”光字牌，当AGC投入“允许”状态时，光字牌亮，运行人员可以清楚地进行监视。
　　2.1.4保证AGC操作的可靠性
　　最初试验时，有时点击操作员站命令无效，或者点击操作按钮必须长时间持续按住，才能保证操作命令正确执行。原因是我厂的开关量操作块点击输出命令在内部的运算周期是0.1s，而状态的判断在内部运算周期也是0.1 s左右，这就造成有时命令无效、有时命令有效。对内部逻辑编码进行编译，在系统逻辑中对AGC控制按钮模块加10S脉冲，当运行人员点击一下操作按钮时，输入命令便能维持10s,保证命令发出，使运行人员操作有效。
　　2.1.5影响AGC调节速率、调节精度不满足要求的原因分析及处理方法
　　2.1.5.1机组负荷响应速率较低及负荷起始响应滞后较大问题的解决
　　当AGC指令发生变化时，机组负荷响应速率较低，使调节时间加长，不能满足系统的调节要求。调整程序中的升速率的限幅，使其增大至20MW/ min，在实际应用中，升速率由3MW/ min变为6MW/ min，使协调系统功率主控站指令能跟随AGC指令做出快速反应。
　　2.1.5.2负荷响应动态过程结束后，超调较大，过渡时间长问题的解决
　　在协调系统动态调节过程中，锅炉、汽机相互耦合，造成系统稳定性差、过渡时间长的问题，解决这一问题的关键是找出系统之间的耦合关系，并通过一些中间变量进行解耦，使相互耦合的系统简化为单输入、单输出的系统。根据解耦控制理论，并结合机组的实际，制作了一个负荷折线函数，使该信号和汽机主控站信号叠加，由于该信号只能在机组机前压力剧烈变化时，才能在功率调节回路中起作用，当锅炉发生自发扰动的情况下，汽机不参与调节，从而解决了负荷响应动态过程结束后，超调较大，过渡时间长的问题。
　　2.2AGC性能评价
　　考核机组AGC性能主要依据三个性能要素：调节速率、调节精度和响应时间。东北电管局文件规定采用直吹式制粉系统的火电机组：AGC调节速率不小于每分钟1.0%机组额定有功功率；AGC响应时间不大于60s；AGC调节精度为±3%。我厂AGC调节速率大于每分钟2.0%机组额定有功功率，AGC响应时间在30s以内，AGC调节精度为±3%，可以达到性能指标要求。
　　目前大庆油田热电厂#2、#3机组已通过AGC省调验收，从投入运行情况来看，各负荷段升、降负荷运行正常，各种控制性能良好，机组能正确进行各方式之间的无扰切换，不但减轻了运行人员的劳动强度，而且提高了机组的安全性。
　　参考文献
　　[1]西门子公司.WIN-OS，使用手册2-2-2-10
　　[2]西门子公司.STRUK--EA使用手册60---71