[发明专利]一种适应快速变化AGC指令的机组负荷控制方法

说明书

本发明涉及一种适应快速变化AGC指令的机组负荷控制方法，包括步骤：发电机组负荷控制系统内的工业控制计算机在火力发电汽轮机组稳定运行时，将指令接收装置提供的AGC指令进行限幅处理和限速处理。本发明的有益效果是：本发明的方法结合测量数据及逻辑运算对收到的快速变化的AGC指令进行处理，利用汽轮机快速调节负荷的特性和锅炉蓄热；判断AGC调节过程中调节死区是否存在，并在AGC指令快速来回波动时，消除机组响应AGC指令过程中存在的死区；在保证机组运行安全的基础上，有效提升机组的负荷调节性能指标，提高机组的AGC响应能力和负荷控制精准度；本发明的方法用于对接受调度AGC指令的发电机组进行调速汽门控制。

技术领域

本发明属于电网火力发电汽轮机组控制技术领域，尤其涉及一种适应快速变化AGC指令的机组负荷控制方法。

背景技术

目前，为保证电网供电质量的要求，电网调度机构对并网运行的火力发电汽轮机组实行自动发电控制(Automatic Generation Control,AGC)，同时对火电机组的AGC指令响应速率、响应时间和控制精度等指标提出了控制要求。

火力电发电机组通过锅炉燃烧将煤的化学能量转换成热能，并利用水作为工质吸收热能后在汽轮机中做功，带动发电机发电的方法，实现由燃煤化学能到电能的一系列能量转变过程，以此满足社会的用电需求。水和蒸汽的热力循环系统主要由锅炉和汽轮机等设备组成，并通过与汽轮机组同轴驱动的发电机，将机械能转换为电能。其中调速汽门是满足电网负荷调度而设置的主要调节设备。

机组的整体负荷由分散控制系统(Distributed Control System,DCS)进行实时控制。DCS将接收到的AGC负荷指令进行限幅与限速处理，生成机组负荷指令(发电负荷指令)，再将其与机组实时功率比较，调节锅炉燃料量、送风量与给水流量，以此改变锅炉的出力，以满足汽轮机的做功需求；同时，DCS对汽轮机调速汽门开度进行控制，改变汽轮机出力，进而调整机组的发电功率。DCS通过协调锅炉与汽轮机间的能量供需平衡，实时调整机组出力，实现对AGC指令的响应。

当前各机组在控制策略设计时主要考虑满足“两个细则”的AGC考核要求。当机组的调节速率高于该考核要求时，机组就不会因为调节速率而发生考核费用。但在电力市场调频辅助服务的环境中，机组性能竞争来自于机组之间调节性能的高低区别，只有尽量提升自身的调节性能才能在报价和调频收入的博弈中占得优势。而这就对机组的调节性能指标提出了更高的要求。

随着电力市场调频辅助服务工作的推进，目前调度下发至机组的AGC指令特性发生了较大变化。AGC指令的频次与幅度较以往有大幅提升，而运行规则对机组的AGC响应性能也提出了更高的要求。传统的负荷控制策略在调整机组出力时，仅对接受的AGC负荷指令进行简单的限幅与限速处理后，即作为机组的负荷指令。生成具有固定爬坡速率的机组负荷设定值，并将其同时作为锅炉与汽机的负荷设定值进行出力调整；但由于锅炉燃烧系统调节的滞后和汽水系统的机组惯性影响，当机组变负荷时，锅炉侧出力变化较慢，无法快速精准响应功率的变化，机组实际负荷的变化往往无法完全跟上机组负荷设定值的变化，在动态过程中存在一定程度的滞后和偏差。

常规汽机负荷控制策略中AGC指令限幅限速的处理方式，在电力市场调频辅助服务中，AGC指令动作频繁下发且来回波动时，存在较多的快速加减负荷交替进行的指令；对高频次、AGC指令快速大幅度相反方向交替变化的AGC指令适应性不强，这种实际负荷的调节滞后在调节过程中易出现调节死区，极大地影响机组的负荷调节性能指标(导致机组负荷调节性能的下降)，导致机组的响应速率、调节精度等指标无法满足要求，影响机组负荷调节性能考核结果，产生较多的电量考核；

由于AGC指令快速频繁的变化，负荷指令往往在在变化过程中就接收到下一个反方向的AGC指令。而此时机组的实际负荷还未到达之前负荷指令，机组实际负荷调节的方向依然保持不变。这会导致在收到新的AGC指令后的一段时间内，机组的实际负荷调节存在死区，实际负荷与指令的变化呈现相反的趋势；特别是在机组的锅炉燃烧惯性较大，出力变化较慢时，采用常规的负荷控制策略，将难以满足当前AGC调度的要求。