300MW机组AGC功能的设计和投运

　　渭河发电有限公司二期2×300 MW机组建于上世纪90年代初期,2004年将原DCS改为美国Honey-well公司制造的TPS DCS,并对软件逻辑进行重新设计和完善;汽轮机调速系统由原来的纯液压控制系统改造为上海新华控制(集团)有限公司制造的DEH-Ⅴ型DEH。改造后实现了机、炉一体化控制,信息共享,系统结构得到简化,减少了热控系统维护量,可靠性和安全性提高,自动投入率达到95%以上,保护投入率达100%,机组协调控制(UCC)和AGC功能顺利投入。

　　1　AGC功能

　　大容量单元机组运行时,一般将锅炉和汽轮机作为整体进行控制,但锅炉和汽轮机的动态特性存在很大差异(汽轮机的负荷响应快,锅炉负荷响应慢),因此在控制负荷时,必须投入AGC功能,以协调汽轮机和锅炉两侧的控制,兼顾外部负荷响应性能和内部机组参数稳定。

　　1.1　AGC投入条件

　　(1)汽轮机和锅炉为协调控制方式;(2)中调指令、发电机功率等测点正常;(3)负荷跟踪状态良好。其中,中调指令是通过微波通讯方式传送到RTU,然后再由RTU送到DCS。

　　1.2　AGC逻辑设计

　　机组以UCC方式运行时,负荷信号由人工设置;机组投入AGC功能后,接收电网自动调度信号,此时负荷指令信号受到负荷(最大/最小值)及其变化率的限制。当DCS投入一次调频功能时,要叠加上频差部分的负荷指令,形成负荷给定信号,分别送往锅炉和汽轮机主控制器。

　　2　AGC功能调试

　　2.1　中调指令传输不畅

　　进行传动试验时,发现从RTU到DCS之间的中调负荷指令信号(4~20 mA)通讯不畅,原因为:(1)RTU与集控室电子间距离约1 km,信号衰减严重;(2)RTU输出端与TPS DCS输入端阻抗不匹配。对此,实施以下改进:(1)在DCS和RTU之间加装24VDC信号隔离器;(2)由于TPS DCS对直流电源的共地要求较高,因此将由RTU提供的24 V电源改为由TPS DCS提供。改进后中调负荷指令信号传输正常。

　　2.2　UCC切换扰动

　　初次试运行投入UCC时,DEH退出功率控制回路,由DCS对DEH进行远方控制后会有15~20 MW的负荷扰动,经检查与DEH遥控跟踪切换控制逻辑有关。如图1所示,UCC未投入时,汽轮机功率操作器为手动控制,此时负荷指令跟踪负荷给定值,由于DEH速率限制器的迟延作用,使得跟踪值总是滞后于负荷给定值。因此,一旦投入遥控,就会产生负荷扰动。对此,在DEH中增加在投入DEH遥控前暂时屏蔽速率限制功能,在DEH投入遥控后速率限制功能才有效。经过改进后,切换扰动现象消除。

　　2.3　不同负荷段采用变参数控制

　　渭河发电有限公司二期2×300 MW机组的负荷变化范围在180~300 MW之间,主蒸汽压力给定值范围在13.5~16.2 MPa之间,给粉机投运数量在10~16台之间变化。这是由于煤质变化大,低负荷段运行不稳定,因此在主蒸汽压力、除氧器水位等基础自动控制中多处采用变参数控制,以加强子系统对变负荷的适应性。