300MW机组AGC的设计应用

　　摘要：随着我国电力工业实行市场化改革的进一步深入和与世界先进管理模式的逐步接轨，“厂网分开，竟价上网”的模式是各个发电企业改革发展的一种必然选择；漳山电厂2x300MW机组作为山西电网的主要发电企业之一，是省公司实行这种新模式的试点单位之一。AGC自动负荷控制功能的实现，为我厂实行“厂网分开，竟价上网”提供了必需的基础和有利条件。

　　1AGC控制功能的设计

　　1.1设计基础及条件分析

　　漳山电厂2x300MW机组DCS系统采用的是北京贝利公司的symphony控制系统，共包括五大控制系统，即：DEH、DAS、MCS、FSSS、SCS：这种一体化的配置，使各系统之间的数据能通过环路共享，解决了以往不同系统之间存在的接口通讯困难的问题。协调控制系统(下称CCS)为MCS的一个子系统，其功能就是把汽机、锅炉作为一个整体的控制对象，共同实现对机组负荷的控制和维持机前压力的稳定；CCS系统除具有与DEH、DAS、SCS、FSSS等系统的通讯接口外，还留有与RTU及中调AGC的I／O接口。因此，在本厂AGC与中调之间的数据交换上可以比较容易实现。

　　由于CCS系统在设计上能满足机组各种工况下运行方式的要求，以及可供运行人员选择或联锁自动切换的相应控制方式，在其设计的负荷调节范围内(180MW～300MW)具有良好的调节品质，这也是AGC投运的必备条件之一。

　　在逻辑实现上，利用symphony系统组态灵活性和方便性，在原CCS的基础上增加AGC控制逻辑相对可以简化和容易一些。为了运行人员的操作方便，以及保证机组运行的安全稳定性，因此，AGC的设计不仅要满足其控制功能，而且必须具有在相关的信号故障或机组工况变化时的联锁切换及保护功能。

　　1.2AGCI／O信号

　　AGC控制信号通过电气运动装置RTU与中调进行交换，由DCS通过RTU送至中调的信号有3个信号，即：“AGC自动投入”(DO信号)，此信号有效表示该机组可接受中调AGC的控制、“闭锁增信号”(DO信号)，此信号有效则禁止机组增加负荷、“闭锁减信号”(DO信号)，此信号有效则禁止机组减少负荷，而“机组实际负荷”(AO信号)由电气信号通过RTU输出至中调；由中调通过RTU送人AGC的信号有2个，即：“中调AGC投入自动”(DO信号)，此信号有效表示中调指令值有效、“中调AGC指令”(AI信号)；见图1。

　　1.3控制功能及逻辑

　　1）控制原理

　　AGC控制逻辑的实现是原CCS控制阔机的基础上改进的，即把AGC控制作为CCS控制系统对机组负荷进行自动控制的最高一级的运行方式，原有的CCS控制功能不变；其简要控制流程见图2。

　　具体实现的方法是：把原CCS中的“单元主控"M／A站改为投／切AGC的M／A站，即将该站置为自动方式时，说明该机组AGC投入自动，输出至中调的"AGC自动投入”信号由“0”变为“厂，表示该机组可以接受中调AGC的负荷指令的控制，由中调将对该机组的负荷控制方式置为自动方式时，“中调AGC投入自动”信号由“0”变为“1”，则机组运行方式由CCS控制方式变为AGC自动控制方式，由“中调AGC指令”值作为“单元主控"M／A站的负荷设定值，代替原CCS中运行人员的手动设定的负荷信号来参与CCS系统的闭环控制，此时，运行人员的手动设定将不再起作用；当“单元主控”M／A站自动条件不满足时，则自动切为手动方式，机组由厂级CCS控制；在AGC自动控制过程中，如果机组工况出现异常，满足不了负荷的调节要求时，则会发“闭锁增”(或“闭锁减”)的信号至中调，此时AGC指令失去实际控制作用，机组负荷指令输出值保持不变负荷。

2）无扰切换功能

　　为了避免在AGC手／自动方式切换的瞬间产生负荷指令的较大的波动，维持机组负荷控制的稳定性，力求做到无扰切换，采用了如下的解决方案：

　　(1)在机组运行方式由CCS方式切换为AGC自动方式时，一方面中调将AGC指令的初始值设计为即时的机组实际负荷值；另一方面，在厂级AGC控制回路中，除了对AGC指令信号的变化速率进行限制外，在进入“单元主控”M／A站之前的回路中还加入了一个避免出现较大冲击的判断逻辑，即只有以下三个条件同时满足时，机组才接受AGC指令的控制，否则，机组负荷设定值仍为切换前的手动设定值，其三个条件为：经过2s延时后的“中调AGC投入自动”；单元主控站"AGC投入自动”；原单元主控站的负荷设定值与AGC初始指令之差值不超过±10MW。

　　(2)对于由AGC自动方式切换为CCS控制方式的情况，其切换输出值则是由引起切为手动的条件决定的，引起AGC自动切为手动的条件有：

　　l人为将“单元主控”M／A站置为手动方式；

　　l中调AGC自动方式切为手动；

　　lAGC负荷指令信号坏质量或该信号与5s之前的值进行比较超过30MW时，认为该信号有问题；

　　lCCS自动切手动条件。如果①、②、③任一条件满足，则单元主控站的输出跟踪前30s的指令值；如是第④条件满足，则跟踪CCS控制中汽机主控站的输出值。

　　3）闭锁逻辑

　　机组处于AGC自动控制方式时，如果机组工况出现某些异常或重要辅机出现故障，而失去对机组负荷进行正常调节的能力时，为了保证机组及设备的安全，在AGC自动控制中设有“闭锁增”和“闭锁减”的逻辑；当“闭锁增”(或“闭锁减”)条件满足时，负荷指令值将不允许增加(或减少)，同时发出一个“闭锁增”(或“闭锁减”)的有效信号至中调。产生“闭锁增”的条件有：

　　l主汽压力过程值比其设定值低0.5MPa以上；

　　l负荷指令达到高限值；

　　l锅炉给粉指令达最大值；

　　l送风指令达最大值；

　　l引风指令达最大值；

　　l给水泵指令达高限值；

　　l实际负荷值比其指令值低10MW以上。

　　产生“闭锁减”的条件有：

　　l主汽压力过程值比其设定值高0．3MPa以上；

l负荷指令达到低限值；

　　l锅炉给粉指令达最小值；

　　l送风指令达最小值；

　　l引风指令达最小值；

　　l给水泵指令达低限值；

　　实际负荷值比其指令值高5MW以上。

　　4）报警功能

　　根据机组运行的实际要求，使运行人员便于操作监视，在AGC功能中设有报警逻辑，并将其产生的报警信号上热工光字牌进行声光报警。其报警信号为：

　　l“AGC状态变更”，触发该信号的条件为：机组运行方式由CCS方式变为AGC自动方式，且接受AGC初始指令时或AGC自动切为手动时。

　　l“AGC负荷改变”，触发该信号的条件为：在AGC自动方式时，AGC指令值与其10s之前该指令的差值超过±20MW时。

　　l以上两报警信号均为脉冲信号，当条件满足时，发一个5s的脉冲，5s过后，运行人员可其复位。

　　2AGC投运情况

　　经过与RTU接口及中调之间的信号及回路功能的调试及试运后，1号机组AGC自动控制功能于2006年6月正式投运；同年底，2号机组AGC功能相继投运成功。从调试结果和投运情况看，该AGC控制装置能满足机组运行的实际需要，在其负荷调节范围(180MW～310MW)内均具有良好的调节性能，其负荷升降速率可达50MW／min，机组工况能维持在较稳定的范围内。