1、火電廠全廠負荷優化控制系統一 . 引言隨著電力事業改革的進一步深入,電力企業必須面對更為嚴峻的市場考驗。 “ 廠網分開,競價上網 ” 等 一系列措施的實行, 迫使每個電力企業從自身利益出發, 多角度深層次地考慮如何切實降低電廠運行成本, 延長機組的使用壽命和檢修周期。 在 “AGC 對機組的影響 ” 一節分析了目前單機 AGC 的調度方式對燃煤發 電機組的一些負面影響。由于調度端的機組信息比較少,難以實現機組的優化調度,而且隨著廠網分開, 電網對于機組運行職責更少,所以把機組負荷的調度交給電廠或發電公司更為合適。在電廠或發電公司設 置一個 “ 全廠負荷優化控制系統 ” 來控制其所屬機組的負荷,

2、而電網調度以一個發電廠或發電公司為單位進 行負荷調度。 全廠負荷優化控制系統(以下筒稱 PLACS 根據電網調度的全廠負荷指令調節全廠負荷, 使全廠的負荷及時滿足電網要求。保證機組運行在允許的負荷范圍內和安全的工況下。合理地調配各臺機 組的負荷調節任務,降低機組的負荷調節頻度,提高機組的穩定性,延長主、輔機組設備的壽命。經濟分 配各臺機組的負荷,降低全廠的供電煤耗。二 . 全廠負荷優化分配全廠負荷優化分配是全廠負荷優化控制系統的一個最重要功能,其任務是優化分配全廠機組的負荷, 使全廠綜合運行成本最低,它應充分考慮機組運行的經濟性、穩定性、機組壽命的損耗、機組的負荷調節 余量等因素,另外它還應顧

3、及全廠的負荷調節性能。(一 提高機組運行的穩定性,延長機組的使用壽命調度的 AGC 指令有很大一部分是頻繁小幅度的變化, 如果這種負荷指令直接作用于某一臺機組, 則機 組不能穩定運行。全廠負荷控制系統可以采用輪流調節的方法,以投入最少機組來完成負荷調節任務為原 則來分配機組的負荷調節任務, 最大程度地減少機組變負荷的頻度。 如四臺機組由全廠負荷控制系統控制, 機組的變負荷頻度大約是原來的 1/3。另外在選擇機組加或減負荷時,避免機組在短時間內反向變負荷,即機組完成一次加負荷任務后,讓 其穩定運行一段時間后再去承擔減負荷任務,這樣能防止機組熱負荷上下波動產生的疲勞損耗,另外短時 間內反向變負荷時

4、,由于機組的熱負荷有較大的慣性,機組負荷的調節性能也比較差。通過這些措施能有 效地延長機組使用壽命和檢修周期。(二 負荷經濟分配負荷經濟分配對電廠由于全廠各臺機組的煤耗與負荷曲線有一定的差異,所以同樣全廠負荷下,不同 負荷分配的運行成本有一定的差異。 PLACS 根據在線的每臺機組供電煤耗或發電成本與負荷的函數關系, 計算出不同全廠負荷下最經濟的機組負荷分配。根據實際運行來看,如果每個負荷點都要達到最經濟分配,則要求變負荷時有些機組加負荷,有些機 組減負荷,這會嚴重降低全負荷的負荷響應性能,另外每臺機組都會不停地變負荷,對機組壽命和設備損 耗帶來不利的影響,還有如果經濟性好的機組始終在高限點,

5、而經濟性差的機組始終在低限點,也會影響全廠的負荷調節性能。基于這些原因, PLACS 的負荷優化分配也應該是一個綜合指標,而不是一個純經濟 指標,實際上全廠機組負荷分配在經濟點附近。三 . 全廠負荷控制全廠負荷控制功能要求全廠負荷快速跟隨調度全廠負荷指令,它是一個實時控制系統,其負荷控制方 式好比把全廠作為一個單元機組,其總體的負荷調節品質應和單機負荷控制相當。全廠負荷控制功應有更 高的智能化要求,應在確保機組安全的前提下,根據全廠負荷優化分配的結果,選擇最有利的機組承擔電 網的變負荷任務。改成全廠負荷控制后,負荷的調節性能是否會降低是調度人員最關心事情,為此讓我們詳細分析一下 四臺 300M

6、W 機組在二種調節方式下全廠負荷的調節性能。燃煤機組的是主要靠改變煤量來調節機組的發電量的,如電網有一個幅度不大的負荷變化要求,單機 AGC 時四臺機組同時改變一定量的煤量,全廠負荷控制方式下,用其中的一臺機組改變單機 AGC 方式四 臺的總煤量,可見這二種方式下負荷變化的數量是一樣的。另外煤量變化后機組負荷變化延遲時間基本上 是固定的,而且煤量變化的幅度較大時,負荷變化延遲時間較短,所以全廠負荷控制方式的全廠負荷平均 變化速度是不會低于單機 AGC 方式的。為了加快機組負荷的變化速度,一般都利用機組蓄熱來快速響應電網的負荷變化要求,為此在全廠負 荷控制系統中應設計了一種功能,在變負荷時,四臺

7、機組的調門同時變化,充分利用全廠機組的蓄熱快速 響應電網的負荷變化要求。當調度指令有加負荷要求時,所有機組適當開大汽機調門,使機組負荷快速增加;當調度指令有減負 荷要求時,所有機組適當關小汽機調門,使機組負荷快速減小。為了保證機組的安全運行,主蒸汽壓力的變化幅度和速度應限制在允許的范圍內。承擔變負荷任務機 組的燃料量有一下的超調,在完成一次變負荷過程后,使機組調門回到原位,主蒸汽壓力恢復正常值。通 過這種方式可以使二種調節方式的初期變負荷速度基本相同。另外為了提高全廠負荷的調節性能,當調度指令變化幅度較大時,系統應同時選擇二臺或三臺機組承 擔變負荷任務。當處于趕峰時段,應選擇所有機組同時參與加

8、或減負荷。四 . PLACS的其他功能(一 RB 或 MFT 工況負荷處理機組發生 RB 或 MFT 時, PLACS 能快速提高其余正常運行機組的出力,在全廠可能的最大出力前提 下,盡力彌補由于機組 RB 或 MFT 引起的負荷缺口,減小對電網的影響。(二 磨煤機啟停時負荷控制PLACS 應有較強抗內擾能力,在磨煤機啟停過程中能保持全廠負荷基本不變。在單機 AGC 時,磨煤 機啟動或停止時機組負荷波動由電網平衡。采用全廠負荷控制后, 當某臺機組磨煤機啟動、 停止或跳閘時, 此機組由于磨煤機的啟動或停止負荷會有較大的波動, PLACS 通過調整其他機組的負荷,使全廠負荷保持基本不變。(三 磨煤

9、機啟停指導由于磨煤機啟停時需要較長時間,而在同一全廠負荷指令下,不同機組的投運磨煤機數量可以有不同 組合, 為了保證全廠系統具有較大的負荷調節裕量以滿足下一階段的負荷變化, 提高機組的負荷響應能力, 避開機組負荷調節斷點, PLACS 根據負荷的上、下調節裕量判斷何時啟停機組的磨煤機。(四 機組負荷閉鎖增、減的處理機組出現負荷調節受到限制時會禁止加或減負荷, 在單機 AGC 時由于調度得不到這此詳細的信息, 經 常出現實現負荷的響應不能及時滿足調度的要求。 PLACS 能根據機組的閉鎖增、減信息及時調換變負荷的 機組,當某臺機組出現閉鎖增(或減時, PLACS 及時選擇另一臺機組承擔變負荷任務,使全廠負荷及