火电厂自动发电量控制应对策略.pdf

第 3 4卷 第 5期 2 0 1 2年 5月 华 电技 术 Hu a d i a n Te c h n o l o g y Vo 1 ． 3 4 No ． 5 Ma v ． 2 01 2 火 电厂 自动发 电量控 制应对 策略 和雄伟 ， 赵俊斌 山西漳山发电有限责任公司， 山西 长治0 4 6 0 2 1 摘要 针对山西电网目前的现状 ， 分析了双细则实施后山西电网自动发电量控制考核的具体情况， 提出参与考核的火 电厂应对双细则的自动发电量控制策略。 关键词 双细则； 自动发电量控制； 策略 中图分类号 T M 7 6 2 文献标 志码 B 文章 编号 1 6 7 4 1 9 5 1 2 0 1 2 0 50 0 4 0 0 3 0 引言 自2 0 1 1年 4月 1日起 ， 山西电网开始正式实施 电网双细则考核。从运行的情况来看 ， 适应双细则 的调整 ， 经济效益 明显。针对 山西 电网火 电机组尤 其是空冷机组容量所 占比重较大的现状 ， 提 出了火 电厂应对双细则考核 的一些策略， 实施了 自动发 电 量控制 A G C A u t o m a t i c G e n e r a t i o n C o n t r o 1 策略。 1 双细则 实施 的背景 随着 电力工业快速发展 ， 电网规模不断扩大 、 装 机容量迅速增长 ， 电网峰谷差越来越大， 电能质量和 电网安全运行受到了较大影响 ， 电网调度调控 困难 加大。现行 的并 网电厂考核等办法已不适应当前电 网安全运行和电力市场建设的要求， 并网电厂考核 与电力管理体制也存在着矛盾， 这些因素不利于构 建和谐的网厂关系。 2 0 0 8年 1 1月 1 9 日， 国 家 电监 会 电监 市 场 [ 2 0 0 8 ] 5 3号文批准了华北电监局 关于印发实施华 北 区域发电厂辅助服务管理及并网运行管理实施细 则的通知 。该细则 的颁布对保证电力 系统安全和 经济运行 ， 维护电力企业合法权益 ， 加强辅助服务管 理和并 网电厂考核工作 ， 促进厂网协调发展 ， 推进和 规范华北区域 电力市场建设 ， 提高电网安全 、 稳定运 行水平和电能质量具有重要意义。 2 0 1 0年 1 1 月 ， 山西电网“ 双细则” 进入试运行 阶 段 ， 并于2 0 1 1 年 4月 1日开始正式进入考核阶段。 2 山西 电网的现状与前景 山西电网隶属于华北 电网， 华北 电网是 由京津 唐 电网、 山西 电网、 河北南网和内蒙古西部电网组成 的跨省 自治区 、 市的联合 电网， 主力 调频机 组位 收稿 日期 2 0 1 1 1 2 0 2 于京津唐 电网内， 联合 电网实行统一调度 、 分级管 理。山西 电网主要参与华北电网的联络线功率控制 A C E模 式 和特高 压投运 期 间 的山西 电 网潮 流 控制。 截至 2 0 1 0年 3月底 ， 山西 电网省级调度 中心装 机容量 3 2 3 0 2 ． 7 4M W， 其 中 火电装机容量 2 9 7 2 0 ． 0 0 MW， 占 9 2 ． 0 0 ％ ； 水 电装 机容 量 1 0 8 8 ． 0 0 MW， 占 3 ． 3 7 ％ ； 风电装机容量 4 4 0 ． 5 0 M W， 占 1 ． 3 6 ％； 抽水 蓄能装机容量 9 0 0 ． 0 0 M W， 占 2 ． 7 9 ％ ； 煤层气机组 装机容量 1 5 4 ． 2 4 MW， 占0 ． 4 8 ％。最大统一调整负 荷在 2 0 1 1年 3月 5日首 次突破 2 0 0 0 0 ． 0 0 M W 大 关 ， 达 到 2 0 0 6 5 ． 0 0 MW。 省级调度中心 5 0 0 k V网架初步形成南北双通 道、 中南部网格状 的“ 三纵 四横” 格局 ， 2 2 0 k V系统 分大同、 忻朔 、 中部和南部 4片运行。 “ 十一五” 期间， 山西电网在全 国率先步入特高 压时代 ， 通过 1 0 0 0 k V交流特高压线路与华 中电网 相连 ， 通过 9回 5 0 0 k V线路分别与京津唐 、 河北南 网相接， 阳城电厂 装机容量 3 3 0 0 ． 0 0 MW 通过 3 回5 0 0 k V线路点对网送电到江苏省。 在“ 十二五” 期间， 山西电网投 资 6 7 7亿元用于 山西 电网建设 ， 山西省将充分发挥 中国重要 的能源 基地作用 ， 全面施行综合改革试验 ， 加快“ 建设大型 煤电基地 、 实现输煤与输电并举” 战略 ， 形成立体能 源中心 ， 优化能源资源配置。届 时山西电网外送 电 力达到 3 0 0 0 0 ． O 0 MW， 是“ 十一五” 期 间的 2倍 。在 “ 十二五” 期间 ， 山西电网将全面建成 3个特高压通 道 陕北 蒙西 一晋北一石家庄， 蒙西一晋中一晋 东南一南阳 ， 靖边一晋 中一豫北特高压输变 电工程 分别 向山东省 、 江苏省 、 湖北省 、 湖南省等地送 电 及 5 0 0 k V“ 三纵四横” 主干网架 ， 统筹开展全方位 的 智能化建设与改造 ， 加快电动汽车充／ 换电网络和电 力 光纤到户工程建设 ， 全面提高电网安全性和可靠 第 5期 和雄伟 ， 等 火电厂 自动发 电量控制应对策略 4 1 性， 基本形成安全可靠、 经济高效、 清洁环保、 透明开 放 、 友好互动的坚强智能 电网。 3 山西电网 A G C模式的现状 按照 山西电网自动发电控制运行管理规定 的要求 ， 2 0 0 MW 新建 1 0 0 MW 及 以上火电和燃气 机组应具备 自动发 电控制功能 ， 参加 电网闭环 自动 发 电控制。参与 A G C运行 的火 电和燃气机组 A G C 最大调整范围需达到机组额定有功功率的4 0 ％ ～ 1 0 0％ 。 目前火 电机组参加电网 A G C模式有 3种 1 对 不具备调 节能力 的老机 组及 中小 型机 组 ， 按调度中心前一 日下发的发电曲线进行小时级 的负荷调节 。 2 对配置调功装置 的机组 ， 由能量管理系统 E MS E n e r g y M a n a g e m e n t S y s t e m 的 S S L F软件输 出 的实时计划曲线发送至电厂调功装置， 再由调功装置 分配到各台机组， 进行 1 5 mi n为周期的自动调节。 3 对具有完善协 调控制系统 C C S C o o r d i n a - t i o n C o n t r o l S y s t e m 自动调节性能好的机组 ， 由 E MS 直接控制到机组 ， 再进行 以 81 2 s为周期 的调节。 山西电网发电机组 A G C主要有调频 山西电网 独立运行 、 调整 网间联络线潮流 按 “ ∑ P ”的整定 差值调整 和按有功负荷 曲线调整等运行方式。 对于控制 区域 的 A G C系统而 言， A G C控制 目 标是使区域控制误差 A C E 为零 ， 即维持系统 的频 率为额定值 ， 联络线交换功率为计划值 。从 而使得 区域的发 电、 负荷与交换功率保持平衡 ， 区域的频率 维持在额定水平。 1 0 0 0 k V特高压联 网运行或山西电网与华北 电 网联网运行时 ， 电网调度中心负责调整联络线潮流 。 山西电网独立运行 时， 省级调度 中心负责本系统频 率的调整。 目前山西电网与华北电网互联采用区域控制偏 差 A C E A r e a C o n t r o l E r r o r 来 调节 ， A C E采用 了频 率与联络线频率偏差控制 T B C T i e L i n e B i a s C o n t r o 1 的方式 。区域控制方式 是华北 电网及其各 省 区 A G C实现其 控制 目标 的运行方式 ， A G C控 制 方式由电网区域的控制 目标要求决定 ， 有 以电网频 率为控制目标恒定频率的控制方式 F F C F l a t F r e ． q u e n c y C o n t r o 1 ， 以联络线 为控制 目标 的定联络 线 控制方式 F T C和 同时兼顾频率与联络线偏差控 制 方式 T B C 。 A G C控制策 略是与考核标准 相关 的。山西电 网 自动发电控制系统控制与考核 目前按北美可靠性 委员会 N E R C A 。 标 准进行 。其 中， A 为周 期 内 A C E 区域控 制误 差 的过零次数 ， A 为周期 内 A C E的累积平均值。A 标准要求正常运行时控 制区 A C E在 1 0 m i n内至少过零 1次及 1 0 m i n A C E 平均值必须在规定范围内。目前， 华北电网调度中 心对 山西 电网下达 的控制 指标为 在 1 5 m i n内， A 至少过零 1 次 ， 在 8 0 ． 0 MW 之间。 采用 A ／ A 标准进行控制 ， 以调整机组 出力使 A C E在规定时间过零为控制 目标 ， 物理概念 比较清 楚， 但要以机组频繁进行调节、 增加损耗为代价， 而 且不利于电网故障后对事故支援的评价。 4 双细则 实施后 A G C主要考核指标 电厂 A G C控制性能标准有 1 可调容量。火 电机组可调容量为额定容量 的 5 0 ％以上 ， 应不小于额定容量的 3 0 ％。 2 响应速率。A G C实际调节速率一般应 ≥1 ％ 机组额定有功功 mi n ， 目前要求直吹式锅炉、 直流 锅炉和流化床锅炉调节速率大于 1 ． 5 ％机组额定有 功功率／ mi n ， 中储式锅炉调节速率大于 2 ． 0 ％机组额 定 有功功聋 m i n 。 3 机组响应延时。对于直 吹式制粉 系统的火 电机组 而言，A G C响应延迟时间一般应 ≤6 0 m i n ； 机组实际负荷反 向延 时一般应 ≤1 8 0 m i n 。中储式 制粉系统的火电机组 A G C响应延迟 时间一般应 ≤ 6 0 m i n ； 机组实 际负荷反 向延时一般应 ≤1 2 0 mi n 。 4 A G C功能可用率。火 电机组 A G C功能可 用时间与并 网运行时间的百分 比， 不应小于 9 8 ％。 5 A G C功能投入率。火电机组 A G C功能投 入时间与并 网运行时间的百分 比， 不应小于 9 0 ％。 6 A G C控 制合格率。火 电机组 A G C控制合 格时间或合格时段 的时间总和与 A G C功能投入时 间的百分 比， 不应小于 9 5 ％。 7 A G C调节精度。火 电机组 A G C指令执行 后 ， 机组实际出力和 目标值 的误差与机组容量 的百 分比 ， 不应大于 1 ％ ，即 3 0 0 ． O 0 Mw 机组标准调节 精度为 3 ． O 0 MW， 6 0 0 ． 0 0 MW 机组标准调节精度为 6． 0 0MW 。 调节速率、 响应时间、 调节精度是反应机组性能 的主要指标。性能指标一般用 。 表示， 调节速率用 表示 ， 响应时间用 表示 ， 调节精度用 表示 。 要求每个指标都大于 1 ， 否则将被考核。 K p K X ， 要求 K 。 值大于 1 。 5 目前 影响 A G C性能 的主要 问题 1 机组调节品质不能满足规定 的要求。 2 远程 终 端 控 制 系统 R T U R e m o t e T e r m i n a l 4 2 华 电技 术 第 3 4卷 U n i t 通信设备存在缺陷， 影响 A G C指令的接收与 执行 。 3 交流采 样装 置存 在缺 陷， 影 响 A G C指令 跟踪 。 4 部 分电厂对 A G C系统运行和双细则考 核 的重视程度不够。 5 煤电价格倒挂的市场机制造成 电厂缺煤情 况严重 ， 带负荷能力严重受限。 6 电厂部分设备健康状况差。 7 协调调节品质差。 8 检修工期控制差 ， 影响 A G C投入率 。 9 煤质差 ， 造成高峰 出力受 限， 低谷稳燃差 ， 无法满足深度调峰的要求。 1 0 环保要求较高 ， 环保压力大 ， 机组常 因排 放受限 ， 从而影响机组调整。 6 火电厂应对双细则考核的 A G C策略 1 加强组织保 障， 确保 A G C优化工作稳步推 进成立技术攻关小组， 解决技术难题。做好双细则 宣贯 ， 提高全厂对于双细则实施后产生 巨大经济效 益和调度认可度的认识 。 2 加强设备 治理 ， 提 高机组 A G C运行水平 ， 保障重要辅机 的健康水平 。降低轴封漏汽 ， 提高汽 机通流效率 ， 减少真空系统漏空率 ， 降低空冷机组运 行背压 ， 定期检查 R T U与采样装置 ， 定期检查各继 电保护和 自动装 置等。在环保 问题上 ， 积极探索改 造设备的方法 ， 积极采用低氮燃烧技术 ， 在进行脱硫 脱硝设施选型时， 应采用较大裕量的设备， 按最差的 劣质煤种设计 ； 烟囱防腐应提前预防。 3 加强运 行管理 ， 提升机 组 A G C响应速度 。 利用低谷期间， 做好设备消缺工作。优化锅炉配风 调整 ， 分磨掺烧 ， 合理控制磨煤机 给粉机 启 、 停序 列和时间。 4 优化燃煤结构 ， 确保煤源充足及合理掺配 ， 确保 A G C调节品质。煤场分类存放 ， 优化配煤 ， 针 对负荷不同时段控制燃煤热值和硫分 的状况 ， 确保 A G C调节品质。同时 ， 解决好高峰带负荷能力和低 谷期间锅炉的稳燃问题。 5 完善机组协调控制 系统 C C S ， 优 化机组 A G C性能指标。主要包括优化一次调频回路 、 机组 滑压曲线 、 汽机阀门重叠度、 制粉系统风煤调节 比例 及速率和送风曲线， 采取完善热值修正回路等方法 全面优化机组 的 A G C跟踪能力。 6 做好与调度的沟通工作。合理 申报限出力， 针对煤质差的现状 ， 取得调度员的认同， 合理调整投 入 A C E机组的数量和选择， 做好免考核 申报工作。 7 结束语 通过实施上述策略， 经过半年的双细则上线运 行 ， 山西漳山发电有限责任公司 4台机组 A G C调整 效果 明显 ， 争取到 了可观 的 A G C补偿收益 ， 也为今 后的调整积累了宝贵经验。 编辑 王 书平 作者简介 和雄伟 1 9 7 7 一 ， 男， 山西长子人， 发电部总值长 ， 工程 师 ， 从事火电厂调度和行政管理方面的工作 E m a i l z j b 0 1 1 2 6 ． c o rn 。 ● ●● ● ● ● ●● ●● ●● ●● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ●● ●o● ● ●● ●● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ●● ● 上接第3 9页 到初始位置， 自动控制程序继续运 行。图 4中、 下半部分为二次滤网的运行位置及状 态反馈信号 ， 运行人员根据这些信号可直观方便地 对二次滤 网进行远程控制和监测。 3 结束语 红海湾发电公 司 3， 4机组循环水系统 的二 次滤网投人运行后 ， 自动控制效果 良好 ， 大大提高了 循环水的水质 ， 有效防止了水 中的固体颗粒 和悬浮 物等进入凝汽器， 保证了凝汽器钛管的换热效果， 提 高了机组的安全和经济效益。良好的 自动控制系统 为运行人员的远程操作和监控带来了方便 ， 大大减 少 了滤 网的 日常维护工作量 ， 降低 了生产成本 。将 部分设备 由就地可编程控制器 P L C 控制改为 D C S 控制 ， 能在一定程度上减少初期投资， 节约成本。 参考文献 [ 1 ] 程光俊． 循环水泵出口管道两种二次滤网的比较[ J ] ． 江 西 电力 ， 2 0 0 2 ， 2 6 2 2 1 2 2 ． [ 2 ] 姚纪恒． 凝汽器二次滤网的故障分析与结构改进[ J ] ． 广 东电力， 2 0 0 4 ， 1 7 2 4 2 4 4 ． [ 3 ] 朱子信． E D P型二次滤网在合山电厂的应用[ J ] ． 广西电 力技术， 2 0 0 1 4 2 7 2 8 ． [ 4 ] 朱伟铭． 默勒 e a s y 系列控制器在发电厂二次滤网中的应 用 [ J ] ． 广东 电力 ， 2 0 0 7 ， 2 0 6 4 5 4 6 ． 编辑 王 书平 作者简介 王锋 1 9 8 2 一 ， 男， 广东河源人 ， 助理工程师， 从事火力 发电厂热控维护方 面的工作 E - m a i l w a n g l e n g 8 u 8 2 0 0 3 1 6 3 ． e o m 。