火电机组一次调频和AGC原因与优化分析

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一次调频及AGC讲课

一次调频及AGC讲课
而循环流化床锅炉由于中间蓄热量很大,因此决定了其调频裕量较大。只要设计合理,其一次调频性能较容易满足要求。
一次调频的特点
一次调频功能稳定时间,应小于1分钟
一次调频功能响应滞后时间,应小于3秒。
机组一次调频功能死区不大于±2 转/分钟(±0.033Hz)
火电机组速度变动率一般为4%~5%,水电机组一般不大于3%
所有并网发电机组必须具备并投入一次调频功能,
山东电网一次调频规定(1)
山东电网一次调频规定(2)
机组一次调频功能负荷限制幅度 额定容量200MW及以下的火电机组,不小于额定容量的±10%; 额定容量220~350MW的火电机组,不小于额定容量的±8%; 额定容量350MW以上的火电机组,不小于额定容量的±6%; 循环硫化床机组,不小于额定容量的±4% 负荷调整幅度应在15秒内达到理论计算的一次调频最大负荷调整幅度的90%
4
联网与孤网运行异常频率处理的区别(2)
第104条 华北电网与其它区域电网互联时,当电网频率超出50±0.1Hz,网调、中调及负责ACE调整的电厂,应首先判断造成频率异常的责任,分别做如下处理:
由于华北电网的责任造成频率超出50±0.1Hz,网调值班调度员及负责ACE调整的电厂应迅速采取有效措施,将电网频率控制在50±0.1Hz以内。当电网调整容量不足时,网调值班调度员应迅速向国调汇报,必要时可请求事故支援。
AGC机组调节性能 (适用火电)(2)
AGC机组动态调节误差
机组容量
调节误差小于
最大误差小于
1000MW
5MW
7MW
600MW
4MW
6MW300MW3Fra bibliotekW5MW
300MW以下
2MW

330MW供热机组AGC和一次调频控制策略分析及优化

330MW供热机组AGC和一次调频控制策略分析及优化
py l .Th o d c a g a a i t f h n t o l o e f c l a if h e la h n e c p b l y o e u isc u d n tp re ty s t y t e AGC n r r r q e c e us— i t s a dp i ma y fe u n y r q ii
( h n h iE e ti o rCo S a g a lcr P we .,Lt. W uig Th r lP we a t h n h i2 0 4 , ia c d jn ema o rPln ,S a g a 0 2 1 Chn )
Ab t a t sr c :At r s n ,a t u h p o lm o o rp a t h th v x r c in s e m e t g u isi t e p b l e e t o g r b e f rp we ln s t a a e e t a t ta h a i n t s O k e a— p o n a c e we n s rcl e h e t g d ma d f c e c li d s ra a k,t e AGC n rma y f e u n y n e b t e tity me tt e h a i e n s o h mia n u t ilp r n h a d p i r rq e c
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火电机组一次调频功能优化及问题分析

火电机组一次调频功能优化及问题分析

火电机组一次调频功能优化及问题分析摘要:随着电网用电结构变化引起的负荷峰谷差逐步加大,而用户对电能质量的要求却在不断提高,电网频率稳定性的问题越来越被重视。

大容量火电机组需要根据中调的AGC指令和电网的频率偏差参与电网的调峰、调频。

为提高电网运行的稳定性,降低电网频率的波动,增强电网抗事故能力,各电网公司相继制定了“两个细则”要求各发电厂严格按照规定进行改造落实参数投入一次调频,下面结合青山公司各机组的一次调频优化改造情况进行效果分析。

关键词:一次调频;优化;分析0.引言为了保证电网的安全经济运行,提高电能质量和电网频率的控制水平,迅速消除由于电网负荷变化而引起的频率波动,电网对机组的一次调频要求越来越高。

如果一次调频参数设置不合理,会对机组的安全性与稳定性带来一定的影响。

以下针对青山电厂一次调频参数的设置及其对机组及电网稳定性的影响进行分析,并探讨如何合理设置DEH和DCS一次调频的参数,使其既能满足电网频率快速响应的需求,又能满足机组安全稳定性的要求。

1.基本概念1.1一次调频机组一次调频功能是指当电网频率超出规定的正常范围后,电网频率的变化将使电网中参与一次调频的各机组的调速系统根据电网频率的变化自动地增加或减小机组的功率,从而达到新的平衡,并且将电网频率的变化限制在一定范围内的功能。

负荷波动导致频率变化,可以通过一次和二次调频使系统频率在规定变化内。

对于负荷变化幅度小,变化周期短所引起的频率偏移,一般由发电机的调速器来进行调整,这叫一次调频。

对负荷变化比较大,变化周期长所引起的频率偏移,单靠调速器不能把它限制在规定范围里,就要用调频器来调频,这叫二次调频。

本文重点对电厂一次调频进行论述。

DEH中一次调频功能是将汽轮机转速与额定转速的差值直接换算成有功功率指令,其控制结构原理见图1。

图1DEH一次调频控制结构原理图其中汽轮机额定转速(一般为3 000 r/min)与实际转速的差值经函数f(x)转换后生成一次调频因子,直接叠加到DEH的有功功率给定值上,以控制汽轮机的调门开度。

浅谈一次调频与AGC

浅谈一次调频与AGC

浅谈一次调频与AGC摘要:随着电网用电结构变化引起的负荷峰谷差逐步加大,而用户对电能质量的要求却在不断提高,电网频率稳定性的问题越来越被重视。

大容量火电机组需要根据中调的AGC指令和电网的频率偏差参与电网的调峰、调频。

为提高电网运行的稳定性,降低电网频率的波动,增强电网抗事故能力,各电网公司相继制定了“发电机组一次调频技术管理规定”要求各发电厂严格按照规定进行改造落实参数投入一次调频。

下面简单介绍一次调频与AGC是如何实现调频功能。

关键词:一次调频 AGC 调频1一次调频对于电网中快速的负荷变动所引起的周波变动,汽轮机调节系统、机组协调控制系统根据电网频率的变化情况利用锅炉的蓄能,自动改变调门的开度,即改变发电机的功率,使之适应电网负荷的随机变动,来满足电网负荷变化的过程这就是一次调频。

1.1 一次调频不等率一次调频不等率δ定义为:是指机组调节系统给定值不变的情况下,机组功率由 0 至额定值对应的转速变化量(n)与额定转速(n0)的比值,通常以百分数形式表示δ=Δn/ n0 x100%式中Δn——机组空负荷时和满负荷时的转速差值,r/min;n0——机组额定负荷值,MW。

δ的数值一般设置在3%~6%,δ值越小,在相同的频差下汽机调门的变化幅值越大,反之则越小。

本厂二期机组速度变动率δ为5%。

机组负荷随电网频率变化的幅度很小,可按下式计算:其中:ΔN为一次调频负荷调整量(MW/r/min)Ne为机组额定负荷(MW)δ为机组速度变动率(%)ne为机组额定转速(r/min)本厂1000MW机组一次调频负荷调整量为即转速变化1r/min,一次调频应调整的负荷量为6.67MW。

即相当于40MW/0.1Hz(40MW/6 rpm)1.2一次调频频率死区一次调频频率死区,是特指系统在额定转速附近对转速的不灵敏区。

为了在电网周波变化较小的情况下,提高机组运行的稳定性,一般在电调系统设置有频率死区。

当频差信号在死区范围内时,频差信号切除,输出为0MW,机组不参与一次调频;死区的设置是为了避免机组输出电功率频繁抖动,只有当频差信号超出死区时,机组的一次调频回路动作参与调频。

火电厂AGC及一次调频控制逻辑优化

火电厂AGC及一次调频控制逻辑优化

火电厂AGC及一次调频控制逻辑优化发布时间:2022-09-15T07:23:23.852Z 来源:《福光技术》2022年19期作者:赵倩[导读] AGC 及一次调频控制逻辑优化,较为复杂,涉及事项众多,需要从细节把控,结合现实应用中表现出来的问题,进行针对性改善,全面提升系统性能,为火电厂良性运转提供保障。

河南京能滑州热电有限责任公司河南省安阳市 456400摘要: AGC 及一次调频控制逻辑优化,较为复杂,涉及事项众多,需要从细节把控,结合现实应用中表现出来的问题,进行针对性改善,全面提升系统性能,为火电厂良性运转提供保障。

关键词:火电厂;AGC;一次调频;控制;逻辑;优化1 相关概述1.1AGC 系统AGC 系统一般指自动发电控制,通过自动控制程序,实现对控制区内各发电机组有功出力的自动重新调节分配,以维持系统频率、联络线交换功率在计划目标范围内的控制过程。

AGC 是由主站自动控制程序、信息传输通道、信息接收装置(远方终端)、机组协调控制系统(电厂监控系统)、执行装置、发电机组自动化装置等环节组成的整体。

1.2 一次调频一次调频,是指电网的频率一旦偏离额定值时,电网中机组的控制系统就自动地控制机组有功功率的增减,限制电网频率变化,使电网频率维持稳定的自动控制过程。

当电网频率升高时,一次调频功能要求机组利用其蓄热快速减负荷,反之,机组快速增负荷。

2 火电厂 AGC 及一次调频控制中存在的问题及处理 2.1AGC 控制存在问题 2.1.1 锅炉主控存在的问题在火电厂锅炉的主控中设计的前馈条件,容易出现前馈冗余问题,而且机组锅炉主控中设定的 PID 参数较强,同时很多火电机组都受到低氮燃烧改造的影响,锅炉运行的滞后性相对严重,多种情况的共同作用下,容易造成锅炉的运行出现燃料超调量异常、运行经济性较差等问题,甚至会出现炉膛负压和烟气氧量波动剧烈的问题,对锅炉安全运行造成威胁。

2.1.2 燃料主控存在的问题在电厂机组的原有燃料主控中 PID 调节器设定的参数较弱,不能形成理想的跟踪线性。

火电机组AGC考核补偿分析和改进措施

火电机组AGC考核补偿分析和改进措施

火电机组 AGC考核补偿分析和改进措施摘要随着西北电力系统不断发展,新能源规模持续增长,为提高新能源的消纳,火电机组由发电主力转变为电网的调峰主力,为了平衡火电与新能源之间的出力以及利润分配,同时平滑电网的出力曲线,西北电网对“两个细则”进行了修改,以适应西北区域发电厂并网运行和辅助服务管理的新形势和新要求,但于此同时,火电机组AGC考核也越来越重,因此,如何优化AGC性能,提高机组的经济性是火电机组目前急需解决的重要问题。

关键词:火电厂两个细则 AGC考核一、研究背景近年来,一方面受电力市场供给侧改革影响,经济发展速度变缓,火电机组容量火电机组基数电量份额大幅度减少,省内大用户交易规模扩大,另一方面随着西北电力系统不断发展,新能源规模持续增长,提高新能源的消纳,势必要减少火电的出力,西北电网峰谷差日趋增大,加之公司地处关中地区,随着2019年5月份西北电网陕北二通道II线投运,西北电网负备用容量继续增大,但火电又承担着电网的调峰功能,公司1、2号机组参与电网调峰频次、深度均大幅增加。

为进一步规范各火电机组涉网服务,西北网调出台了新版“两个细则”,对于机组AGC性能考核标准进一步提高,所以如何提高火电机组AGC性能成为当下急需解决的问题。

二、存在问题分析AGC考核分类1、AGC响应速率考核较多,在AGC负荷指令变动时,机组负荷响应较慢,机组实际负荷不能及时跟踪指令,与负荷指令存在偏差;2、负荷调整速率不能满足要求,按照“两个细则”规定,要求机组负荷变化速率为不小于每分钟1.5%机组额定有功功率。

3、一次调频考核较多,因西北电网新能源占比较大,新能源的不稳定性高,对于火电机组一次调频能力要求较高。

三、应对措施1、公司领导重视,成立了“两个细则”攻关小组为规范公司落实《西北区域发电厂并网运行管理实施细则》和《西北区域并网发电厂辅助服务管理实施细则》(以下简称“两个细则”)的要求,在保证机组安全、经济运行的基础上,最大限度的争取两个细则奖励,结合公司实际情况,成立了以公司一把手任组长的领导小组,细化各部门分工,从“两个细则”方面对外联系沟通、“两个细则”考核统计、奖惩原因分析和技术问题等方面入手,明确各工作组职责。

机组协调控制与AGC、一次调频解读

机组协调控制与AGC、一次调频解读
ADS ADS指令 指令 电网频率 电网频率 值班员指令 值班员指令 外部负荷指令
协 调 控 制 级
负荷指令处理回路 主蒸汽压力给定值po 主蒸汽压力pT 机炉主控制器 锅炉指令BD 汽轮机指令TD 实际负荷指令P0
机组输出电功率PE
负 荷 控 制 系 统
基 础 控 制 级
锅炉控制系统 燃 料 空 气 给 水
机前压力维持不变条件下,测的利用燃料调负荷
2. 负荷控制系统被控对象动态特性
• 对于锅炉侧,由于各控制系统的动态过程 相对于锅炉特性的迟延和惯性可忽略不计, 因此可假设它们配合协调,能及时跟随锅 炉指令BD,接近理想随动系统特性,故有 μB=BD。 • 对于汽轮机侧,如果汽轮机控制系统采用 纯液压调速系统,则汽轮机指令TD就是调 门开度μT,μT=TD。这样,负荷控制系统 的广义被控对象的动态特性与单元机组的 动态特性相同。
A
中调指令
ADS
电网频率 f - + 变化率限制值 MW/min A 输 入
f0频率给定值
a -k N Y T3 T4 Δ Y 输出>输 入1 输出等于输 入1
T 变化率限制值
Δ Δf
速率限制 回路 + ∑1
f(x)

0% T2
Δf
0
最小负荷Pmin A 最大负荷Pmax A >
Ps
为了安全和稳态运行,幅度在3%负荷
汽轮机控制系统 进 汽 量
子 控 制 系 统
单 元 机 组
锅炉
汽轮机、发电机
图13-1 单元机组协调控制系统的组成
AGC(Automatic Generation Control)
电网能量管理系统 Energy Manage System (EMS)

基于9E型燃机一次调频与AGC反调问题的逻辑优化

基于9E型燃机一次调频与AGC反调问题的逻辑优化

基于9E型燃机一次调频与AGC反调问题的逻辑优化摘要:针对9E型燃机一次调频与AGC反调问题的逻辑优化进行研究,对江苏电网的一次调频要求进行说明,介绍9E燃机现有的一次调频方法和弊端,分析燃机调频逻辑问题并提出解决方法,并通过实验证明优化后的逻辑解决了一次调频与AGC反调问题。

供同类燃气轮机电厂参考。

关键词:燃气轮机;一次调频;反调闭锁;AGC0引言目前江苏电网两个细则中调频功能由原先的一次加二次调频变为一次调频,且对发电企业的考核日趋严格。

燃气轮机(简称燃机)是目前清洁能源的代表,同时也由于其启停特性快担负着电网调峰电源点。

对于燃机控制系统来说一次调频与国外燃机逻辑设计理念存在冲突,这些因素无时无刻不影响着燃机发电企业的一次调频性能。

一次调频功能的完善是关系电网安全的重要因素之一。

本文结合对燃机调频逻辑问题的分析研究,设计一套一次调频的负荷限制逻辑。

1.燃机一次调频逻辑基本现状1.1调度系统对燃机一次调频功能的具体要求江苏电网对燃机一次调频的逻辑要求是按照10万千瓦以上发电机组均应具备一次调频功能,负荷调整限幅设置不得低于±6%额定容量,且要优先于机组AGC指令。

按照要求一次调频逻辑放在燃机侧,对汽机侧的逻辑不作具体要求,当电网频差超过0.033Hz并时间持续20秒以上,最大频差大于0.045Hz或者跃变时间不超过15秒时,一次调频信号应该动作于机组负荷。

1.29E型燃机现有一次调频逻辑方法和弊端目前,江苏区域内燃气轮机机组一次调频逻辑最终是叠加到功率信号中,并未涉及逻辑闭锁负荷信号,如AGC指令稳定时测试一次调频是能够满足要求,如AGC指令动态变动时普遍采用两种方法:第一种是将一次调频信号直接作用于机组的调节系统。

以9F级燃气机组为例,一次调频的负荷指令直接作用于机组的燃料阀的开度,该方法易造成燃烧震荡,情况严重时甚至造成机组的熄火,产生机组非停事故。

实际调研也表明9F机组的一次调频逻辑虽然提高了调频响应的速率,但是确实对燃烧系统的扰动很大。

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火电机组一次调频和 AGC原因与优化分

摘要:随着人们对电力需求的不断提升,电网的正常运行具有重要作用。

而在电网的日常运行过程中,火电机组的一次调频相关功能必须要满足相关要求,但是在实际的控制系统中很难保证对不等率或者频差函数等进行正确设置,再加上AGC功能优势无法完全的发挥,进而严重制约了电网频率的稳定性,为此,加强对火电机组一次调频以及AGC原因分析具有现实意义。

关键词:火电机组一次调频 AGC 优化
1一次调频以及AGC概述
1.1一次调频概述
一次调频顾名思义就是在汽轮机相关参数设定值不发生改变的情况下,将汽轮机转速或者功率输出进行改变进而实现对电网频率的控制,以满足实际的电网频率的稳定性。

当进行一次调频后,机组往往需要在保证设定值不变的情况下,保证输出功率由零提升至额定功率。

在进行调频过程中,汽轮机的转速变化量以及额定转速之间是不等率的,为此,对于不同的荷载机组的转速也会存有不同的转速不等率指标。

另外,如果电网的功率出现不平衡的情况或者电网频率偏离额定值时,也会影响到一次调频的效率,所以,在实际的一次调频过程中丙烯要结合实际情况合理的制定相关策略,进而保证电网的稳定性。

影响一次调频的主要因素包括以下几点:第一,设备因素。

作为影响火电机组一次调频最为重要的因素之一,最为常见的设备因素包括但不限于调速器、配气机构件间的摩擦或者间隙等导致调速系统的迟缓率增大,进而致使调速系统的不稳定性;因为测量或者其他干扰问题而导致机组和省调间交换的数据存在一定的偏差;因为DEH控制系统所传递信息时间较长,进而制约了调速汽门的反应速度以及所采用的小部分低压透平油纯电调的老机组其精度无法满足实际需求等等;第二,运行方式。

一般
情况下,火电机组主要是采用的定压以及滑压运行方式,但由于滑压机组的效率
较高且损失较小,所以对于新兴的机组主要以此方式为主,但是仍一部分采用的
是定压方式,而由于此方式对于机组前压力的偏差要求较高,为此,在压力拉回
逻辑的影响下会影响到一次调频的反拉作用,进而影响一次调频的稳定性;第三,控制逻辑的影响。

1.2 AGC概述
无论是一次调频还是AGC均可以实现对电机组负荷的更改,继而实现对电网
频率的调控,保证电网的稳定运行。

两者的区别就在于响应时间以及响应方式的
不同,即一次调频主要是依靠汽轮机调速系统自身特性来保证电网频率的调控,
而AGC则是在电网频率发生波动之后,通过调控系统发出相应的调控指令,然后
促使电网发电与供电负荷相匹配,维护电网的稳定性。

影响AGC的主要因素主要
包括以下几个:第一,机组特点。

由于火电机组的响应特性主要是受锅炉决定,
为此,对于不同的锅炉而言其响应时间也是存有一定的差异。

就目前而言,火电
机组主要采用的是中速磨直吹式制粉系统,进而增加燃烧率的反应速度,导致其
响应时间和AGC指令能力间存有较大的差异。

第二,设备缺陷。

对于投产不久的
新火电机组而言,其往往会存有基建遗留问题,譬如,不能精准的测量风量,进
而致使磨煤机风量以及送风调节无法自动投入,从而影响AGC效果,而且在加上DCS模件精度以及干扰影响,也会导致AGC所发出的指令和CCS系统所接受的指
令存有偏差或者滞后,进而影响AGC负荷跟随精度;第三,煤种掺烧。

由于成本
以及动力煤能源的短缺,导致很多火电厂所使用的煤原料中掺杂了劣质褐煤,进
而导致煤质严重超过设计值,不仅影响了机组的安全运行,而且还导致机组的调
节系统被控参数波动增大,响应时间增长等,进而致使AGC功能受到不良影响;
第四,人为因素以及控制策略的影响等都会影响到AGC负荷跟随特性。

2提高一次调频和AGC能力的措施
2.1完善设备
因为火电机组一次调频以及AGC功能主要是受到设备影响的,为此,可以通
过采取以下措施来对设备进行完善从而促进设备系统可控性以及调节品质得到改
善。

第一,将有缺陷或者影响自动投入、调节品质的附属设备进行更换,包括一
些无法正确测量的测量元件等构件;第二,更换响应时间快、精度较高的DCS卡件;第三,对一些干扰信号增设隔离器;第四,加强对设备的检修力度,尤其是
对于设备的渗漏性、非线性以及无调节余量问题的解决;第五,定期对采样管进
行吹扫,保证信号测量以及传输的正确性,保证相关数据的实时性等。

2.2优化控制逻辑
随着社会的发展以及科技的进步,火电机组中一次调频以及AGC的要求也明
显提升,尤其是峰谷差的日益变化更是为火电机组的自动化发展带来巨大挑战。

所以,传统、通用的控制策略显然已经无法满足不确定、多变且复杂的任务要求,仅凭借PID调节已经无法实现对火电机组的高效控制,所以必须对控制逻辑进行
优化,最大限度的挖掘出火电机组的优势作用,提升一次调频以及AGC的能力。

通过对传统逻辑控制进行优化,通过采用多级并行前馈控制技术可以明显提升一
次调频和AGC功能。

其通过对水以及燃料等负荷变化的不同响应特点而建立出了
不同的前馈信号,然后在通过相关指令在负荷上升进行过调,当负荷下降时进行
欠调作用,从而实现对动态响应的校正,提升锅炉响应速率,有效地改善和优化
了在外界干扰作用下主汽压力以及温度的可控能力。

与此同时,通过应用多煤种
混烧专家控制器,不仅实现了对以往调控经验以及操作技巧的总结应用,而且还
通过现代控制理论中专家控制思想的应用,有效地分析出不同煤种掺烧时锅炉控
制回路响应特性来调整锅炉的不同能量需求,进而保证了机组在各种煤种掺烧下
各参数的稳定性。

并且在一次调频逻辑回路中,通过对锅炉蓄热情况的分析,可
以通过参数自适应功能对调频前馈系数进行修正以及压力定制补偿,从而有效的
避免在一次调频过程中不响应或者反调等情况。

2.3 规范管理
规范管理主要指的对相关操作人员的操作必须要规范化,必须要严格按照相
关运行标准以及流程进行操作,从而提升火电机组一次调频以及AGC各项性能。

具体措施为:第一,在确保相关人员的安全基础上,避免由于人为因素导致AGC
指令发生偏差,严禁直接退出AGC以及一次调频功能;第二,加强对电网负荷的
总结分析,并根据负荷的变化规律采取磨煤机的启停等操作,进而保证火电机组
可以有效地满足电网负荷要求;第三,通过对煤种的变化规律分析,对总风量、一次风量等进行修正,从而有效地改善煤燃烧情况,提升负荷响应速度。

总而言之,作为一个由上百个子系统形成的控制系统,在对火电机组一次调频以及AGC功能进行调控过程中存有较多的影响因素,为此,为了保证电网的安全稳定可以通过完善设备、优化控制逻辑以及规范化管理等措施来促使火电机组的正常运行,进而提升电网的经济效益。

参考文献
[1] 国家能源局东北监管局 . 东北区域并网发电厂辅助服务管理实施细则[Z].2020.
[2] 盛四清,李朋旺,顾清 . 提高风电渗透率极限的火电机组惯性参数优化方法[J]. 电力系统自动化,2020,44(2):181-193.
[3] 李宁纲 , 董建朋 . 基于网源协调火电机组一次调频的闭环控制系统设计[J]. 河南科技,2019(19):52-54.。

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