AGC功能在阳城电厂的应用
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摘要：文章以阳城电厂6×350mw机组为例，对agc功能的实现、agc功能的控制方式，结合机组本身的特点，对在使用中出现的问题、采取的措施和注意事项进行了详细的阐述。从agc方式投入运行情况来看，各负荷段升／降负荷运行正常，各种控制性能良好，机组能正确进行各方式之间的无扰切换，不但减轻了运行人员的劳动强度。而且机组的安全性和经济性大大提高。
关键词：agc功能；应用；分析研究；电厂
agc(automation generator control)功能，即自动发电功能，通常指的是电网调度中心直接通过机组dcs控制系统实现自动增、减机组目标负荷指令的功能。阳城国际发电公司1-6#机组dcs采用西门子的teleperm xp分散控制系统，为了使机组的自动化水平达到更高要求，更好地满足电网要求，实现国调的统一调度，1-6#机组agc功能的投入是十分必要的。目前，根据电厂对agc控制方式的不同需求，相应的agc功能有两种表现形式，一种是机组dcs系统的agc功能，这是一种直调机组负荷的agc功能；另一种是sis系统的agc功能，这是一种非直调机组、而直调电厂负荷的agc功能。阳城电厂采用的是机组dcs系统的agc功能。
1 agc功能的控制方式
1.1 agc功能的协调方式
在正常情况下，机组处于协调方式运行，负荷指令由ads自动设定或由操作员手动设定。给定的负荷指令经机组的最大、最小允许负荷限制，并且经负荷指令变化率的限制，形成最终的单元负荷指令。单元机组负荷指令，包括有目标负荷指令和实际负荷指令。目标负荷指令是电网调度中心或者是机组运行人员给出的期望机组的增、减负荷指令数值。目标负荷指令的设定，可以是电网调度中心agc设定(agc功能投入后)，也可以是运行人员通过操作终端ot画面手动设定。目标负荷的指令发送到机组dcs的机炉协调控制系统的负荷控制回路，经过负荷控制回路的一系列逻辑判断和限幅、限速，形成机组实际运行能够承受的负荷指令，也就是实际负荷指令。这种逻辑判断和处理主要通过以下3个步序来实现。
(1)判断机组是否处于负荷闭锁增(block inc)、闭锁减(block dec)状态。当机组负荷处于闭锁增、闭锁减状态时，目标负荷的增、减指令信号将被闭锁。机组负荷闭锁增包括有两种情况：一种情况是，当机组运行时的某一项或几项指标大于负荷指令值下对应的指标值并且两者差值超过允许值。第二种情况是，当机组运行时的某一种主要指标已经超过机组设定的高限值(这种指标包括有实际送风量、汽包水位)，此时，协调控制系统将闭锁机组目标负荷指令的增加。机组负荷闭锁减同理，指的是当机纽运行时的某一种主要指标小于相应的预先设定的目标指令数值或实际值已经超过机组设定的低限值，协调控制系统将闭锁机组减少目标负荷指令。
(2)判断机组是否处于负荷跟踪(tracking)、快速减负荷(runback)、迫降(rundown)或迫升(runup)负荷指令状态。
(3)对机组目标负荷指令的幅值及变化速率再处理：①目标负荷指令信号幅值限制：通过设置实际最大可能出力信号和实际最小可能出力信号，限制目标负荷指令在设定值范围内。②目标负荷指令信号变化速率限制：该限制速率主要来自两方面：由汽机应力限制回路产生和由操作员手动设定。
1.2 agc控制方式
根据阳城电厂agc控制协调会议纪要，确定阳城电厂agc控制方式如下：在现场具备条件时，由机组dcs协调控制系统自动向国调自动化系统发agc允许信号，请求国调控制。国调收到agc允许信号后，根据电网运行需要，由调度员通过电话向值长下令机组投入agc控制。现场dcs协调控制系统投人远方控制后，机组自动将agc投入信号反馈给国调。在国调收到遥信信号，“agc允许”和“agc投入”的情况下，根据电厂上传的遥测信息：“最大允许负荷”、“最小允许负荷”、“允许负荷变化率”及其他条件，自动下达agc指令功率，进行负荷调节。在agc投入之前，国调遥调指令应跟踪机组实际功率。
2 agc调试
2.1 agc调试运行注意事项
首先在静态调试时应完成信号传动，包括中调agc与阳城电厂网控之间信号传动、阳城电厂网控与dcs之间信号传动、中调agc与阳城电厂dcs之间信号传动。其次完成dcs软件逻辑组态修改和dcs的静态测试。在正式进行agc动态联调前，首先要进行机组的协调升降负荷动态扰动试验，目的是细调协调和基础自动的控制参数，提高控制品质，以适应agc自动控制的要求。在动态调试时，如果发生危及机组安全运行的情况时，运行人员要及时采取措施，必要时进行手动干预，确保机组的安全稳定运行。
2.2误码处理逻辑及措施
现场agc信号来自网控楼，与机组集控室相距甚远，且acc指令是4ma～20ma模拟量信号，为消除信号干扰。在ccs机柜侧采用直流信号隔离器对agc指令信号加以隔离。为保证机组的安全稳定运行，在ccs中设计了误码处理逻辑，当agc指令信号超越合理范围或异常跳变时自动切除agc回路并报警，当agc指令在设定的死区范围内波动时能够识别误码并保持当前指令不变。
2.3 agc动态联调
机组负荷响应速率较低及负荷起始响应滞后较大，在负荷响应动态过程结束后，超调较大，过渡时间长。针对上述问题，大家对上述问题进行了详细的分析，并提出了有效的改进方案及调整方法，应用于阳城电厂#4机组，收到了预想的效果。改进后组态框图紧见图1。
具体说明如下：
汽机主控负荷指令在原方案的基础上叠加一微分环节，在负荷指令变化起始，通过调汽门动态过开，充分利用锅炉的蓄热使机组负荷快速响应，等待锅炉负荷发生变化后，机组负荷随之改变，不仅克服了负荷的起始响应滞后，也保证了系统的稳定性。
锅炉主控负荷指令比例、微分前馈增加一微分时间可变的微分环节，使微分时间在负荷指令变化过程中逐渐减小，负荷指令到位后，微分时间为零，采用这一方案不仅可以提高锅炉的负荷响应速率，还克服了原方案在动态过程结束后超调而造成的静态偏差。
在稳态过程中，锅炉、汽机相互耦合，造成系统稳定性差、过渡时间长的问题在其他控制系统中也同样存在，而且也是自动控制领域的一大难题。解决这一问题的关键是找出系统之间的耦合关系，并通过一些中间变量进行解耦，使相互耦合的系统简化为单输入、单输出的系统。针对ccs锅炉、汽机之间的耦合关系就是机组的能量(即锅炉所产生的能量及汽机所需求的能量)及其平衡关系，反应在控制系统中就是两个主要控制变量即机组负荷和主汽压力，在通常的系统设计中分别由汽机主控和锅炉主控控制，使系统在自发扰动情况下出现上述问题。为此，根据解耦控制理论，引入一个“汽机能量需求信号”的中间变量(ne×pg÷pt)代替“机组负荷”作为汽机主控的被调量，由于该信号只反应机组负荷要求的变化及汽机侧自身的扰动，使在锅炉发生自发扰动的情况下，汽机不参与调节。
2.4无扰切换功能
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。
4 agc投运后的注意事项
(1)限制agc自动升降负荷率不大于3mw／min。
(2)磨煤机改造未完成前限制agc自动升降负荷范围在200mw～330mw。
(3)出现下列情况，应相应更改agc上限：高压加热器系统检修，计划退出运行时，负荷上限更改为300mw。a4低压加热器系统检修，计划退出运行时，负荷上限更改为300mw。a3低压加热器系统检修，计划退出运行时，负荷上限更改为300mw。a3，a4低压加热器系统检修，计划同时退出运行时，负荷上限更改为280mw。a1，a2低压加热器系统检修，计划同时退出运行时，负荷上限更改为280mw。凝汽器半边停运，计划退出运行时，负荷上限更改为260mw。夏季单台循环泵运行时，负荷上限更改为260mw。
(4)下列情况下应申请退出agc自动运行：原煤供应不稳定，煤质多变或被迫燃用不同可磨度的混合燃料，原煤灰分大于30％，发热量低于24000 kj／kg，水分大于8％时。磨煤机一次风量较相同煤种相同同负荷情况下偏大5000 kg／h时。锅炉指令与机组负荷指令偏差大于10％，主汽压力实际值与主汽压力自动设定值偏差大于2％时。锅炉燃油系统有检修工作，准备退出运行时。其他主辅设备计划检修时。机组进行att试验时。凝结水泵，给水泵切换等需要机组负荷相对稳定的情况下。底渣系统，飞灰系统及其他设备故障异常，连续升降负荷有可能危及机组运行安全的情况下。锅炉蒸汽温度，各部受热面金属温度偏离运行规定值，短时无法恢复正常时。
(5)下列情况下应紧急退出agc自动运行：①炉膛负压出现明显剧烈波动、多个火检信号闪烁、烟气含氧量不正常升高、炉膛火焰不稳甚至发黑等锅炉燃烧恶化明显的征兆出现时。②单侧引风机动叶、送风机动叶、一次风机导叶故障，不能调节时。③磨煤机一次风量大于5500kg／h时。④锅炉燃油系统故障。⑤高压加热器事故解列。⑥汽包水位异常时。⑦排烟温度异常升高或两侧排烟温度偏差大于20时。⑧锅炉主再热蒸汽温度，各部受热面金属温度严重偏离运行规定值时。⑨给水调节系统，风量调节系统，汽温调节系统，凝汽器除氧器水位调节系统设备几自动控制异常故障时。④主汽压力，主汽温度，汽包压力，汽包水位，主汽流量，给水流量，凝汽器水位，除氧器水位等主要参数测量三取二信号有一点异常时。⑨机组发生rb时，应立即检查agc自动退出运行，否则立即手动退出。
4 agc性能评价
通过agc功能改进后，阳城电厂一期机组已投入agc方式进行商业运行，从agc方式投入运行情况来看，各负荷段升，降负荷运行正常，各种控制性能良好，机组能正确进行各方式之间的无扰切换，不但减轻了运行人员的劳动强度，而且机组的安全性和经济性大大提高。