孙林
湖北华电江陵发电有限公司，湖北 荆州434100
摘要：改革后，受社会发展影响，带动了我国各个领域的进步。电厂火电机组设备的运行情况，影响整个火力发电厂的效益。本文以660MW超超临界火电机组为研究对象，通过建立相应的模型，对其相关设备进行仿真调试，最终实现全方位地提升和改进电厂机组设备的性能。同时，针对研究过程中衍生出的相关问题，给予有效的应对措施。仅供参考。
关键词：负荷频率；调频技术指标；发电控制原理
引言
随着特高压直流输电技术的不断推广与风电、太阳能等新能源发电技术的快速发展，区域电网输入电源结构也变得越来越复杂，冲击性、非线性负荷的不断变化急剧增大了电网负荷的波动，使电网频率时高时低，直接影响电能的质量。电网频率波动，其安全风险使得电网公司对发电机组涉网性能、尤其是一次调频性能非常重视。网调以“两个细则”为基础，对统调机组一次调频功能及性能进行了严格的管理和考核。
1负荷频率控制的原理
众所周知，电力系统中功率控制的作用共计有三种：①对电网频率进行必要的控制。首先，需要保持整个电网频率的数值，是在合理的范围内，其次，在保证电网频率在整个电网系统的运行过程中的功能性得到满足。通过适当的调节方式，可以改变机组的相关功率。②可能涉及经济调度问题，保证整个电力系统的稳定运行。③为了局部各电力区域可以协调发展，进而实现区域内，电力系统的发电机组协调控制。实现电力的自主稳定运行。
通常，在电力系统中，电网频率主要由一次调频、二次调频（AGC）来完成相应的频率调节。
1.1一次调频的基本原理
当电网频率高出其设计的允许范围时，会造成整个电网的并联发电机组随着电网变化而变化，从而实现功率的平衡效应。这就是一次调频的基本原理。就电厂本身而言，一次调频的本质，是利用汽轮机调速器开展相应的调节，进而实现驱动转矩，可以达到随着系统频率变化而变化的调频模式。需要注意的是，在一次调频逻辑中，需要测量相关数据，例如原始信号、电网频率、汽机转速等内容。DCS测量的数据为电网数据，而DEH测量的数据为汽机转速的内容。
1.2自动发电控制原理（AGC）
自动发电控制原理，是特指有差调节，因此，它的调节能力，只能在某种程度上，缩小电网频率的偏离程度，却不能将所有的影响因素全部消除。电网频率，是电力系统的重要参数之一，也是重要的控制参考内容。因此，电网频率可以直接影响电网的整体运行情况，尤其是对于其安全性能，会严重影响到电网的运行稳定以及相关设备的使用寿命。需要注意的是，在运行过程中，为了进一步保持电网频率的稳定程度，需要恢复电网频率的偏离调节。而发电机组，需要按照电网调度中心的相关制定，进行有效的负荷调整，以上这一过程，被称之为二次调节，也被称为AGC，即自动发电控制。通常被应用到电厂提供的相关辅助服务内容，并且还是有偿辅助服务。因此，在实际的操作过程中，需要按照相关中调指令要求，以一定的调节速度来实现相关频率的实时调整。
2 660MW超超临界火电机组协调控制系统优化
2.1增加一次调频动作一次风压定值补偿
利用调频负荷增量函数及一次风压定值补偿函数生成一次风压设定值补偿量；将一次风压设定值与生成的一次风压定值补偿量叠加，生成一次调频补偿后的一次风压设定值，并将所述一次调频补偿后的设定值输出给一次风压控制系统。
一次调频动作时一次风压设定值补偿逻辑，通过锅炉一次风压的一次调频补偿回路快速补充锅炉蓄热，实际上就是利用磨煤机内残存的煤粉进行快速控制，提高了机组响应一次调频的速度和持续性。
2.2变负荷前馈逻辑优化
受客观条件制约，原机组前馈采用的预估控制措施，与机组变负荷速率、变负荷程度具有极为重要的联系。并且机组变负荷的幅度范围，存在死区。当采用AGC方式后，机组负荷呈现一定连续变化，而这些变化通常是在20MW的范围内波动。因此，说明了原有逻辑的变负荷前馈，对于机组已经无法产生相应的作用和影响。全部控制变化均由锅炉进行相应的调节和控制。这对于机组的负荷变化率，具有极为明显的影响，同时，其相关的馈前量可能直接影响锅炉的燃烧情况，尤其是在燃烧过程中，对于煤和水的相关比例，造成二者的比例失衡，对于二者的关系影响巨大。所以，综合上述推论，取消原逻辑中，负荷前馈的固定死区，让变负荷前馈可以具有实时性，发挥其应用的价值和意义。
2.3一次调频与AGC调节相互影响
负荷设定值一般由两部分生成：一是AGC指令或操作员设定经高低限制、速率限定给出；二是频差经死区及速度变动率函数转换后给出。在网频波动时，一次调频动作，处于AGC模式或因主汽压力不稳等原因机组负荷正在变化，而一次调频需要反向变化，正在执行的AGC指令与调频指令的动作方向相反，由于AGC指令对调频指令有反向抑制作用，机组的一次调频作用得不到正常发挥。如果AGC指令升降过程中一次调频动作，则功率变化必然会受到二者的共同影响，方向一致则表现出一次调频贡献负荷大，反之则贡献小，此时一次调频响应行为实质不受影响，但是会影响到一次调频性能的计算。
2.4给水控制策略的优化
根据控制策略的相关要求，原控制策略是利用水煤比进行有效的调节，实现煤的使用量控制。而将用煤量改变后，可以通过控制分离器的入口以及相关温度，实现控制策略。根据大量实验研究，这种控制效果的相关策略，其修正速度极为缓慢，并且在供水过程中，需要增加水的偏置逻辑，进而实现煤和水的精准化控制策略。同时，为了提高策略的有效程度，对于新增加的给水量偏置问题，可以采用两个方面对其进行精准控制。一方面是将机组的分离器入口温度，进行精准控制。另一方面是利用水煤比的控制能力，削弱其对分离器入口的温度控制影响。进而所呈现的结果为，给水控制分离器入口控制温度，水煤比控制气体温度。利用这种控制措施，实现水和煤的深度控制。同时，结合相关策略研究以及对应的有效措施，在给水设定的回路中，增加惯性环节，以此来适应变负荷的过程。由于水的滞后特性，会对煤的使用量造成一定的变化影响。可以将水的反馈值数据，减去减温水流量的一半，来适应断煤时底层的煤燃料过多所导致的水冷壁超温现象。将设定值的相关函数，重新设定。
最后，经实验测算，在优化之后，机组的负荷适应能力有所提高，并且，利用一次调频以及AGC能力可以满足安全稳定的运行要求，同时符合电网对于机组的所有条件需求，取得了令人较为满意的实验效果。这种优化方案以及对应的实验效果，解决了超超临界机组当前存在的相关问题，实现了实验设想和优化目的。
结语
通过对超超临火电机组进行有效的优化，实现了设备的适应性需求。结合实验过程以及优化方案，可以清晰认识到，对于火电机组的相关研究，依然存在巨大的上升空间，因此，在未来的技术发展和设备升级过程中，不断研发新的改进措施和升级方案，以适应时代的发展脉搏。
参考文献
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