大型火電廠負(fù)荷經(jīng)濟分配的探討

　　近年來隨著大型火電機組普遍采用DCS，熱控自動可用率和調(diào)節(jié)品質(zhì)均有明顯提高，機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)投運正常。各調(diào)度中心的EMS（能量管理系統(tǒng)）投入及運行質(zhì)量也普遍提高，因此“調(diào)度到機”的AGC方式是目前正在普遍采用的方式（“調(diào)度到機”指調(diào)度中心的．EMS系統(tǒng)通過電廠RTU直接控制到機組CCS，進行AGC調(diào)節(jié)）。
　　
　　隨著“廠網(wǎng)分開，競價上網(wǎng)”的來臨，必須進一步提高電廠的安全生產(chǎn)管理水平與經(jīng)濟效益。“調(diào)度到廠”的AGC方式，即調(diào)度所的AGC指令，通過電力數(shù)據(jù)網(wǎng)下達到電廠的廠級計算機網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)由全廠的負(fù)荷經(jīng)濟分配，把負(fù)荷分配到各臺機組。這種方式與“調(diào)度到機”相比有如下優(yōu)點。
　　
　　（1）調(diào)度所與廠級計算機網(wǎng)絡(luò)間的通訊量大大減少。
　　
　　（2）通過廠內(nèi)負(fù)荷經(jīng)濟分配，提高了全廠經(jīng)濟效益。
　　
　　（3）符合電力調(diào)度分級管理的原則。
　　
　　在近期投產(chǎn)的大型水電站——天荒坪抽水蓄能電站（6*300MW），采用了“調(diào)度到廠”的AGC方式。而大型火電廠也正在蘊動著建立廠級監(jiān)控的計算機網(wǎng)絡(luò)，并在初步設(shè)計階段進行火電廠自動化一體化設(shè)計，實現(xiàn)全廠負(fù)荷經(jīng)濟分配。
　　
　　1．大型火電廠中實現(xiàn)負(fù)荷經(jīng)濟分配的條件
　　
　　（1）目前我國火電廠節(jié)能增效的首要任務(wù)是降低機組供電煤耗。為此必須對機組進行優(yōu)化管理，尋找合理的運行方式，在確保設(shè)備安全運行的前提下，為運行人員提供科學(xué)的實時調(diào)整手段。其中，重點是降低機組在正常運行時運行不當(dāng)所引起的可控?zé)釗p失。這就必須對機組進行定期性能試驗，包括：1）機組啟動停止過程的煤耗試驗以便建立規(guī)范化的啟停步驟；2）全面優(yōu)化調(diào)整試驗，尋找*機組運行方式及可控參數(shù)基準(zhǔn)值。特別是由試驗熱耗及鍋爐效率修整后，得到汽機熱耗及鍋爐效率基準(zhǔn)值，從而求得供電煤耗基準(zhǔn)值，以及機組主要指標(biāo)的基準(zhǔn)運行曲線，指導(dǎo)機組運行。因此優(yōu)化機組供電煤耗是實現(xiàn)負(fù)荷經(jīng)濟分配的基礎(chǔ)。
　　
　　（2）建立廠級計算機網(wǎng)絡(luò)：其功能是：1）電網(wǎng)調(diào)度所及廠內(nèi)機組DCS、輔助系統(tǒng)DCS以及MIS系統(tǒng)進行實時數(shù)據(jù)通信，建立實時數(shù)據(jù)庫。2）收集全廠生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)信息，向MIS系統(tǒng)單向傳輸信息。3）接收電網(wǎng)調(diào)度所AGC控制指令和信息，并反饋全廠有關(guān)信息。4）進行實時性能計算及供電煤耗差分析。5）全廠負(fù)荷經(jīng)濟分配。
　　
　　（3）進行發(fā)電廠實時性能監(jiān)測及實時耗差分析：主要計算影響供電煤耗的可控參數(shù)，汽機高中壓效率，汽機熱耗。然后擬合成與負(fù)荷的關(guān)系，求得可控參數(shù)及性能計算值與其基準(zhǔn)值的偏差，再與影響系數(shù)相乘，得出各可控參數(shù)、性能對供電煤耗的耗差，形成實時供電煤耗差分析，在CRT上以操作指導(dǎo)方式予以顯示。
　　
　　（4）開發(fā)基于實時供電煤耗的等微增量原則的負(fù)荷經(jīng)濟分配的軟件，并通過現(xiàn)場調(diào)試及投用。
　　
　　2．負(fù)荷經(jīng)濟分配系統(tǒng)軟件模塊構(gòu)成及編程思想
　　
　　負(fù)荷經(jīng)濟分配系統(tǒng)（LEDS）軟件模塊構(gòu)成如圖所示。

　　
　　（1）調(diào)度接口與全廠負(fù)荷指令處理及負(fù)荷經(jīng)濟分配指令形成
　　
　　本模塊是LEDS與調(diào)度中心的接口，由三取一回路接受調(diào)度所下達的全廠負(fù)荷指令（分為96點計劃曲線和AGC方式，也可以手動設(shè)定），并向電網(wǎng)調(diào)度反饋電廠的下列實時的信息：
　　
　　1）全廠AGC方式或手動方式。可由值長設(shè)置，方式之間切換是無憂的。
　　
　　2）全廠負(fù)荷經(jīng)濟分配指令，為全廠負(fù)荷分配指令減去RB及負(fù)荷閉鎖機組的實發(fā)功率。
　　
　　3）全廠負(fù)荷上下限值，分別為AGC方式運行機組負(fù)荷上下限（又可分為經(jīng)濟運行負(fù)荷上下限及安全運行上下限，可在人機接口上設(shè)置），與非AGC方式運行機組實發(fā)功率之和。
　　
　　4）全廠經(jīng)濟負(fù)荷分配指令上下限值和AGC調(diào)節(jié)裕量，分別為AGC方式運行機組的負(fù)荷上下限值之和，及減去這些機組的實發(fā)負(fù)荷，可以得知全廠AGC調(diào)節(jié)裕量，以此作為AGC負(fù)荷的調(diào)節(jié)限值。
　　
　　5）全廠實時實發(fā)功率：為全廠AGC方式運行機組與RB及負(fù)荷閉鎖工況下機組的實發(fā)功率之和。
　　
　　6）全廠負(fù)荷指令反向變化時，由于實發(fā)功率遲后于全廠負(fù)荷指令變化，為避免投運AGC機組不必要的負(fù)荷變化，應(yīng)比較全廠實時實發(fā)功率與全廠負(fù)荷指令差值，停止原負(fù)荷分配指令變化。該差值大小，在每臺機組投AGC調(diào)試時確定。
　　
　　7）根據(jù)廠內(nèi)機組的調(diào)節(jié)性能，對全廠負(fù)荷速度的變化，在人機接口上進行速率限制。
　　
　　8）全廠負(fù)荷指令可在人機接口上選擇為AGC方式和手動方式。同時，LEDS發(fā)生故障或RTU信號超過量程范圍時，LEDS可把AGC方式自動切換至手動方式并報警。在手動方式時，全廠負(fù)荷指令跟蹤全廠實發(fā)功率以備可無擾切換至AGC方式。
　　
　　（2）負(fù)荷經(jīng)濟分配
　　
　　應(yīng)實時地按照多臺機組的實時供電煤耗曲線，以等微增量原則進行AGC方式運行機組的負(fù)荷經(jīng)濟分配，把負(fù)荷分配至各機組。在機組按優(yōu)化的啟動曲線啟動時，以預(yù)定的時間間隔直至滿負(fù)荷，計算實時供電煤耗，用zui小二乘法擬合成機組實時供電煤耗曲線。在一定誤差范圍內(nèi)，用在機組運行時計算所得的實時煤耗對該曲線進行修正。
　　
　　在機組的四態(tài)啟動（絕熱態(tài)、熱態(tài)、溫態(tài)及冷態(tài)）與停機過程中，都需有啟動和停機時間。為了在機組啟停時，全廠實發(fā)負(fù)荷仍能滿足調(diào)度負(fù)荷的要求，LEDS實時地根據(jù)全廠實發(fā)功率，調(diào)度日負(fù)荷曲線與機組啟動過程時間判斷是否要啟動在停役中機組效率zui大機組并預(yù)報該機組“啟動”，以便運行人員開始啟動機組。在停機過程中，機組效率下降帶來停機損失，所以當(dāng)全廠需要降負(fù)荷時，LEDS與啟動時一樣，根據(jù)全廠實發(fā)率、調(diào)度日負(fù)荷曲線及停機進程時間等三個因素判斷是否要停役一臺處于AGC方式運行中的效率zui差的機組。然而停機與啟動機組不同，這時LEDS還應(yīng)比較所降的負(fù)荷量分配在AGC方式運行中的機組，使這些機組處與低負(fù)荷運行的經(jīng)濟損失與停機損失相比，若是停機損失小，那么LEDS預(yù)報該機組停機，便與運行人員開始停機，否則LEDS使AGC方式運行機組處于低負(fù)荷運行。
　　
　　（3）負(fù)荷閉鎖，RB及MFT工況的處理在投入AGC運行的機組中，發(fā)生負(fù)荷閉鎖，RB及MFT時，LEDS自動地把該機組由AGC方式切至手動方式運行。此時，機組的負(fù)荷指令跟蹤其實發(fā)功率。在RB工況結(jié)束后及發(fā)生MFT的機組重新啟動后，手動設(shè)定機組負(fù)荷，待負(fù)荷升至一定值時，手動無擾動切換至AGC方式。當(dāng)荷閉鎖解除時，LEDS自動無擾恢復(fù)至AGC方式運行。
　　
　　（4）磨煤機啟停預(yù)報指導(dǎo)
　　
　　磨煤機啟停時，機組應(yīng)退出AGC方式轉(zhuǎn)為手動方式運行。待磨煤機啟停結(jié)束后再投入AGC方式運行。
　　
　　LEDS可根據(jù)全廠負(fù)荷指令的變化趨勢，判斷何時啟停一臺磨煤機，并作出預(yù)報，以便于運行人員做好必要的檢查和準(zhǔn)備。當(dāng)機組負(fù)荷指令接近機組負(fù)荷上限或下*，LEDS預(yù)報該機組啟動或停運一臺磨煤機，以便于運行人員能及時啟停磨煤機，使機組有繼續(xù)增減負(fù)荷的能力，保證全廠具有較大的AGC負(fù)荷調(diào)節(jié)裕度，避開機組負(fù)荷調(diào)節(jié)間斷。
　　
　　（5）全廠負(fù)荷調(diào)節(jié)與機組DCS的接口
　　
　　設(shè)置了PI調(diào)節(jié)功能，實現(xiàn)微調(diào)。在靜態(tài)時使全廠實發(fā)負(fù)荷與全廠負(fù)荷相等。動態(tài)時，根據(jù)全廠負(fù)荷指令的變化量調(diào)節(jié)下達到AGC方式運行機組DCS的負(fù)荷分配指令，改善LEDS負(fù)荷分配的品質(zhì)。而且，保證機組無擾地切除和投入AGC方式運行。當(dāng)任一機組負(fù)荷指令信號、功率信號故障，及有二路全廠負(fù)荷指令信號、全廠功率信號故障時，由機組AGC方式自動地切換至手動方式。
　　
　　LEDS與機組DCS的AGC接口信息如下：
　　
　　1）負(fù)荷分配指令（AO）；2）機組實發(fā)功率（A1）；3）機組實時供電煤耗；4）AGC投／停狀態(tài)（D1）；5）閉鎖增（D1）；6）閉鎖減（D1）；7）不同RB或MFT信號（D1）；8）磨煤機投／停信號（D1）；9）LEDS故障（DO）。
　　
　　3．結(jié)束語
　　
　　（1）在一些發(fā)達國家，電力生產(chǎn)水平較高，外圍設(shè)備完善，在300MW機組上已普遍采用發(fā)電廠性能監(jiān)測及在線偏差分析，而且研制并采用了經(jīng)濟運行管理系統(tǒng)，得到了明顯的經(jīng)濟效益。我國首先應(yīng)以降低供電煤耗為中心，進行優(yōu)化運行管理、提高電廠生產(chǎn)管理水平及經(jīng)濟效益。
　　
　　（2）應(yīng)把開發(fā)負(fù)荷經(jīng)濟分配程序提到日程上來，在近年來予以實用化，進一步提高電廠經(jīng)濟效益，增強電廠競價上網(wǎng)能力，同時為電廠使用報價系統(tǒng)打下扎實的基礎(chǔ)。