350MW超临界机组AGC“R”模式指标分析及优化

350MW超临界机组AGC“R”模式指标分析及优化

  孙健  李鸿渐  赵大鹏

华能济南黄台发电有限公司  邮编：205100

摘要：针对华能济南黄台发电有限公司（以下简称华能黄台电厂）350MW超临界机组在AGC“R”模式下，导致机组运行参数不稳定，被迫频繁降低负荷变化率，甚至退出该模式的问题，分析了出现问题的原因，并积极制定对策和措施，显著提高了机组在该模式下的运行可靠性和经济性。

关键词：AGC“R”模式、Kp值、两个细则

1、前言

AGC辅助服务是维持电力系统安全稳定运行,保证频率质量要求的重要手段。电网规模的日趋扩大和新能源发电的不断发展对AGC调频服务提出了更优质高效低价的要求,储能系统便以其快速精确的功率响应能力越来越受到重视。AGC分三种模式，即AGC正常模式—R模式、AGC支援模式—A模式和AGC负荷跟踪模式—O模式。其中，AGC“R”模式要求投入标准最高、补偿最高、对机组负荷相应要求最高；只有机组AGC在投运R模式时，才能免于电量考核，享受电量奖励政策。然而，在AGC“R”模式下，机组负荷会大幅度频繁调整，对于机组各项参数影响很大；如果机组调整不及时，调节品质不好，会引起机组重要运行参数大幅度波动，严重时还会引起机组设备损坏、机组跳闸，对电网稳定造成较大影响。

2023年，山东能源监管办修订发布了《山东省电力并网运行管理实施细则》《山东省电力辅助服务管理实施细则》(以下简称新版“两个细则”)。“两个细则”从投入率ka、调节速率k1、调节精度k2、响应时间k3四方面进行AGC调节性能综合指标Kp的实时统计。Kp值越高，奖励就越高。

新版“两个细则”实施后，将促使山东省电力并网运行管理和辅助服务管理更加规范、高效，“奖优罚劣”的作用更为显著。对于机组性能优秀、运行控制灵活的并网主体，将在新版“两个细则”规则体系中实现合理收益；对于运行控制效果差、管理水平低下的并网机组，将付出一定的成本。

2、AGC“R”模式Kp值低的原因分析

华能黄台电厂#10锅炉为哈尔滨锅炉厂设计制造的HG-1146/25.4-PM1型超临界参数，∏型布置、单炉膛、一次中间再热、前后墙对冲燃烧方式直流锅炉。

下表为2023年2月份华能黄台电厂#10机组AGC“R”模式指标统计：

从#10机组2月份AGC“R”模式指标中可以看到，综合性能指标Kp值最高只有2.855，全月平均值为2.62；调节深度最大为8031.54MW，全月平均值为7334.585MW，当月盈利（电网考核）-152.57万元。在华能山东公司排名中为倒数第三名，严重影响了该厂AGC辅助服务收益。基于这种状况，运行人员从协调系统负荷数据传输偏差、机组变负荷率参数设置、机组再热汽温调节波动大、煤质等方面分析了对AGC“R”模式指标的影响。

（1）数据偏差是影响指标的重要原因，在以往的检查核对中也多次发现省调下发的“负荷指令”和机组送省调的“实际功率”信号存在非线性偏差和延迟，从而造成负荷指令反馈偏差大。

（2）主汽压力受汽机调阀频繁大幅度开关影响，波动频繁，主汽压力波动大，造成煤量波动大，燃烧调整困难，尤其是低负荷时，不利于锅炉稳燃。

（3）运行人员业务技术能力不足，频繁降低变负荷化率至3KW/分以下。机组变负荷率降低对调节品质影响明显，#10机组系统优化时进行过专门测试，变负荷率低于6KW/分调节指标就有变差的趋势，低于5KW/分指标影响明显。

（4）#10机组再热汽温调节设计有烟气挡板和喷水两级调节，且喷水调节滞后性大，控温难度大较大，从而造成再热汽温波动大超温影响机组变负荷率。

（5）煤质不能保证。高负荷时，煤质热值不够，在快速加负荷时，不能产生有效的热量，保证主蒸汽压力，满足负荷快速响应要求。

3、制定提高AGC“R”模式Kp值的对策

（1）针对与省调比对的“负荷指令”和“实际功率”差值，在DCS中进行函数修正，修正工作完成后运行部择机申请投入“R”模式试验，“R”模式投入期间请运行部加强监盘力量，减少降低变负荷率和负荷上限时段，为试验创造好的条件。“R”模式投入1天后不再申请投入，根据试验后情况再行确定。

（2）主汽压力受汽机调阀频繁大幅度开关影响，波动频繁，主汽压力波动大，造成煤量波动大，燃烧调整困难的问题。联系热工优化汽机主蒸汽调阀的线性开度。同时优化燃烧控制、给水控制等子系统逻辑，减少AGC“R”模式下对主汽压波动的影响。

（3）加强运行人员的业务能力培训，在负荷波动大时，提前做好调整，做到勤调、早调，尽量减少对主汽压和主再热气温扰动。

（4）针对再热汽温滞后的情况，一是优化再热挡板自动控制逻辑，增大负荷变化的前馈指令，使其能尽快适应负荷的变化。二是运行人员及时手动干预，尽量减少使用再热减温水，对主汽压造成的扰动。

（5）AGC“R”模式对煤种适应性要求较高，建议煤质挥发份高于20%且灰分低于32%、热值处于19~20MJ/kg，煤质校正系数应在0.97~1.03，煤质尽可能稳定。

4、成果检验

经过运行人员的反复分析、总结，并通过试验调整，在2023年10月份该厂#10机组AGC“R”模式综合性能指标Kp值最高突破了4.0，最高达到了4.011，全月平均值为3.81；调节深度最大为12954.41MW，全月平均值为11146.07MW。

下表为2023年10月份华能黄台电厂#10机组AGC“R”模式指标统计：

由于#10机组10月份AGC“R”模式综合性能指标Kp显著提高，当月就实现盈利418.66万，由向电力辅助服务市场交钱实现了从电力辅助服务市场挣钱的转变，显著增强了该厂AGC辅助服务收益。同时，使该厂AGC“R”模式综合性能指标Kp值从山东公司排名倒数第三名提升至第二名，为该厂提质增效、扭亏增盈及高质量发展做出了突出贡献，也为该厂在年底山东公司综合绩效盘评定增加了得分。

参考文献：

[1]罗万金. 电厂热工过程及自动调节 [D]. 东北电力学院.1998.

[2]李卫华，王玉山． 大型火电机组在 AGC 运行方式下的控制特性分析［D］电网技术.2005.

[3]宋磊. 华能黄台发电厂#9、10机组运行规程 [D].华能济南黄台发电有限公司，2018.

[4]张斌. #10机组AGC“R”模式指标分析会会议纪要.华能济南黄台发电有限公司，2023.