一. 引言

隨著電力事業(yè)改革的進(jìn)一步深入，電力企業(yè)必須面對(duì)更為嚴(yán)峻的市場(chǎng)考驗(yàn)。“廠網(wǎng)分開，競(jìng)價(jià)上網(wǎng)”等一系列措施的實(shí)行，迫使每個(gè)電力企業(yè)從自身利益出發(fā)，多角度深層次地考慮如何切實(shí)降低電廠運(yùn)行成本，延長(zhǎng)機(jī)組的使用壽命和檢修周期。在“AGC對(duì)機(jī)組的影響”一節(jié)分析了目前單機(jī)AGC的調(diào)度方式對(duì)燃煤發(fā)電機(jī)組的一些負(fù)面影響。由于調(diào)度端的機(jī)組信息比較少，難以實(shí)現(xiàn)機(jī)組的優(yōu)化調(diào)度，而且隨著廠網(wǎng)分開，電網(wǎng)對(duì)于機(jī)組運(yùn)行職責(zé)更少，所以把機(jī)組負(fù)荷的調(diào)度交給電廠或發(fā)電公司更為合適。在電廠或發(fā)電公司設(shè)置一個(gè)“全廠負(fù)荷優(yōu)化控制系統(tǒng)”來(lái)控制其所屬機(jī)組的負(fù)荷，而電網(wǎng)調(diào)度以一個(gè)發(fā)電廠或發(fā)電公司為單位進(jìn)行負(fù)荷調(diào)度。 全廠負(fù)荷優(yōu)化控制系統(tǒng)（以下筒稱PLACS）根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度的全廠負(fù)荷指令調(diào)節(jié)全廠負(fù)荷，使全廠的負(fù)荷及時(shí)滿足電網(wǎng)要求。保證機(jī)組運(yùn)行在允許的負(fù)荷范圍內(nèi)和安全的工況下。合理地調(diào)配各臺(tái)機(jī)組的負(fù)荷調(diào)節(jié)任務(wù)，降低機(jī)組的負(fù)荷調(diào)節(jié)頻度，提高機(jī)組的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)主、輔機(jī)組設(shè)備的壽命。經(jīng)濟(jì)分配各臺(tái)機(jī)組的負(fù)荷，降低全廠的供電煤耗。

二. 全廠負(fù)荷優(yōu)化分配

全廠負(fù)荷優(yōu)化分配是全廠負(fù)荷優(yōu)化控制系統(tǒng)的一個(gè)最重要功能，其任務(wù)是優(yōu)化分配全廠機(jī)組的負(fù)荷，使全廠綜合運(yùn)行成本最低，它應(yīng)充分考慮機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性、機(jī)組壽命的損耗、機(jī)組的負(fù)荷調(diào)節(jié)余量等因素，另外它還應(yīng)顧及全廠的負(fù)荷調(diào)節(jié)性能。

（一） 提高機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)機(jī)組的使用壽命

調(diào)度的AGC指令有很大一部分是頻繁小幅度的變化，如果這種負(fù)荷指令直接作用于某一臺(tái)機(jī)組，則機(jī)組不能穩(wěn)定運(yùn)行。全廠負(fù)荷控制系統(tǒng)可以采用輪流調(diào)節(jié)的方法，以投入最少機(jī)組來(lái)完成負(fù)荷調(diào)節(jié)任務(wù)為原則來(lái)分配機(jī)組的負(fù)荷調(diào)節(jié)任務(wù)，最大程度地減少機(jī)組變負(fù)荷的頻度。如四臺(tái)機(jī)組由全廠負(fù)荷控制系統(tǒng)控制，機(jī)組的變負(fù)荷頻度大約是原來(lái)的1/3。

另外在選擇機(jī)組加或減負(fù)荷時(shí)，避免機(jī)組在短時(shí)間內(nèi)反向變負(fù)荷，即機(jī)組完成一次加負(fù)荷任務(wù)后，讓其穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間后再去承擔(dān)減負(fù)荷任務(wù)，這樣能防止機(jī)組熱負(fù)荷上下波動(dòng)產(chǎn)生的疲勞損耗，另外短時(shí)間內(nèi)反向變負(fù)荷時(shí)，由于機(jī)組的熱負(fù)荷有較大的慣性，機(jī)組負(fù)荷的調(diào)節(jié)性能也比較差。通過(guò)這些措施能有效地延長(zhǎng)機(jī)組使用壽命和檢修周期。

（二） 負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配

負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配對(duì)電廠由于全廠各臺(tái)機(jī)組的煤耗與負(fù)荷曲線有一定的差異，所以同樣全廠負(fù)荷下，不同負(fù)荷分配的運(yùn)行成本有一定的差異。PLACS根據(jù)在線的每臺(tái)機(jī)組供電煤耗或發(fā)電成本與負(fù)荷的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算出不同全廠負(fù)荷下最經(jīng)濟(jì)的機(jī)組負(fù)荷分配。

根據(jù)實(shí)際運(yùn)行來(lái)看，如果每個(gè)負(fù)荷點(diǎn)都要達(dá)到最經(jīng)濟(jì)分配，則要求變負(fù)荷時(shí)有些機(jī)組加負(fù)荷，有些機(jī)組減負(fù)荷，這會(huì)嚴(yán)重降低全負(fù)荷的負(fù)荷響應(yīng)性能，另外每臺(tái)機(jī)組都會(huì)不停地變負(fù)荷，對(duì)機(jī)組壽命和設(shè)備損耗帶來(lái)不利的影響，還有如果經(jīng)濟(jì)性好的機(jī)組始終在高限點(diǎn)，而經(jīng)濟(jì)性差的機(jī)組始終在低限點(diǎn)，也會(huì)影響全廠的負(fù)荷調(diào)節(jié)性能?；谶@些原因，PLACS的負(fù)荷優(yōu)化分配也應(yīng)該是一個(gè)綜合指標(biāo)，而不是一個(gè)純經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，實(shí)際上全廠機(jī)組負(fù)荷分配在經(jīng)濟(jì)點(diǎn)附近。

三. 全廠負(fù)荷控制

全廠負(fù)荷控制功能要求全廠負(fù)荷快速跟隨調(diào)度全廠負(fù)荷指令，它是一個(gè)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，其負(fù)荷控制方式好比把全廠作為一個(gè)單元機(jī)組，其總體的負(fù)荷調(diào)節(jié)品質(zhì)應(yīng)和單機(jī)負(fù)荷控制相當(dāng)。全廠負(fù)荷控制功應(yīng)有更高的智能化要求，應(yīng)在確保機(jī)組安全的前提下，根據(jù)全廠負(fù)荷優(yōu)化分配的結(jié)果，選擇最有利的機(jī)組承擔(dān)電網(wǎng)的變負(fù)荷任務(wù)。

改成全廠負(fù)荷控制后，負(fù)荷的調(diào)節(jié)性能是否會(huì)降低是調(diào)度人員最關(guān)心事情，為此讓我們?cè)敿?xì)分析一下四臺(tái)300MW機(jī)組在二種調(diào)節(jié)方式下全廠負(fù)荷的調(diào)節(jié)性能。

燃煤機(jī)組的是主要靠改變煤量來(lái)調(diào)節(jié)機(jī)組的發(fā)電量的，如電網(wǎng)有一個(gè)幅度不大的負(fù)荷變化要求，單機(jī)AGC時(shí)四臺(tái)機(jī)組同時(shí)改變一定量的煤量，全廠負(fù)荷控制方式下，用其中的一臺(tái)機(jī)組改變單機(jī)AGC方式四臺(tái)的總煤量，可見這二種方式下負(fù)荷變化的數(shù)量是一樣的。另外煤量變化后機(jī)組負(fù)荷變化延遲時(shí)間基本上是固定的，而且煤量變化的幅度較大時(shí)，負(fù)荷變化延遲時(shí)間較短，所以全廠負(fù)荷控制方式的全廠負(fù)荷平均變化速度是不會(huì)低于單機(jī)AGC方式的。

為了加快機(jī)組負(fù)荷的變化速度，一般都利用機(jī)組蓄熱來(lái)快速響應(yīng)電網(wǎng)的負(fù)荷變化要求，為此在全廠負(fù)荷控制系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)計(jì)了一種功能，在變負(fù)荷時(shí)，四臺(tái)機(jī)組的調(diào)門同時(shí)變化，充分利用全廠機(jī)組的蓄熱快速響應(yīng)電網(wǎng)的負(fù)荷變化要求。

當(dāng)調(diào)度指令有加負(fù)荷要求時(shí)，所有機(jī)組適當(dāng)開大汽機(jī)調(diào)門，使機(jī)組負(fù)荷快速增加；當(dāng)調(diào)度指令有減負(fù)荷要求時(shí)，所有機(jī)組適當(dāng)關(guān)小汽機(jī)調(diào)門，使機(jī)組負(fù)荷快速減小。

為了保證機(jī)組的安全運(yùn)行，主蒸汽壓力的變化幅度和速度應(yīng)限制在允許的范圍內(nèi)。承擔(dān)變負(fù)荷任務(wù)機(jī)組的燃料量有一下的超調(diào)，在完成一次變負(fù)荷過(guò)程后，使機(jī)組調(diào)門回到原位，主蒸汽壓力恢復(fù)正常值。通過(guò)這種方式可以使二種調(diào)節(jié)方式的初期變負(fù)荷速度基本相同。

另外為了提高全廠負(fù)荷的調(diào)節(jié)性能，當(dāng)調(diào)度指令變化幅度較大時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)同時(shí)選擇二臺(tái)或三臺(tái)機(jī)組承擔(dān)變負(fù)荷任務(wù)。當(dāng)處于趕峰時(shí)段，應(yīng)選擇所有機(jī)組同時(shí)參與加或減負(fù)荷。

四. PLACS的其他功能

（一） RB或MFT工況負(fù)荷處理

機(jī)組發(fā)生RB或MFT時(shí)，PLACS能快速提高其余正常運(yùn)行機(jī)組的出力，在全廠可能的最大出力前提下，盡力彌補(bǔ)由于機(jī)組RB或MFT引起的負(fù)荷缺口，減小對(duì)電網(wǎng)的影響。

（二） 磨煤機(jī)啟停時(shí)負(fù)荷控制

PLACS應(yīng)有較強(qiáng)抗內(nèi)擾能力，在磨煤機(jī)啟停過(guò)程中能保持全廠負(fù)荷基本不變。在單機(jī)AGC時(shí)，磨煤機(jī)啟動(dòng)或停止時(shí)機(jī)組負(fù)荷波動(dòng)由電網(wǎng)平衡。采用全廠負(fù)荷控制后，當(dāng)某臺(tái)機(jī)組磨煤機(jī)啟動(dòng)、停止或跳閘時(shí)，此機(jī)組由于磨煤機(jī)的啟動(dòng)或停止負(fù)荷會(huì)有較大的波動(dòng)，PLACS通過(guò)調(diào)整其他機(jī)組的負(fù)荷，使全廠負(fù)荷保持基本不變。

（三） 磨煤機(jī)啟停指導(dǎo)

由于磨煤機(jī)啟停時(shí)需要較長(zhǎng)時(shí)間，而在同一全廠負(fù)荷指令下，不同機(jī)組的投運(yùn)磨煤機(jī)數(shù)量可以有不同組合，為了保證全廠系統(tǒng)具有較大的負(fù)荷調(diào)節(jié)裕量以滿足下一階段的負(fù)荷變化，提高機(jī)組的負(fù)荷響應(yīng)能力，避開機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)斷點(diǎn)，PLACS根據(jù)負(fù)荷的上、下調(diào)節(jié)裕量判斷何時(shí)啟停機(jī)組的磨煤機(jī)。

（四） 機(jī)組負(fù)荷閉鎖增、減的處理

機(jī)組出現(xiàn)負(fù)荷調(diào)節(jié)受到限制時(shí)會(huì)禁止加或減負(fù)荷，在單機(jī)AGC時(shí)由于調(diào)度得不到這此詳細(xì)的信息，經(jīng)常出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的響應(yīng)不能及時(shí)滿足調(diào)度的要求。PLACS能根據(jù)機(jī)組的閉鎖增、減信息及時(shí)調(diào)換變負(fù)荷的機(jī)組，當(dāng)某臺(tái)機(jī)組出現(xiàn)閉鎖增（或減）時(shí)，PLACS及時(shí)選擇另一臺(tái)機(jī)組承擔(dān)變負(fù)荷任務(wù)，使全廠負(fù)荷及時(shí)響應(yīng)調(diào)度要求。

五. 全廠負(fù)荷控制的展望

隨著電力市場(chǎng)改革的深化，一個(gè)獨(dú)立發(fā)電廠（或公司）為了降低全廠（或公司）發(fā)電成本、延長(zhǎng)機(jī)組的使用壽命、降低機(jī)組的檢修成本，將會(huì)要求改變?cè)瓉?lái)傳統(tǒng)的單機(jī)負(fù)荷調(diào)度方式，實(shí)施全廠負(fù)荷優(yōu)化分配，但要實(shí)現(xiàn)全廠負(fù)荷控制在管理和技術(shù)上還要做大量的工作。