(山西京玉发电有限责任公司 山西朔州 037200)
摘要：本文对山西某发电有限责任公司供热机组参与电网ACE调频技术的研究应用，为其他类似工程在电网双细则考核方面提供经验借鉴。
关键词：供热机组改造 电网ACE调频技术 研究 应用
一、设计情况
1.1概况：
山西某发电有限责任公司装机容量为2×330MW亚临界、一次再热、单轴三缸双排汽、直接空冷凝汽式汽轮发电机组，配2×330MW等级循环流化床锅炉设备。三大主机情况：汽轮机和发电机为北京北重汽轮电机设备有限责任公司生产，锅炉为上海电气锅炉公司生产。山西某发电有限公司的供热改造工程主要服务于山西省某县城内居民住宅供热，为发电企业所在地城的集中供热工程的主要部分。
1.2山西省某县概况
发电企业所在地位于晋西北边陲，隶属于山西省朔州市,位于山西省北端，其地理坐标为：东经112°6′33″～112°38′35″，北纬39°41′18″～40°17′54″之间。
1.2.1 气象概况
发电企业所在地属温带大陆性季风气候，冬季漫长，春夏相连，雨热同期，灾害频繁。年平均气温3.9℃，年降雨量443mm，太阳辐射强，光照时间长，昼夜温差较大，无霜期短，干燥多风是本县气候的主要特征。
根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012），右玉气象采用如下参数：
年平均气温 3.9℃
冬季采暖室外计算温度 -20.8℃
采暖期室外平均温度 -6.9℃（≤5℃）
采暖期天数 182天（≤5℃）
采暖起止日期 10.14～4.13
极端最高气温 34.4℃
极端最低气温 -40.4℃
冬季空调室外计算相对湿度 61%
冬季室外大气压力 868.6hPa
夏季室外大气压力 860.7hPa
最大冻土深度 169cm
冬季室外平均风速 2.3m/s
冬季主导风向 C NW
年最多风向 C WNW
1.2.1 发电企业所在地城供热负荷情况
2012年发电企业所在地需要供热的建筑面积为287.5万m2，其中具备集中供热面积89万m2，至2020年，集中供热面才能达到400万m2。 根据《发电企业所在地县城热电联产集中供热工程可行性研究报告（代项目建议书）》，本工程供热规模按照400万m2考虑，设计热负荷232MW，年耗热量230.5 万GJ/a。
二、AGC介绍
AGCAutomatic Generation Control）：现代电网控制的一项基本和重要任务，指以控制发电机输出功率来适应负荷波动的闭环反馈控制。
AGC的四个基本目标：
a) 发电出力与负荷平衡。
b) 保持系统频率为额定值。
c) 区域联络线潮流与计划相等。
d) 区域内发电厂之间的负荷经济分配。
通常
AGC指4个目标中的前3个，特别是第2、3个，包含第4个的AGC称为AGC/EDC。
电力系统ACE(Area Control Error)：区域控制误差。
Area Control Error即常规区域控制误差(ACE)只考虑频率变化和交换功率变化，修正后的ACE还考虑了能量误差和时间误差，它们是因装置和调度存在偏差而导致的•利用MATLAB分别对双区域和三区域联合系统中的每个区域中的频率变化和功率变化进行仿真，结果表明，采用修正后的区域控制误差控制下的频率变化和功率变化要比未修正的控制性能好•其计算公式为：ACE=联络线功率交换误差+频率偏差乘以偏差系数。
CE是电网运行中区域控制偏差，控制联络线潮流和系统频率，是根据电网的当前负荷、发电、受电、频率来控制发电机组的负荷，电网给予负荷指令，负荷指令变化频繁且幅度大，考验机组的综合性能指标Kp，要求机组负荷的调节精度、调节速率、响应时间均达到电网要求，电网才给予一定的补偿。
循环流化床锅炉具有蓄热能力强，主汽压力反应慢，机组负荷调节速率慢的特性，针对此特性，利用供热抽汽系统来优化机组的调节速率精度、调节速率、响应时间均达到电网要求，是一个非常的好的技术路线，能为发电企业争取电网双细则奖励。
三、ACE负荷调整思路、调整方案以及调整目标
供热蒸汽系统管道长、管道尺寸大且全程为保温，系统有非常大蓄热量，通过调整供热调整阀的阀位，增加或减少进入低压缸的进汽量，调整低压缸的做功能力，从而可以满足ACE调整2-3MW左右的负荷调整量。
建立低压缸进汽调整阀阀位与机组负荷逻辑关系，实现机组负荷变化，低压缸进汽调整阀阀位逻辑要求进行开关，及时响应电网负荷变化的要求。
控制逻辑优化方案：
1、低压缸进汽调门在机组实际负荷与AGC指令偏差3MW~8MW时参与调整，5分钟参与一次调整。
2、根据低压缸进汽调门的阀门流量特性，各开度区间调整动作幅度如下（机组加负荷调门开大，减负荷调门关小）：
低压缸进汽调门开度在30%-40%，调门每次调整动作2%
低压缸进汽调门开度在40%-50%，调门每次调整动作3%
低压缸进汽调门开度在50%-60%，调门每次调整动作5%
低压缸进汽调门开度在60%-70%，调门每次调整动作7%
低压缸进汽调门开度小于30%或大于70%时，不参与逻辑调整。
3、中排压力大于0.4Mpa,闭锁低压缸进汽调门指令关。
4、低压缸进汽调门开度小于20%，闭锁低压缸进汽调门指令关。
5、中排压力低至对应调节级压力下的报警值时，闭锁低压缸进汽调门指令开。
6、任一热网加热器水位高报警，闭锁低压缸进汽调门指令开。
7、两个低压缸进汽调门加同步器，改为同步操作，设置逻辑投切按钮，只有按钮投入时逻辑才起作用，方便出现异常时退出逻辑，逻辑按钮投入时也可以手动操作低压缸进汽调门。
四、存在安全隐患以及应对措施
1、供热抽汽系统压力，频繁波动，抽汽量变化，对首站加热器液位控制造成非常大的影响，容易造成供热蒸汽管道进水，管道发生水击振动。需做试验，确定管道振动是否在可控范围内，运行人员重点监视水位、供热管道疏水管道需一定量的开度；
2、供热抽汽系统压力，频繁波动，抽汽量变化，对加热器内部温度也是在频繁变化，可能导致管板焊口在交变应力的情况下发生泄漏，容易发生发电企业所在地城供热温度达不到要求。通过试验收集加热器汽侧温度变化的幅度，并联系厂家进行核算确定。
3、供热抽汽调整阀频繁开关，低压缸的进汽量随之变化，可能对低压转子进行冲击，相当有一个变化频率的扰动，可能造成低压转子振动变大，轴瓦损坏等故障，容易造成机组非停。试验过程严格按照北重公司提供的中压缸排汽的压力曲线。
4、供热抽汽调整阀频繁开关，阀门的盘根处以及门杆底部的密封容易发生泄漏，容易造成机组非停。定期安排检查调阀的门杆和底部压盖密封情况，定期紧固。
设置一键退出逻辑保护，应对各种突发情况
五、现场安全注意事项
1、注意主机各参数变化，主要监视汽轮机振动、轴向位移、中排压力（中排压力不能超过额定值、不能低于对应调节级压力下的抽汽压力报警值）、低压缸排汽温度等参数，如有紧急情况立即退出试验。
2、注意热网加热器水位变化，防止抽汽压力大幅变化出现虚假水位，及时利用加热器疏水门将水位控制在正常范围内，如有紧急情况立即退出试验。
3、低压缸进汽调门动作会使热网抽汽压力变化，如热网加热器进汽调门不调整会使出口水温偏离要求值，发现出口水温偏离要求值及时进行调整。
4、由于低压缸进汽调门频繁动作可能导致低压缸进汽调门出现损坏，运行中对其加强监视，如发现低压缸进汽调门动作出现异常（如大幅摆动或卡涩等情况），及时退出逻辑按钮并联系检修检查处理。
5、检修人员对低压缸进汽调整阀升级监控，检查阀门压力处是否有泄漏，如发现问题及时联系运行人员退出试验。
6、在机组投入ACE时，设备部汽机室汽轮机本体点检对汽轮机设备运行情况进行观察，如发现问题及时联系运行人员退出试验。
7、试验期间，要求运行人员以及化学人员，对加热器疏水水质进行监控，发现水质指标不合格及时退出加热器。