科创中国

随着发电环境和机组运行工况的不断变化，例如机组的增容改造、燃煤掺烧、超低排放及深度调峰等一系列工作的推进，使得传统RB控制在应对机组宽工况运行时的局限性日益凸显。本项目在对传统RB控制策略梳理研究的基础上，进一步针对近年来新出现的机组宽工况运行下RB控制出现的问题及其要点、难点和新特性进行研究，并提出一套能适应性强、应用面广的宽工况RB控制策略，以提升机组运行的可靠性。本项目的主要研究内容如下。（1）总结梳理。对近些年集团内外火电机组发生的典型RB案例及我单位开展的RB试验过程进行梳理，梳理典型机组RB工况的运行工况特性，发掘该过程中发生的典型异常情况，并对RB控制中的要点和难点进行梳理；（2）以目前机组采用的典型辅机跳闸逻辑框架为基础，结合对问题总结分析的成果，对当前控制逻辑设计中应用于机组宽工况存在的问题进行分析研究，改善优化当前的RB控制架构；（3）针对宽工况RB控制中突出的重点问题，进行系统性的分析，并根据问题原因及机组实际运行需求提出相应的解决方案。本项目研究通过设计变速率与精准控制策略，解决RB控制策略应用于当前火电机组多变工况中的不足，提高RB控制策略的适应性。

研究基于机组特性的RB过程变速率控制策略，提升RB过程机组运行的稳定性。本项目通过建立机组能量平衡模型，研究机组多输入输出系统中的多变量耦合关系，以及汽压、汽温及中间点温度在RB过程中的变化特征，提出适应锅炉非线性动态特征的RB变速率控制策略，解决机组在RB工况下调门反复开关、功率波动、主汽温度和中间点温度超限、汽压参数控制不稳等问题。

（1），研究基于机组特性的RB过程变速率控制策略，提升RB过程机组运行的稳定性。本项目通过建立机组能量平衡模型，研究机组多输入输出系统中的多变量耦合关系，以及汽压、汽温及中间点温度在RB过程中的变化特征，提出适应锅炉非线性动态特征的RB变速率控制策略，解决机组在RB工况下调门反复开关、功率波动、主汽温度和中间点温度超限、汽压参数控制不稳等问题。

（2）提出基于机组辅机状态的RB自适应控制策略，兼顾火电机组RB控制的安全性与经济性。本项目在建立辅机跳闸工况下机炉有效分离的控制系统机理模型基础上，结合理论与仿真分析当前控制策略的稳定性并指出其应用的局限性，进而提出在RB过程中对各辅机的出力状况和调节特性进行精确适配，实现RB过程自适应控制的策略，达到在全负荷工况RB过程中兼顾机组运行的安全性与经济性的目的。

（3）准确判断风机失速状态，并采取合理的预防及应对策略，是确保机组在宽工况下安全运行的关键。本项目以实际案例为出发点充分研究风机失速特征，通过建立风烟系统运行参数与风机失速状态的逻辑关系，实现对风机失速征兆的预判与预警，并在实际失速发生时采取措施减轻或消除影响，确保机组和风机的正常运行。针对RB过程中的风机失速情况，则设计有效的预防及应对控制逻辑，以保证机组RB成功率。

随着机组通流、超低排放等改造的推进，以及机组超低负荷运行的常态化，目前RB控制策略在应对机组运行条件复杂、多变的宽工况时适应性不足的问题日益凸显，常规RB控制策略的应用也出现了一定的局限性。本项目由浙江浙能技术研究院有限公司主持开展，研究成果首先在浙能集团内开展应用，对新工况下出现的问题提供了完善的解决方案，于2017年10月底在浙能集团各大发电机组全面实施，包括330MW的亚临界机组，660MW及以上级别的超/超超临界机组，到目前为止已应用有三年多时间，在项目成果实施后以来浙能集团发电机组发生过多次燃料、送引风机、一次风机、给水泵等设备异常RB事件，每次RB动作都十分成功，从未发生过因RB不成功而导致机组跳闸事件的发生。另外，项目研究成果在浙能集团内受到较好的应用评价后，逐步在浙能集团外电厂进行推广，其中有阿拉尔盛源热电有限公司2×350MW超临界机组，新疆国信煤电能源有限公司2×660MW超临界机组，通过一年多的运行表明项目所提出的RB控制策略能够很好地应对各类辅机跳闸的异常情况，显著提高了RB成功率，未发生过因RB不成功而导致的机组跳闸事件，确保了辅机设备异常工况下机组的安全运行。

本项目由来自浙能集团、浙能技术研究院、浙能电力股份、华北电力大学、润电能源科学技术有限公司等多家研究院所、高校及发电企业的多位专业人员组成，涵盖控制、热动等专业，具体名单如下。项目组成员表序号 姓名 年龄 工作单位 专 业 职 称 分 工 参与项目 时间（月）1 牟文彪 53 浙江省能源集团有限公司 控制 高工 项目总负责 722 胡伯勇 49 浙江浙能技术研究院有限公司 控制 高工 技术总负责人 723 解剑波 51 浙江省能源集团有限公司 信息 高工 专业负责人 724 杨敏 50 浙江浙能技术研究院有限公司 电气 高工 专业负责人 725 王印松 54 华北电力大学 控制 教授 理论计算以及控制优化 726 陆陆 34 浙江浙能技术研究院有限公司 控制 高工 专业负责人 727 何郁晟 31 浙江浙能技术研究院有限公司 控制 高工 项目实施 728 房小满 34 浙江省能源集团有限公司 控制 工程师 项目协调 369 李恩长 34 浙江浙能技术研究院有限公司 控制 工程师 项目实施 72

本项目研究成果在实施应用后取得了很好的经济效益，大大减少了机组的非计划停运次数，为机组发电设备安全稳定以及经济运行提供有力保障。现对项目自2018年至2020年，即正式实施三年以来的经济效益情况进行简单说明。

1. 机组启停一次的直接经济效益

按浙能集团机组平均装机容量570MW以及RB成功率95%来测算，另启停机一次费用按80万计算，电量损失按4小时70%负荷计算，每度电的利润按0.11元（2018年）、0.13元（2019年）、0.14元（2020年）计算。2018年至2020年集团机组因项目实施节省的启停费用合计经济效益三年为5159万元。

2. 两个细则考核带来的经济效益

2018年至2020年因非停减少致使两个细则考核减少带来的经济效益共计2997万元。

3. 技术服务带来的经济效益

2018年至2020年浙能技术研究院为发电企业为提供技术服务而带来的经济收益，其中涉及RB相关的费用占比为15%，以此测算三年共计6893万元。

4. 年度奖励电量带来的经济效益

省内发电企业若全年非计划停运不超标，下年全厂奖励100小时计划电量，2018年至2020年浙能集团每年有9家电厂获得奖励，RB成功率提升的贡献至少在50%以上，集团省内发电企业平均装机容量为1921MW，以此测算经济效益三年共计31206万元。

本项目研究成果为浙能集团机组的稳定经济运行，减少机组非停事件提供了有力的技术保障。其不仅具有良好的经济意义，而且对提高我国的资源利用水平，缓解资源紧张与社会发展的矛盾、减少环境污染、节能降耗等都具有十分重要的作用和意义，具有良好的经济效益和社会效益，其市场前景广阔。