水电厂机组 AGC运行影响分析及控制对策

水电厂机组 AGC运行影响分析及控制对策

余廷江

国电大渡河瀑布沟水力发电总厂 625304

摘要：进入21世纪，中国的AGC运行水利发电产业发展迅速。AGC运行水利发电产业的许多关键生产技术和设备研究都取得了非常可喜的进步。然而，我国AGC运行水利发电产业却出现了一些问题，受到高度重视和激烈讨论，针对国外AGC运行水利发电产业发展的现状和趋势，结合我国的具体情况，本文从我国能源发展战略的角度，对我国AGC运行水利发电产业的发展机遇和战略对策提出了一些看法。

关键词：水利发电产业；现状；AGC;发展战略

1 AGC运行的基本概念

AGC控制是一个繁琐的控制链,省调调度下发遥调命令给省调自动化机房AGC控制系统，通过调度数据网加密传输至水电厂通信控制室交换机,通过网线连接到NCS主机。整个数据传输过程中出现数据丢包及网络中断等都无法控制与发现。调度下发的命令无误的传输到远动系统,远动系统再无误的将遥调命令输出到了DCS系统,水电厂水轮机协调控制系统的调节部分必须保证无误,一次遥调命令才算下发成功。我国电力行业已逐步形成大电网、大机组、高参数、高自动化的发展格局。机组成为发电机组的主流。为保证热控设备和系统的安全、可靠运行，可靠的设备与控制逻辑是先决条件，电网和发电机组的自动化程度都必须不断提高。AGC（即自动发电控制）是电网调度中心的一项主要工作内容。它利用调度计算机、通道、远程终端、分配装置、发电机组自动化装置等组成的闭环控制系统，监视和调节电力系统的频率，控制所管辖多个发电机组的实际出力。从电厂发电机组的角度来看，是指在中高负荷段的机组运行全部由过程控制系统自动完成，负荷直接由电网调度中心进行控制。目前国内的火电机组普遍在AGC控制精度上受到来自电网的严格考核。如果能够通过有针对性的各种控制优化手段提高机组的AGC控制精度，就可以尽量减少电网对发电机组AGC的考核损失，每年创造非常可观的经济效益，并提高机组日常运行的安全性和稳定性。

2水电厂机组AGC运行分析

2.1项目概况

国家能源大渡河瀑布沟水力发电总厂（以下简称“瀑电总厂”）是国家能源集团目前装机最大的水电厂，位于四川省雅安市汉源县和凉山州甘洛县境内，主要负责管理运营大渡河中游瀑布沟、深溪沟两座大型水电站，总装机容量4260兆瓦，主要送电区为成都、川西北和川南地区。其中，瀑布沟水电站是国家“十五”重点工程和西部大开发标志性工程，是大渡河中游的控制性水库，是一座以发电为主，兼有防洪、拦沙等综合效益的特大型水利水电枢纽工程。该电站装设6台混流式机组，单机容量600兆瓦，多年平均发电量147.9亿千瓦时。水库总库容53.9亿立方米，具有不完全年调节能力。工程于2004年3月开工建设，2009年12月5号、6号两台机组投产发电，2010年12月6台机组全部投产。AGC运行规定内容如下。

（1） 瀑布沟电站AGC分为厂站、成都集控、四川省调、四川备调四种控制方式。

（2） AGC以省调控制方式为主，若改变控制方式，必须由上级调度下达命令；四川电网AGC按照CPS标准，采用联络线偏差或者系统频率偏差控制方式调节川渝电网联络线有功潮流及频率。

（3） 瀑布沟电站AGC控制模式有开环和闭环两种，不包含机组自动开、停机命令。

2.2水电厂机组AGC运行影响分析

2.2.1AGC运行速度过快降低设备使用寿命

AGC在高灵敏度的运行下，速度调节器也整体高速运转，这种情况会导致设备在运行过程中需要承载较高的压力负荷，使得机械的整体磨损速度加快，加大了机械发生漏水情况的概率，同时机械在这一情况下，整体的密封性也无法得到有效的保障，容易发生剪压板磨损以及机组在断电之后由于惯性无法停止其运行的现象。

2.2.2NCS的主机运行缺乏规范性

水电厂的运动模式主体装置将调控指令下发到AGC，进行模块的全面调节时，AGC整体的调控系统的输出讯号缺乏严谨性和可靠性，在遥控命令下发之后，装置的底层没有有效的实现校对工作的完成，因此无法保障远动装置从底层返校核对无误后,进入目标值遥调确认环节容易出现命令丢失的问题，同时部分调动主站的AGC在进行命令的下发的过程中，指令的持续时间较短，缺乏保持性，容易出现指令讯号中断现象。

2.2.3水电调频安全问题

调频机组为了适应电网负荷需求变化，需要频繁升降负荷，长时间在特殊工况下运行，造成调门频繁摆动，易发生故障。锅炉及其他辅助设备长期承受剧烈的温度变化和交变应力，严重损害设备使用寿命，不仅导致检修频率增加，维护成本上升，甚至间接导致机组非计划停运次数增多，严重威胁机组、电网和运行人员人身安全。同时供热机组在电网中的比例越来越高，为了保证需求，机组必须维持在一定的负荷运行，这就更加大了电网调峰难度，威胁电网自身安全运行。电力公司对其所调度的电力企业“两个细则”考核力度提升，根据现有AGC调节办法，虽然参加调峰调频机组可以获得一定的经济补助，但是非计划停运会导致巨额的考核，两者矛盾不可调和，电厂参与调峰调频积极性不高。

3水电厂机组AGC运行控制对策

3.1实现AGC机组算法的进一步优化

为了实现我国水利发电工程的高速开展，在保障水电厂的经济效益的同时，有效的降低调节次数，实现装置的磨损率的有效降低，优化机组有功分配算法，将AGC运行功率调控至机组的震动区间范围内，并且根据机组的具体运行情况实现算法的及时纠正，在进行机组的震动区域AGC分配时，需要继续机组的振区上限的有效掌控。

3.2实现SCADA数据统计的进一步优化

在AGC性能考核统计中采用SCADA数据，实现由电站监控系统记录存储，打包上送至调度端，降低监控记录存储环节存在的延迟，保障数据上送存在数据的完整安全性，同时考核时采用实时性更好、周期更短的PMU数据进行分析计算，提高计算的准确性和精度。

3.3AGC在一次调频中的控制策略

（1）功率闭环控制模式下，一次调频同AGC功率调节之间为叠加模式，但在调速器程序中增加闭锁，调速器在一次调频动作期间不接收新的负荷设定。

（2）开度模式下，为防止负荷调节与一次调频的直接冲突，监控侧增加了“一次调频动作期间以及复归后30s内闭锁有功自动调节脉冲”逻辑功能。若在一次调频频繁动作期间需调整负荷需切开环手动增减负荷或现地电手动增减。由于西南异步联网后造成电网频率的超低频震荡现象，以及因“一次调频动作期间以及复归后30s内闭锁有功自动调节脉冲”控制逻辑，将导致频率波动周期较短时，一次调频信号频繁动作，此时AGC下发有功功率设定值长期处于失效状态的现象。故该策略在开度模式运行下，一次调频反复动作期间易出现负荷无法自动调整，自动自动减负荷停机失效及功率控制偏差较大等问题。

（3）机组一次调频应与AGC、监控指令相互协调，一次调频动作期间不能闭锁AGC、监控指令，当一次调频动作期间接受到新的AGC、监控调节指令后，机组应能执行新的AGC、监控指令。当电网频率低于额定频率给定门槛值时，电网AGC主站不下发减负荷指令，当电网频率高于额定频率给定门槛值时，电网AGC主站不下发增负荷指令。

结束语

发展AGC运行水利发电产业具有重大的国家战略意义，它可以促进现有的能源产业结构升级，做到生态环境的可持续发展。根据前文对AGC运行水利发电产业的发展和战略的分析，我们可以得出结论，中国的AGC运行水利发电产业已经取得了巨大的进步，在未来具有巨大的发展前景。我国的AGC运行水利发电产业还存在一些现实问题，不过现在正在面临巨大的发展机遇。

参考文献

[1]诸振华．水利发电产业战略性经济发展分析[J]．时代金融，2013(06)．

[2]魏政,于冰清．我国水利发电产业发展现状与对策探讨[J]．中外能源，2013(06)．