1、1漫湾电厂 AGC 的优化策略设计摘要：自动发电控制（AGC）对水电站全面提高自动化水平，实现“无人值班” （少人值守）有着极为现实的意义。AGC 与电站运行实践关系极为密切，本文根据 AGC 的理论与控制，设计出了 AGC 与一次调频控制协联配合策略方案并进行了实验验证实施。充分发挥了它在发电厂和电力系统中的作用，对发电厂运行和维护达到事半功倍的效果。 Abstract： Automatic Generation Control（AGC） has extremely significant meaning to improve the level of automation， and to
2、realize “unattended“（few people on duty）. AGC has close relationship with the hydroelectric station. Based on the theory and control of AGC， this paper designed the plan about the control of Primary Frequency with AGC， and used the experiment to prove it. It fully plays the important function in hyd
3、roelectric station and the electrical system， and has efficient effect in the operation and maintenance of the power plant. 关键词：AGC；一次调频；监控系统；电力系统 Key words： AGC；primary frequency modulation；monitoring system；electrical power system 2中图分类号：TM769 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）03-0135-03 0 引言 在国外，自上世纪 5
4、0 年代起，联络线功率频率偏差就被广泛应用于各互联系统。AGC 的控制目标就是把本区域的控制误差（ACE）调整到零。目前，云南省漫湾电厂计算机监控系统已经实现了 AGC 基本功能，但是仍然存在明显的问题，即：AGC 与一次调频各自调节，在控制程序逻辑上互不叠加、干预。这种情况不符合电网系统 AGC 考核标准，而漫湾电厂具备调速器功率闭环控制模式，因此漫湾电厂应及时优化 AGC 策略，测试功率闭环控制模式调节性能和可靠性。为使漫湾电厂一次调频及 AGC控制协联配合更加协调、满足 AGC 及一次调频相关技术指标要求，需优化及完善一次调频及 AGC 控制协联配合策略。 1 AGC 简介 AGC 按等
5、微增率进行分配负荷。漫湾电厂采用的就是这种方式。此方式的目的是在满足一定约束条件的前提下，尽可能地减少耗水量。机组单位时间消耗的能源与发出有功功率的关系（即机组耗量特性）是一条下凹单调递增曲线（图 1） 。 图 1 中纵座标为单位时间内消耗的水量 W（m+3/s） ，横座标则为机组输出的有功功率 P（MW） 。机组耗量微增率在图 1 中可看作特性曲线上任意点切线的斜率，其物理意义为机组单位时间耗水量的增量与输出有功的增量之比值（=W/P） 。 3根据等耗量微增率准则：电站总有功（P1）给定时，为使全站总耗水量最小，应按相等的耗量微增率在各发电机组间分配负荷。以上结论为数学分析结果，AGC 实际
6、进行负荷分配时还必须考虑机组出力限制（最小出力 P1min，最大出力 P1max） 、机组运行时的振动区、气蚀区以及设备定期切换等约束条件。 AGC 在“闭环控制”功能投入时，AGC 对机组的开停操作将按系统预先设置的机组开停机优先权进行顺序组合，以判断机组开停机的顺序。当未指定优先权时，AGC 将把机组运行时间和停机时间（在 AGC 控制下）作为判断机组开停机顺序的决定因素。 AGC 对故障的处理原则：现地控制单元（LCU）故障，对应机组自动退出 AGC；调速器故障切手动，对应机组退出 AGC；机组开机并网超时，该机组退出 AGC；机组其他机械、电气事故等，该机组退出AGC。 2 漫湾电厂
7、AGC 存在的问题 漫湾电厂计算机监控系统 AGC 与一次调频策略为 AGC 与一次调频各自调节，在控制程序逻辑上互不叠加、干预。即漫湾电厂有功功率控制策略为一次调频与 AGC 叠加控制，可能存在以下两种现象：当一次调频动作电量与 AGC 动作电量反向时，存在 AGC 将一次调频动作电量回拉现象，使得为 AGC 跟踪发电计划曲线而设置的单机 PID 负荷自动回拉一次调频动作电量而影响一次调频调节性能。当一次调频动作电量与 AGC动作电量同向时，一次调频系统频率恢复后，AGC 控制将机组有功功率调节至一次调频动作前给定值，存在机组的一次调频动作引起的全厂总功4率的偏差被监控系统重新调整回去的现象
8、。 针对漫湾电厂 AGC 存在的以上问题和机组运行的实际情况，我们对AGC 和一次调频设计了改进优化方案。 3 优化方案 3.1 基本原则 一次调频与 AGC 控制协联配合需遵循的基本原则：厂站级 AGC 只有在调度下发新有功设定值、人工设定新值、集控计划曲线更新、机组处于振动区或分步穿越振动区及其他影响机组安全运行的情况下才进行负荷重新分配。为跟踪发电计划曲线而设置的单机 PID 负荷自动回拉功能严重影响一次调频调节性能，可在采取差值报警提示等相应措施后将该功能取消。 3.2 优化方案 为保证全厂负荷稳定，对 PID 调节激活机制的设置位置、激活方式、报警机制、AGC 及 PID 退出保护策
9、略等进行了深入的研究，确定了策略优化方案如下： 在机组 PID 控制逻辑中增加 PID 负荷调整激活闭锁机制。 1）在上位机 AGC 程序内设置 PID 负荷调整激活闭锁软压板，各台机组现地控制单元内的 PID 控制逻辑均引用此测点，保证测点统一，接收 AGC 指令、设定值统一。2）正常情况下 PID 负荷调节功能处于激活状态，机组能正常执行 PID 负荷调节功能。3）当机组执行 PID 负荷调节命令过程中接收到一次调频命令时，PID 负荷调节功能处于激活状态，机组执行 PID 负荷调节指令，不受一次调频动作情况的干扰。4）在机组 PID5负荷调节指令调节到位后，收到一次调频动作命令时，闭锁
10、PID 负荷调节功能，执行一次调频负荷调节功能。一次调频动作引起的负荷偏差将持续保持，直至收到下一次 PID 负荷调节指令。5）一次调频在动作过程中，如果有新的 PID 负荷调节命令，将激活 PID 负荷调节功能，机组执行 PID 负荷调节指令，不受一次调频动作情况的干扰。 在 PID 负荷调节功能闭锁期间，为及时干预机组负荷调节异常，在计算机监控系统 AGC 控制画面中，设置机组 PID 调节激活软压板，并显示 PID 激活机制激活闭锁状态的反馈。 在 PID 负荷调节功能闭锁期间，为及时发现 PID 设定值与实发值间的偏差过大的异常情况，建立单机 PID 设定值与实发值偏差报警机制。讨论确
11、定报警偏差值，当偏差值大于限制报警时，值班人员根据负荷波动情况激活 PID 调节功能，由 PID 自动调节稳定负荷。 为防止修改后 PID 调节功能闭锁后出现负荷大幅度偏差，造成单机有功功率调节异常得不到及时干预，功率调节异常情况恶化等现象的发生，采用机组收到一次调频动作命令时，闭锁 PID 负荷调节功能，执行一次调频负荷调节功能，延时一定的时间后（1 分钟左右） ，若 PID 仍未收到新的 AGC 设定值，则自动激活 PID 调节功能对机组负荷进行稳定。逻辑图如图 2 所示。 4 试验过程 在监控系统上位机切换 PID 符合调节软压板，切换效果正常；PID 调节处于激活状态，在下位机模拟调速
12、器一次调频动作信号有效，PID 调节正常，不受一次调频动作影响；在下位机模拟一次调频信号有效，PID 负6荷调节处于闭锁状态，执行一次调频负荷调节功能（试验中负荷上升5MW） ，一次调频动作复归后仍没有收到新的 AGC 设定值，自动激活 PID调节功能对负荷进行调节；在下位机模拟一次调频动作，执行一次调频负荷调节功能，此时 PID 调节处于闭锁状态，在一次调频执行负荷调节过程中发调节 PID 指令，此时 PID 调节由闭锁状态变为激活状态。试验曲线图如图 3 所示。结论：试验结果正常，并达到了预期的效果。 5 结论 本文根据漫湾电厂计算机监控系统、AGC 和调速器的实际情况，针对漫湾电厂存在的缺陷，设计出了 AGC 与一次调频控制协联配合策略方案并进行了实施。试验结果表明，该策略达到了预期的效果和目的，符合AGC 相关运行及考核标准，提高了漫湾电厂设备运行和维护的效率。 参考文献： 1喻斌，陈军波，李青侠.数字 AGC 的分析与设计J.桂林电子工业学院学报，2003，23（5）：35-37. 2徐成忠.AGC 环路分析和设计考虑J.电信技术研究，1994，9：1-7. 3张毅明.对黄龙滩电厂 AGC 功能的改进A.中国水力发电工程学会电力系统自动化专委会 2008 年年会暨学术交流会论文集C.2008.
