龍灘水電站AGC試驗(yàn)綜述

程抱貴，王鵬宇，吳丹丹，李鎮(zhèn)江，趙英宏

（龍灘水力發(fā)電廠，廣西 天峨 547300）

龍灘水電站AGC試驗(yàn)綜述

程抱貴，王鵬宇，吳丹丹，李鎮(zhèn)江，趙英宏

（龍灘水力發(fā)電廠，廣西 天峨 547300）

通過(guò)對(duì)龍灘水電站AGC試驗(yàn)的介紹，系統(tǒng)地說(shuō)明了全廠AGC試驗(yàn)體系、試驗(yàn)內(nèi)容及安全性保護(hù)策略。在試驗(yàn)內(nèi)容的全面性、安全性保護(hù)策略等方面有其獨(dú)到之處，并在南方電網(wǎng)直調(diào)水電廠中得到推廣。

AGC；試驗(yàn)；站內(nèi)；調(diào)度；開(kāi)環(huán)；閉環(huán)；定值；保護(hù)

0 前言

電廠自動(dòng)發(fā)電控制AGC安全、可靠、穩(wěn)定的運(yùn)行既關(guān)系到電廠發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行，又涉及到電網(wǎng)的穩(wěn)定水平和電能質(zhì)量。由于AGC某些安全性、保護(hù)性功能未得到完善，導(dǎo)致溜負(fù)荷事件多次發(fā)生而影響電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

龍灘水電站位于廣西天峨縣境內(nèi)，初期蓄水位為375m，安裝7臺(tái)單機(jī)容量700MW混流式水輪發(fā)電機(jī)組；二期蓄水位為400m，安裝9臺(tái)單機(jī)容量700MW混流式水輪發(fā)電機(jī)組，監(jiān)控部分為南瑞控制公司的NC2000系統(tǒng)。龍灘水電站在一期機(jī)組全部投產(chǎn)后完成了全廠AGC測(cè)試并投入正式運(yùn)行，在南方電網(wǎng)直調(diào)水電廠中首個(gè)完成了AGC安全性策略測(cè)試，確保了AGC投運(yùn)后的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 試驗(yàn)體系

（1）試驗(yàn)方案的確定：依據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)定及南方電網(wǎng)相關(guān)要求，與調(diào)度專業(yè)人員協(xié)商確認(rèn)測(cè)試內(nèi)容，確定每項(xiàng)試驗(yàn)的詳細(xì)步驟和對(duì)應(yīng)的安全防范措施，從而形成完整的測(cè)試方案。

（2）成立試驗(yàn)小組：鑒于AGC試驗(yàn)涉及時(shí)間長(zhǎng)、涉及面廣，成立主管生產(chǎn)的廠領(lǐng)導(dǎo)為組長(zhǎng)的AGC試驗(yàn)領(lǐng)導(dǎo)小組，生產(chǎn)部門(mén)負(fù)責(zé)人、專業(yè)技術(shù)人員、廠家調(diào)試人員組成的試驗(yàn)小組，負(fù)責(zé)決策試驗(yàn)方案，針對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)提出處理建議。

2 AGC參數(shù)配置

依據(jù)AGC組態(tài)軟件完成AGC輸入輸出參數(shù)配置并形成參數(shù)配置表。表1中對(duì)與調(diào)度相關(guān)的參數(shù)明確了其設(shè)定值及設(shè)置原則。

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3 AGC靜態(tài)試驗(yàn)

利用龍灘電廠監(jiān)控系統(tǒng)工程師站、移動(dòng)操作員站及筆記本電腦，組成獨(dú)立的離線測(cè)試平臺(tái)，進(jìn)行AGC靜態(tài)測(cè)試，與實(shí)時(shí)運(yùn)行系統(tǒng)無(wú)關(guān)，因此可以模擬全廠任意機(jī)組組合的AGC調(diào)試，而不會(huì)影響全廠的機(jī)組實(shí)際運(yùn)行。

離線靜態(tài)測(cè)試內(nèi)容與下步動(dòng)態(tài)測(cè)試內(nèi)容完成一致，此處不做詳細(xì)介紹。由于靜態(tài)測(cè)試各種條件可以隨意模擬，故而靜態(tài)測(cè)試應(yīng)盡可能的測(cè)試全面，從而為動(dòng)態(tài)測(cè)試打下基礎(chǔ)。

靜態(tài)測(cè)試只是單純的模擬測(cè)試條件，而不像動(dòng)態(tài)情況時(shí)不同條件間彼此關(guān)聯(lián)，因此靜動(dòng)態(tài)測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果不會(huì)完全一致。靜態(tài)試驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)將結(jié)果上報(bào)調(diào)度審核通過(guò)后，再進(jìn)行下步動(dòng)態(tài)試驗(yàn)。

4 調(diào)度信息核對(duì)

主要依據(jù)調(diào)度相關(guān)規(guī)范要求，規(guī)范上送調(diào)度及下發(fā)相關(guān)信息。需要特別注意的是，由于調(diào)度及廠家對(duì)相關(guān)信息定義有可能存在不一致，因此對(duì)雙方相關(guān)信息定義需明確說(shuō)明，使二者能夠?qū)?yīng)起來(lái)。

5 人機(jī)接口測(cè)試

人機(jī)接口測(cè)試主要有以下幾個(gè)方面內(nèi)容：

（1）負(fù)荷給定曲線測(cè)試：除了測(cè)試負(fù)荷給定曲線接收、今明日負(fù)荷曲線過(guò)零點(diǎn)自動(dòng)切換是否正常外，增加了每天23點(diǎn)仍未接受到明日負(fù)荷曲線報(bào)警功能、今明日曲線切換點(diǎn)負(fù)荷差值報(bào)警功能以及今日負(fù)荷曲線運(yùn)行中更新時(shí)間點(diǎn)設(shè)值差值報(bào)警功能。

（2）全廠控制方式測(cè)試：主要測(cè)試畫(huà)面顯示、信息上送及不同控制方式切換。全廠控制方式有調(diào)度定值、站內(nèi)定值、站內(nèi)曲線三種方式。為保證切換的可靠性，提出了切換安全策略，切換前后實(shí)發(fā)值與給定值偏差大于調(diào)節(jié)死區(qū)20MW時(shí)不允許切換。

（3）AGC控制參數(shù)測(cè)試：主要測(cè)試系統(tǒng)頻率、不同控制方式下現(xiàn)地全廠功率給定值及調(diào)度全廠功率給定值、不同水頭下機(jī)組調(diào)節(jié)范圍及實(shí)時(shí)振動(dòng)區(qū)、不同水頭投入不同臺(tái)數(shù)機(jī)組AGC時(shí)全廠可調(diào)容量上下限及全廠聯(lián)合振動(dòng)區(qū)上下限是否正常，精度是否滿足要求。為了保證AGC投入率，增加了水頭容錯(cuò)及手自動(dòng)切換功能，實(shí)現(xiàn)了水頭信號(hào)故障時(shí)保持當(dāng)前水頭信號(hào)不變，不退全廠AGC功能。

6 AGC保護(hù)功能測(cè)試

本測(cè)試項(xiàng)目主要測(cè)試單機(jī)及全廠AGC在異常情況下不能投入并自動(dòng)退出功能，確保AGC正常運(yùn)行。

（1）單機(jī)AGC保護(hù)測(cè)試：測(cè)試在機(jī)組調(diào)速器非自動(dòng)狀態(tài)、有功PID調(diào)節(jié)未投入、機(jī)組LCU與主機(jī)通訊中斷、機(jī)組有功測(cè)量源故障情況下單機(jī)AGC應(yīng)退出并有相應(yīng)的報(bào)警語(yǔ)句。

（2）全廠AGC保護(hù)測(cè)試：在全廠AGC無(wú)機(jī)組參加AGC、系統(tǒng)頻率故障、并網(wǎng)機(jī)組狀態(tài)發(fā)生突變、AGC運(yùn)算時(shí)設(shè)定值與實(shí)發(fā)值相差過(guò)大、并網(wǎng)機(jī)組事故或切機(jī)、并網(wǎng)機(jī)組LCU與主機(jī)通訊中斷、并網(wǎng)機(jī)組有功測(cè)量源故障、調(diào)度通信故障等情況下全廠AGC應(yīng)自動(dòng)退出并有相應(yīng)的報(bào)警語(yǔ)句。調(diào)度定值方式下不同點(diǎn)在于調(diào)度通訊故障時(shí)退全廠AGC。

（3）機(jī)組PLC及監(jiān)控主機(jī)重啟測(cè)試：主要測(cè)試機(jī)組PLC主備掉電或離線/復(fù)位以及監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)主從切換、重啟測(cè)試，確定單套故障時(shí)應(yīng)不影響AGC運(yùn)行。

（4）指令校驗(yàn)測(cè)試：全廠總有功給定值在全廠調(diào)節(jié)上限、下限之外及在振動(dòng)區(qū)內(nèi)、給定值和當(dāng)前出力的差值超過(guò)調(diào)節(jié)步長(zhǎng)限制、相鄰兩次給定值超過(guò)梯度限制時(shí)，測(cè)試AGC執(zhí)行該指令是否符合要求，并給出相關(guān)告警語(yǔ)句。調(diào)度定值方式不同之處在于結(jié)果全部為拒絕執(zhí)行。

7 “站內(nèi)”方式下功能試驗(yàn)及約束條件測(cè)試

站內(nèi)方式（站內(nèi)定值、站內(nèi)曲線）下功能試驗(yàn)主要測(cè)試小調(diào)節(jié)響應(yīng)測(cè)試、機(jī)組負(fù)荷分配測(cè)試、多機(jī)聯(lián)合運(yùn)行時(shí)是否按照最優(yōu)經(jīng)濟(jì)方式運(yùn)行、機(jī)組躲避振動(dòng)區(qū)是否正常、機(jī)組調(diào)節(jié)性能是否符合相關(guān)要求。

（1）單機(jī)開(kāi)環(huán)試驗(yàn)：測(cè)試在全廠AGC投入后“AGC分配的全廠有功值”是否等于當(dāng)?shù)厝珡S總有功給定值減去其他運(yùn)行機(jī)組的有功實(shí)發(fā)值，并正確分配到投入AGC的機(jī)組上；通過(guò)對(duì)其他機(jī)組實(shí)發(fā)值進(jìn)行小負(fù)荷增減，觀察機(jī)組AGC的分配值、AGC分配的全廠有功值，確認(rèn)AGC開(kāi)環(huán)負(fù)荷分配正確；只有單機(jī)開(kāi)環(huán)試驗(yàn)正常情況下才可進(jìn)行單機(jī)閉環(huán)試驗(yàn)。

（2）單機(jī)閉環(huán)試驗(yàn)：?jiǎn)螜C(jī)開(kāi)環(huán)試驗(yàn)正常后，將AGC調(diào)節(jié)方式切至“閉環(huán)”控制，觀察AGC機(jī)組負(fù)荷是否進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)；改變未參加AGC機(jī)組實(shí)發(fā)值，完成AGC機(jī)組的調(diào)節(jié)死區(qū)測(cè)試、小調(diào)節(jié)響應(yīng)測(cè)試、負(fù)荷分配測(cè)試、穿越振動(dòng)區(qū)測(cè)試、指令校驗(yàn)功能測(cè)試等實(shí)驗(yàn)，測(cè)試過(guò)程中因測(cè)試指令校驗(yàn)功能、穿越振動(dòng)區(qū)會(huì)造成全廠負(fù)荷與給定有偏差，需提前向調(diào)度專業(yè)人員說(shuō)明。

（3）機(jī)組調(diào)節(jié)性能測(cè)試：調(diào)整機(jī)組PID參數(shù)，通過(guò)大負(fù)荷階躍響應(yīng)試驗(yàn)，使機(jī)組調(diào)節(jié)性能滿足相關(guān)規(guī)范要求，測(cè)試方法為申請(qǐng)15%額定負(fù)荷（105MW）向下調(diào)節(jié)兩次再向上調(diào)節(jié)兩次，每次調(diào)整的間隔為10min，測(cè)試現(xiàn)地機(jī)組AGC響應(yīng)時(shí)間、調(diào)節(jié)速率、AGC響應(yīng)延時(shí)、負(fù)荷調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)偏差、靜態(tài)偏差；而反向延時(shí)的測(cè)試為給定機(jī)組10%機(jī)組容量的向下負(fù)荷調(diào)節(jié)，實(shí)際負(fù)荷響應(yīng)完成該次調(diào)節(jié)量80%時(shí)將目標(biāo)負(fù)荷指令重新恢復(fù)為調(diào)整前設(shè)定值。向上發(fā)指令重復(fù)一次，計(jì)算反向延時(shí)，反向延時(shí)時(shí)間取兩次平均。

（4）多機(jī)聯(lián)合試驗(yàn)：各單機(jī)AGC調(diào)節(jié)功能試驗(yàn)完成后，進(jìn)行多機(jī)聯(lián)合測(cè)試，多機(jī)聯(lián)合測(cè)試的主要項(xiàng)目為機(jī)組間負(fù)荷分配是否經(jīng)濟(jì)合理、穿越聯(lián)合振動(dòng)區(qū)情況以及在負(fù)荷調(diào)節(jié)過(guò)程中投入和退出單機(jī)AGC應(yīng)不影響全廠負(fù)荷調(diào)節(jié)測(cè)試。

8 “調(diào)度”方式下功能試驗(yàn)及約束條件測(cè)試

在完成“站內(nèi)”方式“調(diào)度”方式下測(cè)試只是功率給定值來(lái)源不同，因此只需驗(yàn)證調(diào)度給定值能正確分配到機(jī)組即可。

9 AGC與一次調(diào)頻關(guān)系測(cè)試

南方電網(wǎng)規(guī)范要求電廠一次調(diào)頻和AGC的協(xié)調(diào)關(guān)系為：機(jī)組在執(zhí)行AGC設(shè)定值時(shí)應(yīng)該不受一次調(diào)頻功能的影響，出力變化應(yīng)該是二者疊加的效果。如果調(diào)速機(jī)構(gòu)不能同時(shí)執(zhí)行一次調(diào)頻功能和AGC負(fù)荷調(diào)節(jié)功能時(shí)，應(yīng)該以AGC負(fù)荷調(diào)節(jié)優(yōu)先，等AGC調(diào)整到位后再開(kāi)放一次調(diào)頻功能。

龍灘電廠調(diào)速器內(nèi)一次調(diào)頻和二次調(diào)頻給定回路獨(dú)立，可以同時(shí)接收一次調(diào)頻令、二次調(diào)頻令，但由于功率調(diào)節(jié)采用監(jiān)控大閉環(huán)方式，故而各種方式下最終調(diào)節(jié)到二次調(diào)頻給定值，達(dá)到的效果仍然是AGC二次調(diào)節(jié)優(yōu)先。一次調(diào)頻和二次調(diào)頻疊加試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 一次調(diào)頻和二次調(diào)頻疊加測(cè)試結(jié)果

10 AGC站內(nèi)閉環(huán)24h測(cè)試及AGC調(diào)度定值閉環(huán)24h測(cè)試

AGC全部試驗(yàn)測(cè)試完成后，需進(jìn)行站內(nèi)24h連續(xù)運(yùn)行及調(diào)度定值閉環(huán)24h連續(xù)運(yùn)行測(cè)試，確定全廠及機(jī)組AGC運(yùn)行穩(wěn)定，無(wú)異常情況出現(xiàn)。

11 結(jié)束語(yǔ)

龍灘電廠整個(gè)AGC試驗(yàn)歷時(shí)40多天，測(cè)試項(xiàng)目、策略做到了盡可能完善，試驗(yàn)完成后即正式投入運(yùn)行。全廠AGC投運(yùn)一年多以來(lái)，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。龍灘電廠在南網(wǎng)直調(diào)水電廠中率先完成了AGC安全性保護(hù)策略測(cè)試，整個(gè)AGC試驗(yàn)測(cè)試體系、測(cè)試內(nèi)容目前已在南方電網(wǎng)直調(diào)水電廠中推廣。

TV736

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1672-5387（2010）04-0044-03

2010-04-01

程抱貴（1974-），男，工程師，主要從事水電廠電氣二次技術(shù)管理工作。