基于H9000監(jiān)控系統(tǒng)的水輪發(fā)電機(jī)AGC功能實施方案研究

張繼康

（國網(wǎng)陜西省電力公司 安康水力發(fā)電公司，陜西 安康 725000）

基于H9000監(jiān)控系統(tǒng)的水輪發(fā)電機(jī)AGC功能實施方案研究

張繼康

（國網(wǎng)陜西省電力公司 安康水力發(fā)電公司，陜西 安康 725000）

文章以安康水電站為例，從AGC與調(diào)度通訊、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運行模式、有功分配方式以及運行所需參數(shù)等方面詳細(xì)敘述了基于H9000監(jiān)控系統(tǒng)的水輪發(fā)電機(jī)AGC功能實施方案。這對同類大中型水電站發(fā)電機(jī)AGC功能的運行與試驗有一定參考價值。

H9000 監(jiān)控系統(tǒng)；水輪發(fā)電機(jī)；AGC功能

安康水電站樞紐由折線型混凝土重力壩、壩后式廠房、升壓變電站、泄洪建筑物和過船設(shè)施組成。最大壩高128 m，壩長541.5 m，壩頂高程338 m，控制流域面積35 700 km2，水庫庫容25.8億m3，為不完全年調(diào)節(jié)水庫。壩后式廠房內(nèi)裝有4臺單機(jī)容量為200 MW的國產(chǎn)水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量800 MW，設(shè)計年發(fā)電量28.57億k·Wh。

1 安康水電站AGC與調(diào)度通訊

規(guī)約采用網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)約―104規(guī)約，通訊程序運行在兩臺廠外通訊機(jī)AKCW1和AKCW2上，實現(xiàn)與陜西省調(diào)和西北網(wǎng)調(diào)通訊。功能一為上送調(diào)度電廠各種點信息，具體點表需要調(diào)度提供；功能二為調(diào)度下發(fā)AGC相關(guān)指令，包括遙調(diào)和遙控信息。調(diào)試準(zhǔn)備：調(diào)試縱向加密裝置，配置跟調(diào)度通信信息點。

2 安康水電站AGC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該程序運行于H9000 4.0監(jiān)控系統(tǒng)上，適于大中小型各種類型電站。優(yōu)化分配采用修正等容量分配原則，同時采用正確方法避開振動區(qū)和氣蝕區(qū)運行。程序可接收省調(diào)等有功給定值，電站操作員也可手動設(shè)置全廠有功給定值。

操作人員可以手動選擇機(jī)組加入全廠 AGC聯(lián)控，程序通過閉鎖條件判斷機(jī)組是否聯(lián)控可調(diào)，AGC只對聯(lián)控可調(diào)的機(jī)組進(jìn)行調(diào)節(jié)。程序?qū)⑷珡S有功給定值減去未加入聯(lián)控機(jī)組實發(fā)有功值，剩余的值在聯(lián)控可調(diào)機(jī)組間進(jìn)行分配。程序同時考慮某臺機(jī)組出現(xiàn)事故時，其負(fù)荷由其他聯(lián)控可調(diào)機(jī)組進(jìn)行分配。程序還考慮某些情況下AGC自動掛起，功能模式切換時保證負(fù)荷無擾動，雙機(jī)切換時負(fù)荷無擾動和其他安全措施。

AGC運行在AKOPA和AKOPB上，雙機(jī)互為熱備，操作員可以手動進(jìn)行主備切換；當(dāng)主控機(jī)發(fā)生通訊故障時，備用機(jī)自動切為主控，監(jiān)控系統(tǒng)退出AGC；當(dāng)備用機(jī)發(fā)生通訊故障時，主控機(jī)不受影響。當(dāng)兩臺機(jī)均出現(xiàn)通訊故障時，監(jiān)控系統(tǒng)各機(jī)自動將AGC狀態(tài)切為退出狀態(tài)。只有主控機(jī)才能發(fā)令。

3 安康水電站AGC運行模式

3.1 電廠AGC功能

該功能可“投入”/“退出”，當(dāng)功能為“投入”時，AGC運行，當(dāng)功能“退出”時，AGC不運行。

3.2 電廠AGC開環(huán)/閉環(huán)功能

（1）開環(huán)模式。機(jī)組的設(shè)定值由AGC軟件計算但不能自動分配到機(jī)組，分配結(jié)果作為機(jī)組分配優(yōu)化值顯示在監(jiān)控系統(tǒng)AGC畫面上。

（2）閉環(huán)模式。機(jī)組的設(shè)定值由AGC軟件計算并直接分配到機(jī)組，如果需要開停機(jī)。

（3）加入/退出聯(lián)控。機(jī)組可以選擇投入“聯(lián)控”，也可“單控”。當(dāng)操作員將機(jī)組投入“聯(lián)控”時，程序判斷機(jī)組聯(lián)控運行條件，如果滿足，畫面上顯示“聯(lián)控可調(diào)”，AGC可以對該機(jī)組進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果機(jī)組處于“單控”或機(jī)組聯(lián)控可調(diào)條件不滿足，畫面上顯示“非聯(lián)控可調(diào)”。

（4）AGC狀態(tài)（執(zhí)行/掛起）。為了AGC的安全起見，特設(shè)置了一些閉鎖條件，當(dāng)閉鎖條件滿足時，AGC執(zhí)行相應(yīng)的功能，否則將掛起（這時AGC維持現(xiàn)有狀態(tài)），直到條件滿足。

3.3 AGC調(diào)度模式

調(diào)度/廠控模式：當(dāng)電廠AGC控制權(quán)設(shè)置為“省調(diào)”時，電廠接受省調(diào)下發(fā)的給定值；當(dāng)電廠AGC控制權(quán)設(shè)置為“廠控”及當(dāng)電廠AGC運行在有功給定方式時，電廠操作員可以設(shè)置全廠有功給定值；當(dāng)電廠AGC運行在負(fù)荷曲線方式時，有功給定值為當(dāng)前時間對應(yīng)時段負(fù)荷曲線給定值。

3.4 電廠AGC調(diào)節(jié)方式

電廠AGC包括以下調(diào)節(jié)方式，運行操作員通過軟開關(guān)進(jìn)行每種方式的切換。

（1）有功功率給定方式。在這種方式下，電廠AGC將根據(jù)給定的電廠總有功，調(diào)節(jié)各機(jī)組的有功。當(dāng)電廠AGC控制權(quán)設(shè)置為“省調(diào)”時，電廠接受省調(diào)下發(fā)的給定值；當(dāng)控制權(quán)設(shè)置為“廠控”時，由電廠運行人員給定總有功。

（2）負(fù)荷曲線方式。根據(jù)日負(fù)荷曲線調(diào)節(jié)各電廠的有功，分今日負(fù)荷曲線和明日負(fù)荷曲線兩種。在這種方式下，電廠AGC根據(jù)今日負(fù)荷曲線的當(dāng)前時段值調(diào)節(jié)每個機(jī)組的有功，控制權(quán)應(yīng)為“廠控”。每隔5分鐘有一個功給定值，一天共288點。每天零點整，程序自動將明日負(fù)荷曲線值拷貝給今日負(fù)荷曲線對應(yīng)時段。

4 安康水電站AGC有功分配方式

4.1 有功分配原則（按照程序優(yōu)先級排列）

（1）機(jī)組不能運行在振動區(qū)；（2）不能頻繁跨越振動區(qū)；（3）當(dāng)給定總有功大于實發(fā)總有功時，機(jī)組盡可能不減負(fù)荷；當(dāng)給定總有功小于實發(fā)總有功時，機(jī)組盡可能不增負(fù)荷；（4）機(jī)組不能頻繁調(diào)節(jié)（小負(fù)荷變化由一或兩臺機(jī)調(diào)節(jié)）；（5）優(yōu)化效率。

4.2 跨越振動區(qū)

滿足下述情況機(jī)組跨越振動區(qū)公式：不跨越振動區(qū)功率偏差值－跨越振動區(qū)功率偏差值>設(shè)定的跨越振動區(qū)區(qū)值。

[1]伍永剛，王定一.水電站AGC中負(fù)荷調(diào)節(jié)策略的研究[J].華中科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2000（2）：56-57 .

[2]黃家志，謝秋華.三峽左岸電站AGC/AVC功能設(shè)計與運行經(jīng)驗[J].水電自動化與大壩監(jiān)測，2006（5）：8-12 .

[3]蔣建文，江紅軍，牟奎.紫坪鋪水電站AGC的設(shè)計與實現(xiàn)[J].水力發(fā)電，2007（2）：73-74.

[4]吳正義，門春華.清江梯級水電站AGC的研究及其工程實現(xiàn)[J].水電廠自動化，2002（3）：70-75.

[5]張建生，劉定友.小浪底水電廠AGC/AVC應(yīng)用分析[J].水電自動化與大壩監(jiān)測，2003（2）：10-13.

Research on implementation scheme of AGC function of hydro generator based on H9000 monitoring system

Zhang Jikang
（Health Hydropower Company of State Grid Shaanxi Electric Power Company, Ankang 725000, China）

Taking Ankang Hydropower Station for an example, this paper described the implementation scheme of Hydro generator AGC function based on H9000 monitoring system respects of from AGC and dispatching communication, system structure, operation mode, active power distribution mode and operation parameters, etc. It has certain reference value for the operation and test of the AGC function of large and medium sized hydropower stations in the same type.

H9000 monitoring system; hydro generator; AGC function

張繼康（1984— ），男，陜西安康，工程師；研究方向：電力系統(tǒng)自動化設(shè)備運維檢修和技術(shù)改造。