自動(dòng)發(fā)電控制在藏木水電站的應(yīng)用

韓清禹　談德才

【摘 要】在藏中電網(wǎng)“大機(jī)小網(wǎng)”的特殊情況下，藏木水電站自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）系統(tǒng)對(duì)穩(wěn)定電網(wǎng)頻率起著至關(guān)重要的作用。合理的控制策略是自動(dòng)發(fā)電控制的關(guān)鍵。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)發(fā)電控制；大機(jī)小網(wǎng)；控制邏輯

0 背景

近年來(lái)，隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平的不斷提高和規(guī)模的不斷擴(kuò)大，自動(dòng)發(fā)電控制為電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行做出了重大的貢獻(xiàn)。在西藏地區(qū)，藏木水電站是藏中電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力最強(qiáng)的水電站，承擔(dān)著藏中電網(wǎng)的調(diào)頻、調(diào)峰及事故備用的重任。而且，在面臨嚴(yán)峻的“大機(jī)小網(wǎng)”的情況下，自動(dòng)發(fā)電控制對(duì)于電網(wǎng)穩(wěn)定來(lái)說(shuō)更是起到了決定性的作用。藏木水電站位于西藏自治區(qū)加查縣，是雅魯藏布江干流上規(guī)劃的第一個(gè)水電站，二等大（2）型工程，開(kāi)發(fā)任務(wù)為發(fā)電，機(jī)組額定水頭53.5m，裝機(jī)容量510MW（85MW×6）。電站出線電壓等級(jí)為220kV，發(fā)電機(jī)電壓側(cè)接線為單元接線，高壓側(cè)進(jìn)線6回，出線3回，接線方式為雙母線帶母聯(lián)斷路器接線。

1 結(jié)構(gòu)

根據(jù)公司規(guī)劃，在雅魯藏布江中游段共建設(shè)街需（待建）、藏木、加查（基建中）三個(gè)梯級(jí)電站，在已建成的山南業(yè)主建設(shè)管理營(yíng)地設(shè)置山南集控中心，采用“擴(kuò)大廠站”的模式對(duì)三個(gè)電站進(jìn)行集控監(jiān)視和控制，實(shí)現(xiàn)梯級(jí)優(yōu)化調(diào)度。

藏木水電站及流域計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)分層

AGC服務(wù)器采用安德里茨AK1703ACP系列機(jī)架，設(shè)置在山南集控中心。該服務(wù)器不僅可以直接執(zhí)行流域內(nèi)部的操作員下發(fā)的命令或設(shè)定的負(fù)荷曲線，還可以通過(guò)專用的電力調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)對(duì)上級(jí)調(diào)度單位下達(dá)的日負(fù)荷曲線、電壓曲線以及AGC命令進(jìn)行執(zhí)行。

2 基本原理及功能

2.1 負(fù)荷計(jì)算

在系統(tǒng)頻率正常的情況下，自動(dòng)發(fā)電控制服務(wù)器對(duì)當(dāng)前AGC的總設(shè)定值為：

2.2 負(fù)荷分配

電站6臺(tái)機(jī)組單機(jī)容量相同，采用負(fù)荷平均分配的方式分配至所有參與AGC控制的機(jī)組。

PUNITSET=PAGCSET /N

PUNITSET：自動(dòng)發(fā)電控制服務(wù)器當(dāng)前單臺(tái)機(jī)組有功設(shè)定值

PAGCSET：自動(dòng)發(fā)電控制服務(wù)器當(dāng)前AGC的設(shè)定值

N：參與自動(dòng)發(fā)電控制的機(jī)組臺(tái)數(shù)

負(fù)荷分配時(shí)還需考慮以下因素：

1）機(jī)組躲避振動(dòng)區(qū)（其中1至3號(hào)機(jī)組振動(dòng)區(qū)為30-65MW，4至5號(hào)機(jī)組振動(dòng)區(qū)為35至60MW）；

2）出力限制；

3）避免機(jī)組頻繁穿越振動(dòng)區(qū)，使所有機(jī)組穿越振動(dòng)區(qū)總的次數(shù)最小。如機(jī)組負(fù)荷分配在振動(dòng)區(qū)內(nèi)，則按優(yōu)先級(jí)從高到低的順序增加機(jī)組負(fù)荷，最終使所有機(jī)組脫離振動(dòng)區(qū)；

4）盡量減少機(jī)組動(dòng)作次數(shù)以延長(zhǎng)其使用壽命（小負(fù)荷變化分配至優(yōu)先級(jí)高的機(jī)組）。

2.3 控制方式

AGC控制方式分為有功定值模式和有功曲線模式。

2.4 控制權(quán)限

控制權(quán)限分為山南集控、林芝集控和調(diào)度，用于閉鎖AGC控制功能的控制指令。調(diào)節(jié)權(quán)限相應(yīng)分為山南集控、林芝集控、調(diào)度，用于閉鎖全廠有功設(shè)定值或曲線等調(diào)節(jié)指令。

2.5 優(yōu)先級(jí)

每臺(tái)機(jī)組都有唯一不同的優(yōu)先級(jí)，為從1開(kāi)始的整數(shù)，優(yōu)先級(jí)數(shù)越小等級(jí)越高。優(yōu)先級(jí)用于功率的優(yōu)先分配順序。

2.6 自動(dòng)開(kāi)停機(jī)

由于藏木水電站機(jī)組開(kāi)停機(jī)時(shí)間較長(zhǎng)，為電網(wǎng)安全運(yùn)行考慮，不做自動(dòng)開(kāi)停機(jī)控制。

2.7 約束條件

1）爬坡率，由于藏中電網(wǎng)“大機(jī)小網(wǎng)”現(xiàn)象異常嚴(yán)重，按調(diào)度要求，對(duì)全廠等值機(jī)組設(shè)定7MW/min的負(fù)荷變化速率；

2）頻率閉鎖，按照調(diào)度要求頻率超過(guò)50±0.18Hz時(shí)停止負(fù)荷的同向調(diào)整，并設(shè)定0.5Hz的返回值；

3）設(shè)定有效性閉鎖，為防止操作錯(cuò)誤，除了對(duì)設(shè)定值是否超過(guò)最大值、最小值進(jìn)行檢查，還對(duì)單次最大步長(zhǎng)進(jìn)行限制；

4）沖突閉鎖，一次調(diào)頻在AGC調(diào)節(jié)期間應(yīng)正常響應(yīng)。一次調(diào)頻動(dòng)作，反向應(yīng)閉鎖AGC，同向不受影響。按照調(diào)度要求，一次調(diào)頻動(dòng)作引起的全廠總功率的偏差在結(jié)束后應(yīng)被AGC重新調(diào)整回去；

5）設(shè)備閉鎖，當(dāng)設(shè)備遇到故障或影響自動(dòng)發(fā)電控制的異常時(shí)自動(dòng)發(fā)電控制功能應(yīng)不可投入，已投入自動(dòng)發(fā)電控制功能的機(jī)組LCU應(yīng)自動(dòng)退出。

3 站內(nèi)調(diào)試

試驗(yàn)開(kāi)展前完成AGC信號(hào)核對(duì)和權(quán)限切換測(cè)試，并針對(duì)調(diào)試過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題編寫(xiě)了事故預(yù)想和應(yīng)急預(yù)案。

3.1 開(kāi)環(huán)調(diào)試

開(kāi)環(huán)試驗(yàn)中，6臺(tái)機(jī)組分別投入AGC開(kāi)環(huán)模式，機(jī)組負(fù)荷分配正確。后將雙機(jī)投入開(kāi)環(huán)測(cè)試，機(jī)組負(fù)荷分配正確。

3.2 閉環(huán)調(diào)試

開(kāi)環(huán)試驗(yàn)完成后，開(kāi)始閉環(huán)測(cè)試，和開(kāi)環(huán)試驗(yàn)順序相同，分別進(jìn)行單機(jī)、雙機(jī)和三機(jī)（按電網(wǎng)要求最多進(jìn)行三機(jī)）測(cè)試。其中，3、5和6號(hào)機(jī)組負(fù)荷分配正確，合理躲避振動(dòng)區(qū)。具體負(fù)荷擾動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1：

3.3 故障退出功能測(cè)試

閉環(huán)試驗(yàn)完成后，手動(dòng)模擬功率變送器故障、LCU通信故障、機(jī)組并網(wǎng)信號(hào)消失、水位異常信號(hào)報(bào)警，測(cè)試全部動(dòng)作正確。

4 調(diào)度聯(lián)調(diào)

藏木水電站AGC通過(guò)調(diào)度遠(yuǎn)方開(kāi)閉環(huán)試驗(yàn)，固定基點(diǎn)模式、自動(dòng)調(diào)節(jié)模式和計(jì)劃跟蹤模式的測(cè)試。

5 結(jié)語(yǔ)

藏木水電站AGC投入運(yùn)行后，系統(tǒng)未出現(xiàn)異常，負(fù)荷調(diào)整成功率達(dá)100%。為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行做出貢獻(xiàn)。

【參考文獻(xiàn)】

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