水電站自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)應(yīng)用及設(shè)計(jì)分析

譚志剛

【摘要】本文結(jié)合了水電站自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)的目標(biāo)和原理，從而明確當(dāng)前我國水電站比較常用的水電站自動(dòng)發(fā)電控制技術(shù)，并且提出水電站自動(dòng)發(fā)電控制技術(shù)未來的發(fā)展建議，促進(jìn)我國水電站自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】水電站；自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)；應(yīng)用

針對(duì)當(dāng)前我國水電站自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)的運(yùn)行情況，還是處于探索階段，再加上自動(dòng)發(fā)電控制技術(shù)緊密關(guān)系到電站的實(shí)際情況，因此需要統(tǒng)一相關(guān)的技術(shù)要求和規(guī)范，不斷加強(qiáng)技術(shù)的引進(jìn)，更加深入的研發(fā)自主技術(shù)。

1、自動(dòng)發(fā)電控制的設(shè)計(jì)目標(biāo)和設(shè)計(jì)原理

1.1自動(dòng)發(fā)電控制目標(biāo)

實(shí)施自動(dòng)發(fā)電控制，就是對(duì)于機(jī)組的出力給予嚴(yán)格的控制，保證系統(tǒng)頻率和區(qū)域間的凈交換律保持在計(jì)劃值當(dāng)中，以此為基礎(chǔ)，保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。通過自動(dòng)發(fā)電控制，系統(tǒng)頻率需要始終保持在誤差范圍當(dāng)中。我國電力行業(yè)具有明確的標(biāo)注規(guī)定：系統(tǒng)頻率要保持在50Hz左右，如果電力系統(tǒng)的裝機(jī)容量在3000MW以上，，那么系統(tǒng)高頻率偏差就要保持在±0.1Hz之間。如果在3000MW以下，那么電力系統(tǒng)頻率偏差就要保持在±0.2左右。因?yàn)轭l率偏移可能會(huì)導(dǎo)致電鐘出現(xiàn)誤差，但是需要注意的是累積值不能要保持在±5s之間，如果超過了5s，那么就要進(jìn)行手動(dòng)矯正。

1.2自動(dòng)發(fā)電控制的原理

自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)，一層就是負(fù)荷分配回路，獲取實(shí)時(shí)測(cè)量的數(shù)據(jù)，利用AGC程序建立系統(tǒng)調(diào)節(jié)功率，以機(jī)組的實(shí)測(cè)功率和系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功率為基礎(chǔ)，以經(jīng)濟(jì)分配原則為基礎(chǔ)，分配到各個(gè)不同的機(jī)組，計(jì)算各個(gè)電廠的實(shí)際控制命令，隨后再送到機(jī)組調(diào)功裝置。另一層就是有關(guān)各個(gè)機(jī)組的控制回路，對(duì)于機(jī)組出力進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且對(duì)于AGC的控制命令給予跟蹤，從而可以實(shí)現(xiàn)AGC的實(shí)際控制目的。

2、水電站自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)

2.1水輪機(jī)組合效率曲線

如果水電站裝置了相同的機(jī)組，那么可以利用水輪機(jī)組合效率曲線交點(diǎn)方式，明確最佳運(yùn)行的機(jī)組數(shù)。以制造廠的水輪機(jī)模型特性曲線為基礎(chǔ)，明確各種水頭的不同運(yùn)行機(jī)組的效率曲線。實(shí)測(cè)水輪機(jī)效率曲線比較好，但是只能在具備相同機(jī)組的水電站當(dāng)中進(jìn)行利用，如果水電站的機(jī)組屬于不同的型號(hào)，那么各個(gè)機(jī)組的動(dòng)力特性具有比較大差異，就無法利用這種方法。

2.2功率反饋法

在實(shí)際運(yùn)行過程中，將各個(gè)臺(tái)機(jī)組的處理或者起停進(jìn)行進(jìn)行調(diào)整，保證每個(gè)機(jī)組都在水輪機(jī)效率曲線的最高點(diǎn)附近運(yùn)行。以當(dāng)前水頭為基礎(chǔ)，計(jì)算出最高效率，明確各個(gè)臺(tái)機(jī)組在發(fā)功率的過程與之對(duì)應(yīng)的效率。以水輪機(jī)運(yùn)行特性曲線為基礎(chǔ)，進(jìn)行實(shí)際換算，并不是一種實(shí)測(cè)效率。對(duì)于各臺(tái)機(jī)組效率和最高效率的差距進(jìn)行計(jì)算，如果超過了1%，那么將機(jī)組的出力進(jìn)行調(diào)整。如果通過調(diào)整也無法得到滿足，那么就要結(jié)合實(shí)際發(fā)功率的對(duì)應(yīng)的功率，從而明確機(jī)組的停運(yùn)增開和停運(yùn)。這種方法的算法比較簡單，但是如果電廠的的機(jī)組型號(hào)不同，那么因?yàn)楣β史答伔o法明確最佳的運(yùn)行機(jī)組組合。不斷調(diào)整機(jī)組效率才可以明確最佳運(yùn)行機(jī)組數(shù)和組合，需要花費(fèi)比較長的時(shí)間，無法在計(jì)劃性的計(jì)算當(dāng)中進(jìn)行利用，因此這種方法具有一定的限制。

2.3動(dòng)態(tài)規(guī)劃法

通過多階段決策，可以劃分過程成為若干個(gè)階段，每個(gè)階段都要做出決策，確定了每個(gè)階段的決策之后，對(duì)于下個(gè)階段的決策也會(huì)有所影響，從而直接影響到整個(gè)過程的活動(dòng)路線。每個(gè)階段的決策通常不是只有一個(gè)，因此可以生成很多策略進(jìn)行選擇。每個(gè)策略的活動(dòng)效果都是不同的，可以利用數(shù)量衡量這個(gè)效果。利用不同的策略獲得的效果也是不同的，這就需要在這些策略當(dāng)中選擇最優(yōu)策略。爭取在預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)下獲得最佳的效果。在水電站的自動(dòng)發(fā)電控制當(dāng)中利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法，不同的機(jī)組數(shù)可以看作是不同的階段，以簡單的階段為基礎(chǔ)，從而若將每個(gè)階段的最佳運(yùn)行狀態(tài)逐個(gè)計(jì)算出來，前一段的實(shí)際運(yùn)算結(jié)果就是下一個(gè)階段的計(jì)算條件，這樣可以將各臺(tái)機(jī)組的應(yīng)發(fā)功率計(jì)算出來。利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法，可以在電廠的不同機(jī)組當(dāng)中進(jìn)行利用，可以同時(shí)確定機(jī)組的運(yùn)行情況，也可以明確各個(gè)而運(yùn)行機(jī)組的實(shí)際功率。但是動(dòng)態(tài)規(guī)劃法的動(dòng)作量比較大，如果電廠安裝機(jī)組比較多，那么就不適用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法，通過這種方法可以明確運(yùn)行機(jī)組的臺(tái)號(hào)，但是無法全面的考慮到安全因素，在實(shí)際運(yùn)行的過程中需要結(jié)合其他方法聯(lián)合應(yīng)用，需要得到有效的改進(jìn)。

結(jié)束語：

本文主要對(duì)于水電站自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)應(yīng)用及設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的論述，從而進(jìn)一步研發(fā)了相關(guān)的技術(shù)，有利于我國水電站自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)更好的發(fā)展，發(fā)揮出自身的優(yōu)勢(shì)。

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