自动发电控制在藏木水电站的应用

韩清禹　谈德才

【摘 要】在藏中电网“大机小网”的特殊情况下，藏木水电站自动发电控制（AGC）系统对稳定电网频率起着至关重要的作用。合理的控制策略是自动发电控制的关键。

【关键词】自动发电控制；大机小网；控制逻辑

0 背景

近年来，随着电力系统自动化水平的不断提高和规模的不断扩大，自动发电控制为电力系统安全、稳定和经济运行做出了重大的贡献。在西藏地区，藏木水电站是藏中电网调节能力最强的水电站，承担着藏中电网的调频、调峰及事故备用的重任。而且，在面临严峻的“大机小网”的情况下，自动发电控制对于电网稳定来说更是起到了决定性的作用。藏木水电站位于西藏自治区加查县，是雅鲁藏布江干流上规划的第一个水电站，二等大（2）型工程，开发任务为发电，机组额定水头53.5m，装机容量510MW（85MW×6）。电站出线电压等级为220kV，发电机电压侧接线为单元接线，高压侧进线6回，出线3回，接线方式为双母线带母联断路器接线。

1 结构

根据公司规划，在雅鲁藏布江中游段共建设街需（待建）、藏木、加查（基建中）三个梯级电站，在已建成的山南业主建设管理营地设置山南集控中心，采用“扩大厂站”的模式对三个电站进行集控监视和控制，实现梯级优化调度。

藏木水电站及流域计算机监控系统分层

AGC服务器采用安德里茨AK1703ACP系列机架，设置在山南集控中心。该服务器不仅可以直接执行流域内部的操作员下发的命令或设定的负荷曲线，还可以通过专用的电力调度数据专网对上级调度单位下达的日负荷曲线、电压曲线以及AGC命令进行执行。

2 基本原理及功能

2.1 负荷计算

在系统频率正常的情况下，自动发电控制服务器对当前AGC的总设定值为：

2.2 负荷分配

电站6台机组单机容量相同，采用负荷平均分配的方式分配至所有参与AGC控制的机组。

PUNITSET=PAGCSET /N

PUNITSET：自动发电控制服务器当前单台机组有功设定值

PAGCSET：自动发电控制服务器当前AGC的设定值

N：参与自动发电控制的机组台数

负荷分配时还需考虑以下因素：

1）机组躲避振动区（其中1至3号机组振动区为30-65MW，4至5号机组振动区为35至60MW）；

2）出力限制；

3）避免机组频繁穿越振动区，使所有机组穿越振动区总的次数最小。如机组负荷分配在振动区内，则按优先级从高到低的顺序增加机组负荷，最终使所有机组脱离振动区；

4）尽量减少机组动作次数以延长其使用寿命（小负荷变化分配至优先级高的机组）。

2.3 控制方式

AGC控制方式分为有功定值模式和有功曲线模式。

2.4 控制权限

控制权限分为山南集控、林芝集控和调度，用于闭锁AGC控制功能的控制指令。调节权限相应分为山南集控、林芝集控、调度，用于闭锁全厂有功设定值或曲线等调节指令。

2.5 优先级

每台机组都有唯一不同的优先级，为从1开始的整数，优先级数越小等级越高。优先级用于功率的优先分配顺序。

2.6 自动开停机

由于藏木水电站机组开停机时间较长，为电网安全运行考虑，不做自动开停机控制。

2.7 约束条件

1）爬坡率，由于藏中电网“大机小网”现象异常严重，按调度要求，对全厂等值机组设定7MW/min的负荷变化速率；

2）频率闭锁，按照调度要求频率超过50±0.18Hz时停止负荷的同向调整，并设定0.5Hz的返回值；

3）设定有效性闭锁，为防止操作错误，除了对设定值是否超过最大值、最小值进行检查，还对单次最大步长进行限制；

4）冲突闭锁，一次调频在AGC调节期间应正常响应。一次调频动作，反向应闭锁AGC，同向不受影响。按照调度要求，一次调频动作引起的全厂总功率的偏差在结束后应被AGC重新调整回去；

5）设备闭锁，当设备遇到故障或影响自动发电控制的异常时自动发电控制功能应不可投入，已投入自动发电控制功能的机组LCU应自动退出。

3 站内调试

试验开展前完成AGC信号核对和权限切换测试，并针对调试过程中可能遇到的问题编写了事故预想和应急预案。

3.1 开环调试

开环试验中，6台机组分别投入AGC开环模式，机组负荷分配正确。后将双机投入开环测试，机组负荷分配正确。

3.2 闭环调试

开环试验完成后，开始闭环测试，和开环试验顺序相同，分别进行单机、双机和三机（按电网要求最多进行三机）测试。其中，3、5和6号机组负荷分配正确，合理躲避振动区。具体负荷扰动试验结果见表1：

3.3 故障退出功能测试

闭环试验完成后，手动模拟功率变送器故障、LCU通信故障、机组并网信号消失、水位异常信号报警，测试全部动作正确。

4 调度联调

藏木水电站AGC通过调度远方开闭环试验，固定基点模式、自动调节模式和计划跟踪模式的测试。

5 结语

藏木水电站AGC投入运行后，系统未出现异常，负荷调整成功率达100%。为电网安全稳定运行做出贡献。

【参考文献】

[1]虎勇.宝珠寺水电厂监控系统AGC功能调试[J].四川水利发电，2002，21（2）：20-23.

[2]伍永刚，何莉，余波.大型水电厂AGC调节策略研究[J].水电能源科学，2007，25（4）：109-112.