自動發電控制在藏木水電站的應用

韓清禹　談德才

【摘 要】在藏中電網“大機小網”的特殊情況下，藏木水電站自動發電控制（AGC）系統對穩定電網頻率起著至關重要的作用。合理的控制策略是自動發電控制的關鍵。

【關鍵詞】自動發電控制；大機小網；控制邏輯

0 背景

近年來，隨著電力系統自動化水平的不斷提高和規模的不斷擴大，自動發電控制為電力系統安全、穩定和經濟運行做出了重大的貢獻。在西藏地區，藏木水電站是藏中電網調節能力最強的水電站，承擔著藏中電網的調頻、調峰及事故備用的重任。而且，在面臨嚴峻的“大機小網”的情況下，自動發電控制對于電網穩定來說更是起到了決定性的作用。藏木水電站位于西藏自治區加查縣，是雅魯藏布江干流上規劃的第一個水電站，二等大（2）型工程，開發任務為發電，機組額定水頭53.5m，裝機容量510MW（85MW×6）。電站出線電壓等級為220kV，發電機電壓側接線為單元接線，高壓側進線6回，出線3回，接線方式為雙母線帶母聯斷路器接線。

1 結構

根據公司規劃，在雅魯藏布江中游段共建設街需（待建）、藏木、加查（基建中）三個梯級電站，在已建成的山南業主建設管理營地設置山南集控中心，采用“擴大廠站”的模式對三個電站進行集控監視和控制，實現梯級優化調度。

藏木水電站及流域計算機監控系統分層

AGC服務器采用安德里茨AK1703ACP系列機架，設置在山南集控中心。該服務器不僅可以直接執行流域內部的操作員下發的命令或設定的負荷曲線，還可以通過專用的電力調度數據專網對上級調度單位下達的日負荷曲線、電壓曲線以及AGC命令進行執行。

2 基本原理及功能

2.1 負荷計算

在系統頻率正常的情況下，自動發電控制服務器對當前AGC的總設定值為：

2.2 負荷分配

電站6臺機組單機容量相同，采用負荷平均分配的方式分配至所有參與AGC控制的機組。

PUNITSET=PAGCSET /N

PUNITSET：自動發電控制服務器當前單臺機組有功設定值

PAGCSET：自動發電控制服務器當前AGC的設定值

N：參與自動發電控制的機組臺數

負荷分配時還需考慮以下因素：

1）機組躲避振動區（其中1至3號機組振動區為30-65MW，4至5號機組振動區為35至60MW）；

2）出力限制；

3）避免機組頻繁穿越振動區，使所有機組穿越振動區總的次數最小。如機組負荷分配在振動區內，則按優先級從高到低的順序增加機組負荷，最終使所有機組脫離振動區；

4）盡量減少機組動作次數以延長其使用壽命（小負荷變化分配至優先級高的機組）。

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 控制權限

控制權限分為山南集控、林芝集控和調度，用于閉鎖AGC控制功能的控制指令。調節權限相應分為山南集控、林芝集控、調度，用于閉鎖全廠有功設定值或曲線等調節指令。

2.5 優先級

每臺機組都有唯一不同的優先級，為從1開始的整數，優先級數越小等級越高。優先級用于功率的優先分配順序。

2.6 自動開停機

由于藏木水電站機組開停機時間較長，為電網安全運行考慮，不做自動開停機控制。

2.7 約束條件

1）爬坡率，由于藏中電網“大機小網”現象異常嚴重，按調度要求，對全廠等值機組設定7MW/min的負荷變化速率；

2）頻率閉鎖，按照調度要求頻率超過50±0.18Hz時停止負荷的同向調整，并設定0.5Hz的返回值；

3）設定有效性閉鎖，為防止操作錯誤，除了對設定值是否超過最大值、最小值進行檢查，還對單次最大步長進行限制；

4）沖突閉鎖，一次調頻在AGC調節期間應正常響應。一次調頻動作，反向應閉鎖AGC，同向不受影響。按照調度要求，一次調頻動作引起的全廠總功率的偏差在結束后應被AGC重新調整回去；

5）設備閉鎖，當設備遇到故障或影響自動發電控制的異常時自動發電控制功能應不可投入，已投入自動發電控制功能的機組LCU應自動退出。

3 站內調試

試驗開展前完成AGC信號核對和權限切換測試，并針對調試過程中可能遇到的問題編寫了事故預想和應急預案。

3.1 開環調試

開環試驗中，6臺機組分別投入AGC開環模式，機組負荷分配正確。后將雙機投入開環測試，機組負荷分配正確。

3.2 閉環調試

開環試驗完成后，開始閉環測試，和開環試驗順序相同，分別進行單機、雙機和三機（按電網要求最多進行三機）測試。其中，3、5和6號機組負荷分配正確，合理躲避振動區。具體負荷擾動試驗結果見表1：

3.3 故障退出功能測試

閉環試驗完成后，手動模擬功率變送器故障、LCU通信故障、機組并網信號消失、水位異常信號報警，測試全部動作正確。

4 調度聯調

藏木水電站AGC通過調度遠方開閉環試驗，固定基點模式、自動調節模式和計劃跟蹤模式的測試。

5 結語

藏木水電站AGC投入運行后，系統未出現異常，負荷調整成功率達100%。為電網安全穩定運行做出貢獻。

【參考文獻】

[1]虎勇.寶珠寺水電廠監控系統AGC功能調試[J].四川水利發電，2002，21（2）：20-23.

[2]伍永剛，何莉，余波.大型水電廠AGC調節策略研究[J].水電能源科學，2007，25（4）：109-112.