中小型水電廠自動發電控制技術研究

摘要：與大型的水電站相比，我國的中小型水電站自動發電控制技術還比較落后，如果不加強這方面的建設，那么中小型水電廠自動發電控制技術將無法滿足未來電力生產的要求。中小型水電廠使用自動發電控制技術時，要合理調節負荷、功率、頻率這三個重要的數值。文章對中小型水電廠自動發電控制技術進行了研究。

關鍵詞：中小型水電廠；自動發電控制技術；水力發電；水資源；電力生產

中圖分類號：TV736 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）30-0020-02

火力發電需要消耗大量的煤炭能源，而這些煤炭資源是無法再生的，而且使用火力發電會帶來環境污染的問題。相對的水力發電卻有低能耗、高環保的特點。如果國家興建大型的水電站，就要投資龐大的資金、需要很長的項目完成周期、對水資源的要求比較嚴格，這使國家不能輕易地興建大型水電站。而建設中小型水電站則無以上的局限，目前，我國農村有50%的電力由中小型水電站提供，我國還計劃進一步加快中小型水電站的建設。然而，與大型的水電站相比，我國的中小型水電站自動發電的控制技術還比較落后，如果不加強這方面的建設，那么中小型水電廠自動發電控制技術將無法滿足未來電力生產的要求，因此，做好中小型水電廠自動發電控制技術的研究工作有非常重要的意義。

1 中小型水電廠自動發電控制技術的目標

1.1 合理控制功率負荷

水電站發電時需要考慮整體的負荷，即生產的功率既不會給設備帶來太多的負擔，又能滿足對外的供電需求。通常水電站會控制基礎的負荷量，同時保留備用的容量。

1.3 控制水力發電周期

水力發電機在生產電力的時候，需要反復地生產電力，這就形成一個發電周期的問題。水力發電系統要使用調速器系統，達到控制水力發電周期，使電力的生產達到滿足功率負荷、優化有功功率的目的。使用這種方式對水力生產進行調節，能使電力生產的結果優化。

2 中小型水電廠自動發電控制技術的條件

2.1 制定合理的生產計劃

水力發電站與火力發電站的區別之一，即火力發電站只要擁有足夠的煤炭資源，即能保證電力生產的功率負荷，而水力發電站的功率負荷則與水力資源是否足夠有關，即水力發電站的功率負荷值不是恒定的。然而它也有一定的規律性，如果能夠根據每年電力生產的功率負荷進行分析，是可以做到合理調頻的。有時水力發電站的一次調頻不能滿足電力生產的需求，于是可能需要進行二次、三次調頻。

2.2 擁有足夠的備用容量

大量的備用功率對于電力生產來說是非常必要的，如果沒有足夠的備用功率，則無法有效地生產電力，有時因為中小型水電站備用容量不夠，無法生產電力，所以有時出現供電緊張，需要拉閘限電來調節。如何規劃電力的生產，為電力生產留有足夠的備用容量是水電廠電力生產不可忽視的環節。

2.3 優化自動化調頻技術

中小型水電站目前以AGC的方式為電力生產調頻，讓電力的生產達到最優。AGC可以調節每臺發電機組的功率，如果將每臺發電機組的調節分量送至電廠控制器，則它會自動控制有效功率。機組將自動控制的結果送至調節機組，糾正頻率的偏差。通過反復的調頻，最終能達到優化電力生產的目的。圖1為中小型水電廠自動發電控制系統的示意圖，從調頻的控制過程中能看到，該系統中調節機組的調頻決策技術決定水電廠電力生產的效率。

3 中小型水電廠自動發電控制技術的流程

3.1 調節合理的負荷

水力發電站生產電力的負荷由水位決定，如果在水位充足的時候盡可能地發電，那么水電站就能生產出更多的電力。目前水電站可根據水電站水位的不同自動調節生產電力的負荷。而這個水位的參數由人工決定。比如人工設定完水位參數以后，水電廠的這水力足夠充足，那么它便以生產最多的電力為目標進行生產，如果水力不夠，則根據水位設定的參數自動調節負荷。使用這種方式能使水電站的負荷自動控制做到合理化。

3.2 功節合理的功率

優化功率的控制就是讓電力系統盡可能地增加發動機功率，對它進行控制能夠提高水電廠的發電效益。目前中小型水電站可用瞬間負荷、日負荷、人工輸入負荷這三種方式讓它自動調節功率的輸出，日負荷的方式是水電站經常使用的調節方式。要使功率的調節變得合理，就要在全廠的總功率、合理的備用容量、水電廠的設備發電情況之間選取一個最優的功率調節方案。使用這種方法自動調節水電站的功率，可以在耗水量最低的前提下，避開氣蝕振動區，不必讓水電站頻繁地開啟發電設備，使水電站的發電效率提高。

3.3 調節合理的頻率

水電站調頻是否得當，決定水電廠的額定負荷與優化功率是否能夠實現。目前中小型發電廠使用自動調頻的方式調節頻率。這是指水電廠生產電力時，人工給予一個調頻偏差值，這個偏差值為負荷的上、下限值，功率最優化的上、下限值。是能達到電力生產最優化的數值，如果發電廠自動調頻的結果超過該數值，即未滿足電力生產最優化的范圍，那么發電系統會自動調頻，直到達到電力生產最優化的目的為止。

4 結語

中小型發電廠使用自動發電控制技術的時候，要合理地調節負荷、功率、頻率這三個重要的數值。如果能夠合理調節這三個參數，就能達到利用水資源高效生產電力的目的。未來我國將會加快中小型水電站的建設，做好自動發電控制技術的研究有非常重要的意義。

參考文獻

[1] 程抱貴.AGC及其在天生橋一級水力發電廠的應用[J].紅水河，2004，（2）.

[2] 張江濱.改進水輪發電機組甩負荷過程中調速器的控制性能[J].水利學報，2003，（3）.

[3] 王竹.水電站自動發電控制（AGC）技術功能及調試分析[J].四川水力發電，2002，（2）.

作者簡介：蘇力（1986-），男，湖南醴陵人，供職于湖南東江水力發電廠沙田水電站。

摘要：與大型的水電站相比，我國的中小型水電站自動發電控制技術還比較落后，如果不加強這方面的建設，那么中小型水電廠自動發電控制技術將無法滿足未來電力生產的要求。中小型水電廠使用自動發電控制技術時，要合理調節負荷、功率、頻率這三個重要的數值。文章對中小型水電廠自動發電控制技術進行了研究。

關鍵詞：中小型水電廠；自動發電控制技術；水力發電；水資源；電力生產

中圖分類號：TV736 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）30-0020-02

火力發電需要消耗大量的煤炭能源，而這些煤炭資源是無法再生的，而且使用火力發電會帶來環境污染的問題。相對的水力發電卻有低能耗、高環保的特點。如果國家興建大型的水電站，就要投資龐大的資金、需要很長的項目完成周期、對水資源的要求比較嚴格，這使國家不能輕易地興建大型水電站。而建設中小型水電站則無以上的局限，目前，我國農村有50%的電力由中小型水電站提供，我國還計劃進一步加快中小型水電站的建設。然而，與大型的水電站相比，我國的中小型水電站自動發電的控制技術還比較落后，如果不加強這方面的建設，那么中小型水電廠自動發電控制技術將無法滿足未來電力生產的要求，因此，做好中小型水電廠自動發電控制技術的研究工作有非常重要的意義。

1 中小型水電廠自動發電控制技術的目標

1.1 合理控制功率負荷

水電站發電時需要考慮整體的負荷，即生產的功率既不會給設備帶來太多的負擔，又能滿足對外的供電需求。通常水電站會控制基礎的負荷量，同時保留備用的容量。

1.3 控制水力發電周期

水力發電機在生產電力的時候，需要反復地生產電力，這就形成一個發電周期的問題。水力發電系統要使用調速器系統，達到控制水力發電周期，使電力的生產達到滿足功率負荷、優化有功功率的目的。使用這種方式對水力生產進行調節，能使電力生產的結果優化。

2 中小型水電廠自動發電控制技術的條件

2.1 制定合理的生產計劃

水力發電站與火力發電站的區別之一，即火力發電站只要擁有足夠的煤炭資源，即能保證電力生產的功率負荷，而水力發電站的功率負荷則與水力資源是否足夠有關，即水力發電站的功率負荷值不是恒定的。然而它也有一定的規律性，如果能夠根據每年電力生產的功率負荷進行分析，是可以做到合理調頻的。有時水力發電站的一次調頻不能滿足電力生產的需求，于是可能需要進行二次、三次調頻。

2.2 擁有足夠的備用容量

大量的備用功率對于電力生產來說是非常必要的，如果沒有足夠的備用功率，則無法有效地生產電力，有時因為中小型水電站備用容量不夠，無法生產電力，所以有時出現供電緊張，需要拉閘限電來調節。如何規劃電力的生產，為電力生產留有足夠的備用容量是水電廠電力生產不可忽視的環節。

2.3 優化自動化調頻技術

中小型水電站目前以AGC的方式為電力生產調頻，讓電力的生產達到最優。AGC可以調節每臺發電機組的功率，如果將每臺發電機組的調節分量送至電廠控制器，則它會自動控制有效功率。機組將自動控制的結果送至調節機組，糾正頻率的偏差。通過反復的調頻，最終能達到優化電力生產的目的。圖1為中小型水電廠自動發電控制系統的示意圖，從調頻的控制過程中能看到，該系統中調節機組的調頻決策技術決定水電廠電力生產的效率。

3 中小型水電廠自動發電控制技術的流程

3.1 調節合理的負荷

水力發電站生產電力的負荷由水位決定，如果在水位充足的時候盡可能地發電，那么水電站就能生產出更多的電力。目前水電站可根據水電站水位的不同自動調節生產電力的負荷。而這個水位的參數由人工決定。比如人工設定完水位參數以后，水電廠的這水力足夠充足，那么它便以生產最多的電力為目標進行生產，如果水力不夠，則根據水位設定的參數自動調節負荷。使用這種方式能使水電站的負荷自動控制做到合理化。

3.2 功節合理的功率

優化功率的控制就是讓電力系統盡可能地增加發動機功率，對它進行控制能夠提高水電廠的發電效益。目前中小型水電站可用瞬間負荷、日負荷、人工輸入負荷這三種方式讓它自動調節功率的輸出，日負荷的方式是水電站經常使用的調節方式。要使功率的調節變得合理，就要在全廠的總功率、合理的備用容量、水電廠的設備發電情況之間選取一個最優的功率調節方案。使用這種方法自動調節水電站的功率，可以在耗水量最低的前提下，避開氣蝕振動區，不必讓水電站頻繁地開啟發電設備，使水電站的發電效率提高。

3.3 調節合理的頻率

水電站調頻是否得當，決定水電廠的額定負荷與優化功率是否能夠實現。目前中小型發電廠使用自動調頻的方式調節頻率。這是指水電廠生產電力時，人工給予一個調頻偏差值，這個偏差值為負荷的上、下限值，功率最優化的上、下限值。是能達到電力生產最優化的數值，如果發電廠自動調頻的結果超過該數值，即未滿足電力生產最優化的范圍，那么發電系統會自動調頻，直到達到電力生產最優化的目的為止。

4 結語

中小型發電廠使用自動發電控制技術的時候，要合理地調節負荷、功率、頻率這三個重要的數值。如果能夠合理調節這三個參數，就能達到利用水資源高效生產電力的目的。未來我國將會加快中小型水電站的建設，做好自動發電控制技術的研究有非常重要的意義。

參考文獻

[1] 程抱貴.AGC及其在天生橋一級水力發電廠的應用[J].紅水河，2004，（2）.

[2] 張江濱.改進水輪發電機組甩負荷過程中調速器的控制性能[J].水利學報，2003，（3）.

[3] 王竹.水電站自動發電控制（AGC）技術功能及調試分析[J].四川水力發電，2002，（2）.

作者簡介：蘇力（1986-），男，湖南醴陵人，供職于湖南東江水力發電廠沙田水電站。

摘要：與大型的水電站相比，我國的中小型水電站自動發電控制技術還比較落后，如果不加強這方面的建設，那么中小型水電廠自動發電控制技術將無法滿足未來電力生產的要求。中小型水電廠使用自動發電控制技術時，要合理調節負荷、功率、頻率這三個重要的數值。文章對中小型水電廠自動發電控制技術進行了研究。

關鍵詞：中小型水電廠；自動發電控制技術；水力發電；水資源；電力生產

中圖分類號：TV736 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）30-0020-02

火力發電需要消耗大量的煤炭能源，而這些煤炭資源是無法再生的，而且使用火力發電會帶來環境污染的問題。相對的水力發電卻有低能耗、高環保的特點。如果國家興建大型的水電站，就要投資龐大的資金、需要很長的項目完成周期、對水資源的要求比較嚴格，這使國家不能輕易地興建大型水電站。而建設中小型水電站則無以上的局限，目前，我國農村有50%的電力由中小型水電站提供，我國還計劃進一步加快中小型水電站的建設。然而，與大型的水電站相比，我國的中小型水電站自動發電的控制技術還比較落后，如果不加強這方面的建設，那么中小型水電廠自動發電控制技術將無法滿足未來電力生產的要求，因此，做好中小型水電廠自動發電控制技術的研究工作有非常重要的意義。

1 中小型水電廠自動發電控制技術的目標

1.1 合理控制功率負荷

水電站發電時需要考慮整體的負荷，即生產的功率既不會給設備帶來太多的負擔，又能滿足對外的供電需求。通常水電站會控制基礎的負荷量，同時保留備用的容量。

1.3 控制水力發電周期

水力發電機在生產電力的時候，需要反復地生產電力，這就形成一個發電周期的問題。水力發電系統要使用調速器系統，達到控制水力發電周期，使電力的生產達到滿足功率負荷、優化有功功率的目的。使用這種方式對水力生產進行調節，能使電力生產的結果優化。

2 中小型水電廠自動發電控制技術的條件

2.1 制定合理的生產計劃

水力發電站與火力發電站的區別之一，即火力發電站只要擁有足夠的煤炭資源，即能保證電力生產的功率負荷，而水力發電站的功率負荷則與水力資源是否足夠有關，即水力發電站的功率負荷值不是恒定的。然而它也有一定的規律性，如果能夠根據每年電力生產的功率負荷進行分析，是可以做到合理調頻的。有時水力發電站的一次調頻不能滿足電力生產的需求，于是可能需要進行二次、三次調頻。

2.2 擁有足夠的備用容量

大量的備用功率對于電力生產來說是非常必要的，如果沒有足夠的備用功率，則無法有效地生產電力，有時因為中小型水電站備用容量不夠，無法生產電力，所以有時出現供電緊張，需要拉閘限電來調節。如何規劃電力的生產，為電力生產留有足夠的備用容量是水電廠電力生產不可忽視的環節。

2.3 優化自動化調頻技術

中小型水電站目前以AGC的方式為電力生產調頻，讓電力的生產達到最優。AGC可以調節每臺發電機組的功率，如果將每臺發電機組的調節分量送至電廠控制器，則它會自動控制有效功率。機組將自動控制的結果送至調節機組，糾正頻率的偏差。通過反復的調頻，最終能達到優化電力生產的目的。圖1為中小型水電廠自動發電控制系統的示意圖，從調頻的控制過程中能看到，該系統中調節機組的調頻決策技術決定水電廠電力生產的效率。

3 中小型水電廠自動發電控制技術的流程

3.1 調節合理的負荷

水力發電站生產電力的負荷由水位決定，如果在水位充足的時候盡可能地發電，那么水電站就能生產出更多的電力。目前水電站可根據水電站水位的不同自動調節生產電力的負荷。而這個水位的參數由人工決定。比如人工設定完水位參數以后，水電廠的這水力足夠充足，那么它便以生產最多的電力為目標進行生產，如果水力不夠，則根據水位設定的參數自動調節負荷。使用這種方式能使水電站的負荷自動控制做到合理化。

3.2 功節合理的功率

優化功率的控制就是讓電力系統盡可能地增加發動機功率，對它進行控制能夠提高水電廠的發電效益。目前中小型水電站可用瞬間負荷、日負荷、人工輸入負荷這三種方式讓它自動調節功率的輸出，日負荷的方式是水電站經常使用的調節方式。要使功率的調節變得合理，就要在全廠的總功率、合理的備用容量、水電廠的設備發電情況之間選取一個最優的功率調節方案。使用這種方法自動調節水電站的功率，可以在耗水量最低的前提下，避開氣蝕振動區，不必讓水電站頻繁地開啟發電設備，使水電站的發電效率提高。

3.3 調節合理的頻率

水電站調頻是否得當，決定水電廠的額定負荷與優化功率是否能夠實現。目前中小型發電廠使用自動調頻的方式調節頻率。這是指水電廠生產電力時，人工給予一個調頻偏差值，這個偏差值為負荷的上、下限值，功率最優化的上、下限值。是能達到電力生產最優化的數值，如果發電廠自動調頻的結果超過該數值，即未滿足電力生產最優化的范圍，那么發電系統會自動調頻，直到達到電力生產最優化的目的為止。

4 結語

中小型發電廠使用自動發電控制技術的時候，要合理地調節負荷、功率、頻率這三個重要的數值。如果能夠合理調節這三個參數，就能達到利用水資源高效生產電力的目的。未來我國將會加快中小型水電站的建設，做好自動發電控制技術的研究有非常重要的意義。

參考文獻

[1] 程抱貴.AGC及其在天生橋一級水力發電廠的應用[J].紅水河，2004，（2）.

[2] 張江濱.改進水輪發電機組甩負荷過程中調速器的控制性能[J].水利學報，2003，（3）.

[3] 王竹.水電站自動發電控制（AGC）技術功能及調試分析[J].四川水力發電，2002，（2）.

作者簡介：蘇力（1986-），男，湖南醴陵人，供職于湖南東江水力發電廠沙田水電站。