自動發(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)“大機小網(wǎng)”的特殊情況下，藏木水電站自動發(fā)電控制（AGC）系統(tǒng)對穩(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發(fā)電控制的關(guān)鍵。

【關(guān)鍵詞】自動發(fā)電控制；大機小網(wǎng)；控制邏輯

0 背景

近年來，隨著電力系統(tǒng)自動化水平的不斷提高和規(guī)模的不斷擴大，自動發(fā)電控制為電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行做出了重大的貢獻。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“大機小網(wǎng)”的情況下，自動發(fā)電控制對于電網(wǎng)穩(wěn)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(qū)加查縣，是雅魯藏布江干流上規(guī)劃的第一個水電站，二等大（2）型工程，開發(fā)任務(wù)為發(fā)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(fā)電機電壓側(cè)接線為單元接線，高壓側(cè)進線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）三個梯級電站，在已建成的山南業(yè)主建設(shè)管理營地設(shè)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(jiān)視和控制，實現(xiàn)梯級優(yōu)化調(diào)度。

藏木水電站及流域計算機監(jiān)控系統(tǒng)分層

AGC服務(wù)器采用安德里茨AK1703ACP系列機架，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)定的負荷曲線，還可以通過專用的電力調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)對上級調(diào)度單位下達的日負荷曲線、電壓曲線以及AGC命令進行執(zhí)行。

2 基本原理及功能

2.1 負荷計算

在系統(tǒng)頻率正常的情況下，自動發(fā)電控制服務(wù)器對當(dāng)前AGC的總設(shè)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(fā)電控制服務(wù)器當(dāng)前單臺機組有功設(shè)定值

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

N：參與自動發(fā)電控制的機組臺數(shù)

負荷分配時還需考慮以下因素：

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

2）出力限制；

3）避免機組頻繁穿越振動區(qū)，使所有機組穿越振動區(qū)總的次數(shù)最小。如機組負荷分配在振動區(qū)內(nèi)，則按優(yōu)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(qū)；

4）盡量減少機組動作次數(shù)以延長其使用壽命（小負荷變化分配至優(yōu)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(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

每臺機組都有唯一不同的優(yōu)先級，為從1開始的整數(shù)，優(yōu)先級數(shù)越小等級越高。優(yōu)先級用于功率的優(yōu)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(wǎng)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(wǎng)“大機小網(wǎng)”現(xiàn)象異常嚴(yán)重，按調(diào)度要求，對全廠等值機組設(shè)定7MW/min的負荷變化速率；

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

3）設(shè)定有效性閉鎖，為防止操作錯誤，除了對設(shè)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(diào)頻在AGC調(diào)節(jié)期間應(yīng)正常響應(yīng)。一次調(diào)頻動作，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發(fā)電控制的異常時自動發(fā)電控制功能應(yīng)不可投入，已投入自動發(fā)電控制功能的機組LCU應(yīng)自動退出。

3 站內(nèi)調(diào)試

試驗開展前完成AGC信號核對和權(quán)限切換測試，并針對調(diào)試過程中可能遇到的問題編寫了事故預(yù)想和應(yīng)急預(yù)案。

3.1 開環(huán)調(diào)試

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

3.2 閉環(huán)調(diào)試

開環(huán)試驗完成后，開始閉環(huán)測試，和開環(huán)試驗順序相同，分別進行單機、雙機和三機（按電網(wǎng)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(qū)。具體負荷擾動試驗結(jié)果見表1：

3.3 故障退出功能測試

閉環(huán)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(wǎng)信號消失、水位異常信號報警，測試全部動作正確。

4 調(diào)度聯(lián)調(diào)

藏木水電站AGC通過調(diào)度遠方開閉環(huán)試驗，固定基點模式、自動調(diào)節(jié)模式和計劃跟蹤模式的測試。

5 結(jié)語

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

【參考文獻】

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