二灘水電站輔助服務(wù)AGC被考核原因分析

徐學(xué)琴,許明勇

(二灘水力發(fā)電廠,四川 攀枝花 617000)

二灘水電站輔助服務(wù)AGC被考核原因分析

徐學(xué)琴,許明勇

(二灘水力發(fā)電廠,四川 攀枝花 617000)

輔助服務(wù)是保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行和電能質(zhì)量合格的重要手段,電站AGC輔助服務(wù)的運行經(jīng)驗對電站后期參與市場競爭具有實踐意義,本文闡述了AGC輔助服務(wù)考核規(guī)則,通過對二灘水電站AGC輔助服務(wù)被考核原因的分析,提出了一次調(diào)頻、調(diào)節(jié)速率、有功調(diào)節(jié)死區(qū)等定值優(yōu)化建議供同行參考。

輔助服務(wù);A G C;調(diào)節(jié)精度;調(diào)節(jié)速率

1 引言

根據(jù)華中電網(wǎng)實施兩個細則的通知,四川省于2009年底啟動發(fā)電廠輔助服務(wù)及運行管理考核系統(tǒng)建設(shè),2010年正式實施考核。輔助服務(wù)考核項目包括:黑啟動考核;調(diào)度管理考核;非計劃停運考核;調(diào)峰考核;AGC考核;一次調(diào)頻考核;無功調(diào)節(jié)考核;繼電保護和安全自動裝置管理考核等16項考核。二灘水電站自2010年開始實施AGC輔助服務(wù)考核以來,每月AGC均被考核,分析AGC被考核原因具有現(xiàn)實的意義。

2 AGC輔助服務(wù)考核規(guī)則

2.1 是否投運

無法投入AGC功能或AGC調(diào)節(jié)性能不滿足規(guī)定基本要求,每日按0.5萬kW·h記為考核電量。

2.2 月可用率

月可用率≥90%,不考核。每低于1個百分點(含不足1個百分點),每臺次記考核電量5萬kW·h。經(jīng)調(diào)度機構(gòu)同意退出的時間段,不納入考核范圍。

2.3 調(diào)節(jié)速率

Ps為機組命令下發(fā)設(shè)點值,t0為設(shè)點命令下發(fā)時間,Pr為機組有功實時采集值,tr實時有功值對應(yīng)時標。

定義t=tr-t0

(1)如果|Pr-Ps|<ε,且t≤△tmax,ε及△tmax為定值,由系統(tǒng)送出。

確定P1=Pr和單個命令響應(yīng)時間t1=tr

(2)如果|Pr-Ps|>ε,且t>△tmax

確定P1=Pr

分別自動統(tǒng)計15 min下發(fā)向上和向下調(diào)節(jié)命令的個數(shù)n,則

向上爬坡率統(tǒng)計規(guī)則:對統(tǒng)計周期內(nèi)的所有的向上爬坡率求平均值。

向下爬坡率統(tǒng)計規(guī)則:對統(tǒng)計周期內(nèi)的所有的向下爬坡率求平均值。

考核規(guī)則:統(tǒng)計出的向上調(diào)節(jié)速度小于向上爬坡率則為不合格,統(tǒng)計出的向下調(diào)節(jié)速度小于向下爬坡率則為不合格。每天96個點98%以上的點(即94個點)合格AGC才不考核。

每15 min為一個統(tǒng)計時段,取調(diào)節(jié)速率的平均值。二灘水電站AGC輔助服務(wù)的調(diào)節(jié)速率定值為每臺機組10 MW/min,最高60 MW/min。

2.4 調(diào)節(jié)精度

Pc為機組或電廠可調(diào)節(jié)容量。

如果|P1-Pc|≤ε且t≤△tmax,△P=0

如果|P1-Pc|>ε且t>△tmax,△P=|P1-Pc|

單個命令調(diào)節(jié)精度為:ε=△P

以時標統(tǒng)計15 min共下發(fā)的命令個數(shù)n,

響應(yīng)死區(qū)統(tǒng)計規(guī)則:對統(tǒng)計周期內(nèi)的所有的響應(yīng)死區(qū)求平均值。

考核規(guī)則:統(tǒng)計出的調(diào)節(jié)精度(誤差)如果大于響應(yīng)死區(qū)(允許調(diào)節(jié)誤差)則為不合格。

每15 min為一個統(tǒng)計時段,取調(diào)節(jié)精度的平均值。二灘水電站AGC輔助服務(wù)的調(diào)節(jié)精度定值為20 MW。

2.5 調(diào)節(jié)容量考核

調(diào)節(jié)容量考核包括調(diào)節(jié)范圍上限和調(diào)節(jié)范圍下限的考核。

統(tǒng)計規(guī)則:對統(tǒng)計周期內(nèi)的所有的可調(diào)范圍上限和可調(diào)范圍下限求平均值。

考核規(guī)則:統(tǒng)計出的可調(diào)節(jié)范圍上限小于設(shè)定的調(diào)節(jié)容量上限則不合格,統(tǒng)計出的可調(diào)節(jié)范圍下限大于設(shè)定的調(diào)節(jié)容量下限則不合格。

3 AGC輔助服務(wù)考核情況

以二灘水電站2015年4月(每月統(tǒng)計考核時段為上月26日至本月25日)為例,4月考核點共計2976點,其中合格2 487點,合格率約為84%;不合格489點,其中143個點為調(diào)節(jié)精度不合格,約占29%;192個點為向上調(diào)節(jié)速率不合格,約占39%; 154個點為向下調(diào)節(jié)速率不合格,約占32%。4月份因AGC調(diào)節(jié)性能不滿足細則要求被考核電量15萬kW·h,該月AGC調(diào)節(jié)性能不合格天數(shù)為30 d,考核天數(shù)為31 d,合格天數(shù)為1 d。

4 AGC輔助服務(wù)考核原因分析

4.1 AGC設(shè)定值方面

二灘水電站AGC是四川電網(wǎng)川渝斷面聯(lián)絡(luò)線潮流調(diào)整的主力發(fā)電廠,AGC設(shè)定值偏小,調(diào)整頻繁,且存在反復(fù)調(diào)整的現(xiàn)象。

據(jù)統(tǒng)計,2015年8月省調(diào)AGC共下發(fā)設(shè)定值43 050次,全天平均每分鐘下發(fā)一次設(shè)定值,負荷高峰期每16～20 s左右下發(fā)一次設(shè)定值,最快僅8 s即下發(fā)一次設(shè)定值,引起調(diào)速器頻繁調(diào)節(jié)。設(shè)定值偏差在15 MW內(nèi)的次數(shù)達到853次,因設(shè)定值過小,不能引起調(diào)速器有效的調(diào)節(jié),從而達不到良好的調(diào)節(jié)效果。詳見圖1。

圖1 2015年8月AGC設(shè)定值調(diào)節(jié)次數(shù)統(tǒng)計

據(jù)了解,省調(diào)AGC系統(tǒng)根據(jù)聯(lián)絡(luò)線潮流功率變化情況并考慮各種因素,計算出總有功設(shè)定值,并按一定的規(guī)律分配到具備調(diào)節(jié)能力的各電廠,如果檢測到二灘水電站當前總有功輸出值與分配給二灘水電站的設(shè)定值偏差達到30 MW則省調(diào)AGC認為二灘水電站具備調(diào)節(jié)能力,新的設(shè)定值下發(fā)到二灘水電站執(zhí)行。二灘水電站由于受一次調(diào)頻、模擬量采樣環(huán)節(jié)綜合誤差和電調(diào)的調(diào)節(jié)死區(qū)(4 MW)的影響,很容易達到省調(diào)下發(fā)新定值的條件,因此,反映到實際中即表現(xiàn)為AGC設(shè)定值頻繁,AGC前后兩次設(shè)定值之間的偏差較小。

4.2 負荷分配方面

二灘水電站機組型式為混流式,機組強渦帶工況區(qū)范圍大,水頭135 m時,機組振動區(qū)范圍150～360 MW,水頭184 m時,機組振動區(qū)范圍150～460 MW,機組跨振動區(qū)時間需要1 min左右,為避免機組反復(fù)跨越振動區(qū),AGC允許有功缺額40 MW,仍不能完全避免設(shè)定值反復(fù)而導(dǎo)致的頻繁跨越振動區(qū)問題,機組跨越振動區(qū)期間AGC調(diào)節(jié)速率、調(diào)節(jié)精度均不能滿足輔助服務(wù)考核要求。

4.3 負荷調(diào)節(jié)方面

二灘水電站AGC輔助服務(wù)受考核很大因素是受一次調(diào)頻的影響,當機組并網(wǎng)且在功率反饋方式下檢測到機端頻率偏離系統(tǒng)頻率50 Hz±0.04 Hz時,一次調(diào)頻動作執(zhí)行,當頻率恢復(fù)到50Hz±0.01Hz范圍內(nèi)后,一次調(diào)頻動作復(fù)位停止。一次調(diào)頻指令信號與功率偏差調(diào)節(jié)指令疊加在一起共同作用于機組負荷的調(diào)節(jié),當一次調(diào)頻和AGC指令是反方向的情況下,指令出現(xiàn)疊加效應(yīng),兩種指令都起到了調(diào)節(jié)作用,但其調(diào)節(jié)量因互相抵消,均未達到各自的調(diào)整值,會出現(xiàn)一次調(diào)頻和AGC均被考核情況。

圖2 二灘水電站6臺機組一次調(diào)頻動作次數(shù)統(tǒng)計

圖3 機組一次調(diào)頻影響機組有功調(diào)節(jié)精度

另外,二灘水電站機組容量大,機組調(diào)速器調(diào)節(jié)死區(qū)設(shè)置為4 MW,考慮到模擬量采樣環(huán)節(jié)綜合誤差,全廠總有功輸出偏差控制在20 MW以內(nèi)較困難。

5 AGC輔助服務(wù)優(yōu)化建議

5.1 省調(diào)AGC有功調(diào)節(jié)死區(qū)定值優(yōu)化

為降低二灘水電站機組機械磨損、金屬疲勞破壞等情況,改變AGC設(shè)定頻繁,設(shè)定值偏差小的現(xiàn)狀,建議將省調(diào)側(cè)AGC中設(shè)定的二灘水電站有功調(diào)節(jié)死區(qū)由30 MW放寬至50 MW,同時將調(diào)節(jié)量最大值由80 MW增加至100 MW。需要負荷微調(diào)的,由小電廠承擔。該建議已獲得調(diào)度部門的認可并得到實施。

5.2 一次調(diào)頻定值優(yōu)化

參與調(diào)頻、調(diào)聯(lián)絡(luò)線潮流的水電廠應(yīng)將一次調(diào)頻定值按上限50 Hz±0.05 Hz取值,以減小一次調(diào)頻對AGC精度調(diào)節(jié)的影響。

5.3 輔助服務(wù)中AGC調(diào)節(jié)速率定值優(yōu)化

AGC輔助服務(wù)考核中調(diào)節(jié)速率定值簡單地將并網(wǎng)機組定值進行代數(shù)和,未考慮AGC調(diào)節(jié)特性,以二灘水電站6臺機組為例,調(diào)節(jié)速率定值為每臺機組10 MW/min,當6臺機組并網(wǎng)則定值為60 MW/min,實際AGC負荷調(diào)節(jié)通常只有1～2臺機組同時參與調(diào)節(jié),大負荷偏差情況下最多3～4臺機組同時參與調(diào)節(jié)即能滿足要求。因此,建議AGC調(diào)節(jié)速率定值考慮AGC負荷分配特性,每臺機組10 MW/min,最高40 MW/min。

6 結(jié)語

二灘水電站多年來為川渝電網(wǎng)無償提供了自動發(fā)電控制(AGC)、調(diào)峰、旋轉(zhuǎn)備用、無功調(diào)節(jié)、黑啟動等輔助服務(wù),對川渝電網(wǎng)乃至華中電網(wǎng)保持長期穩(wěn)定運行做出了巨大的貢獻和犧牲,有償輔助服務(wù)的實施,極大地提高了二灘水電站的積極性,后續(xù)將通過不斷完善各種參數(shù),以期提高電站輔助服務(wù)能力。

[1]關(guān)于印發(fā)《華中區(qū)域并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理實施細則》和《華中區(qū)域發(fā)電廠并網(wǎng)運行管理實施細則》的通知[Z].

TM761

B

1672-5387(2017)07-0026-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.07.007

2017-04-27

徐學(xué)琴(1975-),女,高級工程師,從事電站檢修維護和運行管理工作。