柳洪水電站AGC的設計與應用

摘 要：介紹了柳洪水電站自動發電控制（AGC）的硬件配置及軟件實現方法，給出了AGC運行操作步驟，著重分析了電站AGC聯控機組負荷分配與調節過程，以及電站AGC的安全閉鎖邏輯。柳洪水電站AGC雖然實現了“調控一體化”的功能目標，為實現流域梯級電站調控一體化提供可靠保障。

關鍵詞：自動發電控制（AGC）；調度模式；有功調節；負荷分配；柳洪水電站

柳洪水電站自動發電控制（AutomaticGenerationControl，AGC）運行于H90004.0系統上，采用軟件配置獨立運行、硬件配置可互備冗余方式，其負荷優化分配均采用修正等容量分配原則，運行避開振動區，每種類型機組最多可設置2個禁運區。電站AGC程序可接收四川省調、美姑河集控中心、廠站下發的有功給定值；電站AGC均可接收四川省調、美姑河集控中心、廠站下發的負荷曲線，電站操作員也可手動設置有功給定值。

1 電站AGC的硬件配置

柳洪水電站的發電生產過程和管理體系是一個垂直的控制系統，其監控系統采用H9000系統的分層分布式結構，層次分明，各個工作站分工明確、關系清楚。電站監控系統由廠站層（PCL）和現地控制單元（LCU）組成。廠站層一方面采集各LCU的監測數據；另一方面接受運行人員或上級調度的命令和設定值，并將其傳送至各LCU，以實現對機組的控制和調節。現地控制單元主要完成控制對象的數據采集和處理，并對控制對象發出調控命令。柳洪水電站AGC在2臺獨立的應用服務器上運行，形成冗余配置，見圖1。

2 電站AGC的功能實現方法

柳洪水電站AGC計算聯控機組有功設定值采取兩種下發模式：開環模式下，由操作員確認后下發；閉環模式下，自動下發且機組自動開停機。

柳洪水電站AGC具有完備的有功調節與控制功能，電站AGC具有3種調節方式。在有功功率給定方式下，允許電站AGC接收四川省調、美姑河集控中心、廠站下發的運行有功給定值；在負荷曲線調節方式下，電站AGC只接收四川省調下發的負荷曲線值，且根據負荷曲線時間點調節柳洪電站機組運行負荷；在全頻率控制調節方式下，電站AGC只在站控模式下運行，根據實時頻率與目標頻率的偏差值，計算柳洪電站機組運行有功給定值。

柳洪水電站AGC投入運行的操作步驟，如圖2所示。

3 聯控機組的負荷分配與調節過程

柳洪水電站AGC負荷分配步驟：獲取電站總有功設定值。經過圖2所示的AGC投運操作后，AGC程序根據投運的AGC調節方式與控制權限獲取電站總有功設定值。初步分配總有功設定值。AGC獲取所有聯控機組分配比例系數和機組有功分配比例因子，等容量比例分配總有功設定值。修正初次分配值。判斷初次分配值是否跨振動區，并根據機組的振動區上下限值和分配值可能跨越振動區的方向對機組進行選擇：如果是上跨振動區，則選擇振動區下沿最大機組；如果分配值大于當前不跨越振動區上限，則將該上限作為分配值；如果是下跨振動區，則選擇振動區上沿最小機組；如果分配值小于當前不跨越振動區下限，則將下限作為分配值。確定最終分配值。計算修正后的分配值與目標值的差值，如果差值小于調節死區，則按照當前分配值分配，否則對差值進行再分配且考慮功率參數計算。合理選擇運行機組。當分配值跨振動區后，功率缺額減少數值大于跨振動區死區或者跨后功率明顯增加，則選擇1臺能消除功率缺額機組進入振動區，負荷分配結束。

柳洪水電站由機組LCU和調速器執行有功調節。調度控制權下的負荷調節過程：當應用服務器運行AGC且分配有功負荷后，再經控制網和TCP/IP協議運用H9000命令方式將分配值下發到各臺聯控機組LCU，調速器先從LCU獲得一個繼電器接點輸出的“脈沖”開機令信號，將機組導葉打開，啟動機組，在機組并網后，LCU通過繼電器向調速器發出增負荷或減負荷脈沖，調速器收到脈沖后，依據脈沖的寬度和數量來調整機組導葉的開度，進而調節機組有功功率，實現AGC“調控一體化”的功能目標。

4 電站AGC安全閉鎖

為保證柳洪水電站AGC可靠運行和電廠設備安全運轉，AGC程序中設置了相應的閉鎖條件。

（1）電站AGC運行的安全性檢查。AGC進程建立后，只有滿足AGC運行條件，才執行其功能。AGC程序有“掛起”和“執行”2種狀態。當AGC運行在開環模式時，AGC程序為“掛起”，只顯示聯控機組分配的計算值，并不下發有功功率負荷分配指令；當AGC運行在閉環模式時，AGC程序為“執行”，AGC才輸出功率分配值和指令。當AGC因故自動退出或自動恢復運行時，均應保持原數據值不變，不應發生錯誤調控現象。（2）聯控機組安全檢查與閉鎖。參與聯控的機組需要滿足以下條件：AGC應用服務器運行正常、無電氣事故、無機械事故、遠方控制方式、機組處于并網狀態或開機啟動且滿足開機至并網條件、機組LCU在線等。當以上任一條件不滿足或者機組開停機不成功或者機組有功功率在40s內沒有調節到調節死區，機組都會自動退出“聯控”。電站AGC自動退出程序并運行在AGC開環模式下的情況：并網母線頻率低于48Hz或者高于52Hz；監控系統與GIS測控系統通信故障；聯控機組或單控機組在并網狀態時有功測量故障；聯控機組或單控機組安穩裝置停機令動作；互備冗余應用服務器均出現故障。（3）負荷擾動閉鎖。當電站AGC功能退出時，程序自動將實發總有功值拷貝給“全廠總有功給定值”、“調度總有功給定值”；當電站AGC控制權為“站控”時，程序自動將實發總有功值拷貝給“全廠總有功給定值”。這樣電站AGC在不同調度模式切換時將不會導致負荷波動。

5 結論

柳洪水電站AGC實現了“調控一體化”的功能目標，在實現流域梯級電站調控一體化的過程中將發揮重要作用。

參考文獻

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作者簡介：劉雋（1983-），男，四川省成都人，電氣工程師，從事水電站電氣技術管理工作。