淺談水電廠AGC調節速度不達標原因診斷

彭玥菀

國網湖南省電力有限公司水電分公司 湖南長沙 410000

1 背景介紹

華中網兩項細則規定，水電廠AGC調節考核指標達標值為：AGC調節速度≥0.8（PN/min），AGC調節精度≤0.03%。對不達標指令考核電廠電量5萬千瓦時/日，對達標指令按調節過程貢獻量計算補償金額。國網湖南水電公司4套AGC的平均AGC調節速度分別為0.7、0.6、0.6、0.1（PN/min）。根據湖南能監辦并網電廠考核補償公告，公司2018年在兩項細則考核中凈虧損891萬元。公司必須盡快改善機組AGC調節速度，避免重大經濟損失，并爭取更多補償效益。

2 業務分析

2.1 AGC調節過程

AGC全稱為自動發電控制,發電廠AGC軟件根據調度中心AGC軟件計算令自動調節發電機組出力,使電網頻率和聯絡線凈交換功率維持在計劃值。一次AGC調節的過程如下：（1）省調下達全廠有功給定值，由104主站發令；（2）電廠104子站接收省調AGC令，AGC程序按照策略將全廠總負荷分配至各成組可調機組；（3）機組有功實發值與有功目標值偏差大于死區時，執行有功目標值，調速器受令調節導葉，直至有功實發值進入調節死區內；（4）機組有功值、全廠有功值反饋至省調，形成考核記錄[1]。

2.2 調節速度的影響因素

水電公司AGC調節時間過長，根據機組調功動作環節，分析其可能原因為：（1）通訊時延長，且省調采集時間間隔為5秒；（2）AGC程序分配時間長；（3）調功令執行不成功；（4）機組出力調節慢。

3 分析方法

采用軟件自動生成為主，人工核對為輔的分析方法。

3.1 生產系統數據采集和處理

為分析AGC動作全過程，必須采集發電廠生產數據。數據由監控系統經正向隔離裝置傳至Ⅲ區數據庫服務器，由大數據平臺每日定時抽取。為此定義了13張源表，40個指標，17個維度。源表包括廠站名稱表、LCU名稱表、秒級模擬量數據表、事件與命令定義表、數據類型表等。

對于全廠信息，主要收集的秒級模擬量數據有：全廠總有功、省調有功給定值、AGC有功可調上/下限、聯合振動區上/下限。對每臺發電機組，采集有功給定值、有功實發值、機組有功可調上/下限值、機組振動區限值、導葉開度。

收集數據后，使用python等編程語言，區分每一次AGC調節過程，對其通訊時延、調節時間、調節速度等指標進行計算[2]。

3.2 考核信息收集

定義調控系統考核日、月數據表，每日定時爬取兩項細則考核信息。主要字段有：考核對象（機組）、考核時間、初始功率、結束功率、調節速度等等。

通過電廠生產數據實算值與調控考核數據的對比，繼續挖掘AGC調節速度不達標的原因。

3.3 未達標原因自動診斷

分析每一種可能原因的數據特征，根據信息的關聯、分類計算結果，將每一條被考核的AGC調節過程與專家庫提供的考核原因自動匹配，生成統計報告，用統計數據得出問題主因。對此，將可能原因劃分為5個大類。

第一類為調度AGC指令下達失敗。包含有：（1）調度通訊服務器故障；（2）電廠AGC功能退出。

第二類為AGC指令未分配。包含有：（1）調控指令值超出電廠AGC可調范圍；（2）調控指令值在電廠聯合振動區內；（3）調控指令調節幅度在電廠AGC調節死區內；（4）連續兩個調控指令生效值相同；（5）連續兩個調控指令間隔時間太短；（6）電廠AGC程序缺陷。

第三類為AGC程序分配缺額。包含有：（1）電廠AGC程序缺陷；（2）缺額值不滿足機組振動區穿越條件；（3）缺額值滿足機組振動區穿越條件，但實際未穿越。

第四類為機組執行問題。主要細分為：（1）開度模式下機組PLC未執行；（2）功率模式下機組PLC未執行；（3）開度模式下調速器參數設置不當；（4）功率模式下調速器參數設置不當；（5）低水頭條件下，機組調功能力已達極限；（6）電廠AGC令調節幅度太小；（7）調功過程與一次調頻動作沖突；（8）調功過程與機組無功調節動作沖突；（9）對共用引水鋼管的機組，機組水力條件受其他機組開停機、負荷調節過程影響。

第五類為考核方法問題。具體為：最大額定負荷機組未參與AGC調節，但參與調節速度計算。因為考核細則按照“全廠最大單機額定功率”計算每臺機組的AGC調節速度，100MW的小機組在參與考核時，是按照同廠站最大機組額定出力200MW的標準進行計算，必然造成AGC調節速度低的結果[3]。

4 診斷結果

根據統計結果，得出AGC調節速度不達標的主要原因有4個：（1）AGC指令未分配或未執行。原因主要是：調控指令值超出電廠AGC可調范圍、調控指令值在電廠聯合振動區內、AGC程序缺陷、PLC程序缺陷。（2）AGC分配時間長。（3）機組出力調節慢。因為考慮機組檢修實際，調速器調節性能參數一般不會設置為最快。另有12臺機組在并網模式下使用開度調節方式。（4）考核規則對小機組不合理。

針對診斷結果，制定如下應對措施：（1）對電廠AGC分配程序進行改善，提高AGC分配速度。（2）利用機組檢修機會，對機組調速器參數進行調整，提高出力調節速度。（3）將部分機組的并網調功模式由開度調節方式調整為功率調節方式，并密切觀察機組運行狀況。（4）對不合理的考核結果提出申訴，對考核細則提出修訂建議。

5 結語

通過大數據手段，對海量AGC調節過程信息進行數據關聯、分析，實現了機組AGC調節速度不達標問題的精準定位。解決了人工分析工作量大的問題，避免了憑經驗粗陋判斷的弊端。通過對數據的持續分析和對比，可以量化評價整改效果。其數據處理經驗值得學習，應用方法值得推廣。