摘要:当前水电厂不仅具备了改变针对性下有功功率输出的能力，同时还能够控制电力系统实现自动发电功能。文章就对水电厂自主发电控制技术展开了深入的研究，通过对水电厂自动发电系统基本构造的分析，提出了具有科学性的自动发电控制系统方案。
关键词：水电厂；自动发电控制技术；分析；方案
近些年来随着人们生活水平的日益改善，对于电能的需求也在不断的增强。为了满足人们用电需求，发电设施也在逐渐的增多，促使电网构造和运行模式也开始趋于复杂化，对电能质量也提出了全新的要求。但是，当前在我国众多地区依旧面临着众多的问题，其中用电荒就是一个普遍存在的情况，为了降低消耗高和污染高的电力项目出现，就需要电力自动发电控制技术给予支持，提高水电厂的发电能力。水力发电作为当前大力提高的水电工程项目，主要有以下几个优点：首先是发电成本比较低，其次是水属于可再生资源，水资源占地球表面的72%，说明水资源是极其丰富的，所有同时说明水力发电具有极高的效率，另外通过水力发电没有污染等。所以今后发电项目的一个重要发展方向将会是水力发电与自动发电控制系统相结合[1]。
一、水电厂自动发电控制的任务和功能
1、任务
通过水电厂进行自动发电控制主要包含以下几个方面的技术任务。首先是通过自动发电控制系统能够有效的保证电力系统的正常运转；其次是能够产生高质量的电能并将其提供给客户使用。在检查电能质量高低时，主要是通过电压、频率和波形这三个参数来反应电能质量。稳定电压的有效措施就是电力系统无功功率平衡调节技术，另外整个系统的有功功率确定了电能的频率，而波形主要是受发电机与非线性负载影响；最后通过自动发电控制系统能够有效的提高发电经济性，降低发电所需的成本投入。
2、功能
随着科学技术的进步，电力系统也越来越先进化和科技化，各个环节都相对应的承担自身负荷，不仅保持了电力系统运转过程中的频率，同时也实现了净交换功率计划值。所以，水电厂通过自动发电控制技术能够实现以下主要控制功能。首先是能够对频率进行控制，频率能够依照用电负荷以及发电功率的不同做出相应的调整，从而保证电力系统的频率能够一直保持在标准的有效范围内，同时也将积累偏差控制在所能接受的范围内；其次是对联络线的控制，通过对规定范围内发电系统功率分配的控制，能够有效保证范围内将交换功率控制在计划值内；
最后是可以实现电力系统运转的优化升级，电力系统在正常运转的前提下，通过控制系统能够实现对发电厂具体发电情况的协调，根据电力系统出现的周期性负荷变化，进行发电的调整，以此实现经济分配，确保电网最大化效益的实现。
二、自动发电控制技术的实现条件
1、科学的发电计划
电力系统出现的负荷变化本身就具有一定规律性，通常可以划分为持续、随机和脉冲三种分量方式[2]。在随机分量中，发电机组做出具有针对性的频率调整，可以称之为一次调频。在调频机组找那个有脉冲参与的频率调整就是脉冲分量，也可以称之为二次调频。持续分量的调整主要是通过负荷预计实现，依照负荷的变化曲线对机组进行启停安排，从而制定机组工作计划，实现功率平衡的需要要求。若制定的发电计划与实际发电情况存在的较大的偏差和不合理，将会对自动发电控制系统二次调整造成极大的影响，甚至出现发电功能不能正常进行的现象。
2、备用容量足够
为了保证电能质量以及用户正常的使用，自动发电系统内发电容量应该要比总负荷量大，这两者之间存在的容量差就是备用容量[3]。备用容量按照形式的不同可以划分为冷、热两种备用容量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆若负荷出现改变，日负荷曲线与预计值出现偏差，或者发电机组出现出力降低或者是不能运转的情况，这就需要热备用容量能够兼顾调整频率的功能要求。电力系统出现供电紧张的情况，可以通过拉闸等方式对周波进行维持。
3、调频厂条件
为了保证二次调整的顺利进行，这就需要调频厂具备足够的可调容量，实现自动发电的基本条件，另外，出力的调节效率应该保证能够满足电力系统负荷变化的需求。在选取调频厂时，通常会选择一些具有抽水蓄能以及具有较大调节容量的水电站作为调频厂。
4、自动化调度的实现条件
实现水电厂自动发电控制的基础就是要对数据进行实时的采集和监控，从而保证系统的正常运转。调度中心所使用的控制软件一改具备对自动发电控制的计算同时能够将调频发电机组定值进行调整的功能。
5、水电厂实现自动化的条件
水电厂对自动发电控制系统的技术要求比较的高，要想实现自动化调整通常就是通过计算机监控以及水轮发电机组调节器来完成。
三、系统的基本结构
1、计划跟踪
在自动发电控制系统中计划跟踪的主要目的就是在预先设定的计划中为发电基点功率提供技术和数据支持的作用，承担着调峰的任务，与发电负荷、发电计划和交换功率等有着之间的联系。
2、区域调节控制
在区域调节中就是对区域内存在的控制误差进行调整，区域调整属于自动发电系统的关键部分。
3、机组控制
在自动发电系统中采用基本控制回路实现机组的调整，确保频率的误差为0。在水电厂中，能够利用一台电厂控制器实现对多台机组进行同时控制的能力，信号通过自动发电控制系统将其传送到电厂控制器，然后在传输到各台机组。
四、系统控制方案
通常水电厂要想实现自动发电控制系统需要与计算机进行联合控制。通常情况下，控制系统可以划分为电厂和机组两种控制级，从而确保水电厂自动发电控制系统各项功能的实现。首先是调频功能，水电厂要确保电网调频任务的实现，当系统处于非调频模式时，出现的频率误差超过预计值时，这时自动发电控制系统就会启用频率模式，进行电力的直接调整；其次是实现功率控制功能；再次是实现给定水头发电的功能，根据电力系统、船只运行和灌溉等方面的需求，可以对对水头值进行预设，从而确保水电厂出力能够在预设的水头下运行。最后实现机组间功率效益分配功能，通过该功能能够实现对总功率、备用容量及设施最优化的分配方案。
结束语
自动发电控制系统作为现代电网控制系统中基本的重要功能，是建立在电网调度能量管理和发电机组协调控制的闭环控制系统。自动电压控制以各节点电压合格、关口功率因数为约束条件进行在线电压无功优化控制，实现无功分层分区平衡、发电机无功出力最优和网损最小的综合目标。
参考文献
[1]李卓远, 姜熙平. 水电厂自动发电控制技术探讨[J]. 工程技术:引文版, 2016(11):00010-00010.
[2]王文祯. 新时期水电厂自动发电控制技术研究[J]. 科学与财富, 2016(9).
[3]丰强, 丰芳. 水电厂自动发电控制技术的应用研究[J]. 工程技术:全文版, 2016(7):00182-00182.
论文作者:姚方禄1,徐伟华2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/13
标签：水电厂论文; 控制系统论文; 机组论文; 功率论文; 电力系统论文; 功能论文; 频率论文; 《电力设备》2017年第6期论文;