（大唐韩城第二发电有限责任公司 陕西韩城 715400）
摘要：自动发电控制（Automatic Generation Control，AGC）是目前在火电机组普遍使用的负荷控制方式，远动终端（Remote Terminal Unit，RTU）是电网监视和控制系统中安装在发电厂或变电站的一种远动装置，通过对RTU系统的优化，满足机组协调系统在AGC模式下快速响应负荷的标准，优化电厂机组负荷响应速度与准确度，提高机组供电质量，使整个电厂以及区域电网安全稳定运行。
关键词：自动发电控制；远动终端；协调系统；优化
Abstract：Automatic Generation Control (AGC) is a load control method widely used in thermal power units at present. Remote Terminal Unit (RTU) is a kind of motion device installed in power plant or substation in power grid monitoring and control system, through the optimization of the RTU system, meet the standard of fast response load of unit coordination system in AGC mode, optimizing the load response speed and accuracy of the power plant unit,improve the quality of the power supply of the unit,let the whole power plant and the regional power grid operate safely and steadily.
Key words: AGC；RTU；Coordination system；Ootinmzation
1前言
随着电网容量不断扩大，电网对供电质量的要求也越来越高，它不仅要求发电机组具有很强的负荷响应速度和调峰能力，同时对控制品质及功能的考核也越来越严格。电力系统自动发电控制（Automatic Generation Control，以下简称AGC）承担着协调发电机组各系统以及响应调度中心负荷指令的重要任务，其控制性能和效果对机组运行的安全性、稳定性、经济性和电网有功调节水平有直接影响。
远动终端（Remote Terminal Unit，以下简称RTU）是电网监视和控制系统中安装在发电厂的一种远动装置，通过采集所在发电厂或变电站表征电力系统运行状态的模拟量和状态量，监视并向调度中心传送这些数据，执行调度中心发往所在发电厂的控制和调节命令。所以RTU系统的优化对AGC系统协调能力的改善有着非常重要的作用，提高AGC响应速度和控制精度，满足电网对供电质量的要求。
2 RUT在AGC中的作用
AGC主要由3部分组成：电网调度中心的能力管理系统（EMS）、电厂端的远动终端（RTU）和分散控制系统（DCS）的协调控制系统（CCS）。发电机组在正常运行时接受调度中心的负荷指令，而RTU系统在AGC的工作中起到一个连接调度和电厂的纽带作用，并为调度分配调整负荷提供必要的运行参数。首先，利用RTU的遥测功能，将机组的有关发电参数（实发功率）送到主站，通过遥信功能将有关机组协调装置的位置信号以及出线开关的位置信号送到主站，以提供给主站计算机在计算负荷分配以及输出负荷指令时使用。另一方面，RTU还要接受由主站发送来的AGC指令信号（遥调指令），经过校验无误后，将此指令转换为可以供机组协调装置接收的模拟信号，并将该信号送到协调装置，由热工响应的协调控制系统去调整机组的实发功率。
3 公司RTU与AGC协调检查问题
2017年1月起，陕西电网提出我公司AGC调节性能（Kp值）低，而RTU系统对机组数据采集是影响AGC调节性能的因素之一，在很多情况下，对机组数据的处理不好会影响上传数据的准确性，从而影响机组负荷在电网中的调节情况。为了保证公司机组安全、可靠、优质运行，提高机组与电网间功率及系统频率的控制水平，提高机组发电质量，按照电网管理规定和技术要求的相关内容，进行了数据核对工作，发现RTU系统与AGC系统在机组参数上有误差。表现在以下两个方面：
• RTU系统与AGC系统中机组发电机有功功率数值不一致，有误差；
• RTU系统中发电机有功功率数值刷新频率低，低于AGC系统刷新频率（1次/秒）。
4 RTU与AGC数据不一致原因分析
4.1 机组RTU与AGC数据来源
公司4台机组发电机有功功率在RTU中的采样方式为交流采样模式，在AGC中的采样方式为直流采样方式，其数据来源不同。详情如下：
•RTU系统通过交流采集板，将发电机出口测量CT与PT送来的交流二次电压与电流进行量化计算，得到机组发电机有功功率；
•AGC系统的发电机有功功率，是调取的DCS中的点信息，DCS中的信息为变送器屏有功功率变送器送来的4-20mA信号。
其数据不同源应该是数据不一致的原因之一。
4.2 机组有功功率相关数据统计
发现问题后，参照标准有功功率测量仪表与AVC系统，对运行机组RTU与AGC数据进行测量，并以标准测量仪结果为依据计算误差，其测量结果如表1。
表1 2017年01月10日机组有功功率测量表
同一天，对AGC调节性能最差的2号机组发电机有功功率RTU与AGC系统中的数据进行统计，其24小时运行数据对比曲线如图1.
图1 2号发电机有功功率24小时曲线
4.3 原因分析
从上表1数据中可以看出，公司1、2号机组发电机有功功率值在AGC与RTU系统中差异较大，而4号机组发电机有功功率值差异相对较小。从图1对2号机组发电机有功功率数据对比分析发现，2号机组有功功率值AGC系统大于RTU系统，两组数据差值对机组负荷增大而变大，且RTU在机组增、减负荷时对机组数据跟踪有延迟。
对比运行数据分析，机组AGC调节性能方面1、2号机组性能较差、4号机组较好，机组增、减负荷时AGC调节性能较差。测量统计数据与机组运行数据对比分析一致，影响机组AGC调节性能的一个因素确实为RTU系统对机组数据跟踪能力较AGC差，导致RTU与AGC系统中发电机有功功率数值不一致，影响调度EMS系统遥调数据的下发，从而对机组AGC系统响应速度造成不利影响。
5 RTU系统数据刷新频率
机组AGC系统所调取的DCS数据刷新频率为1次/秒，而RTU系统调度侧主站以及厂内后台小主站中，数据刷新频率低，且在机组负荷稳定运行时几乎不刷新，造成这种现象的原因主要为RTU系统遥测的死区设置问题。
5.1 遥测死区
遥测死区也就是遥测变化的门槛阀值，是用于遥测是否变化的标准值。遥测死区的大小也不是随便设置的，虽然理论上设置为0只要有微小的变化就可以反映出来，但是这并不是正确的做法，遥测死区的设置需要考虑综合考虑。
高级应用需要的遥测灵敏度，不同的测量对象的精度要求也不一样。同时遥测死区的设定需要考虑通信的负担，遥测死区的降低必然会导致报文量的增加。最后需要考虑测量源的实际精度，就是测控装置或者CT、PT等原始数据的采集精度，遥测死区的精度小于测量源的实际精度是没有意义的。
5.2 死区设定值调整
通过对RTU系统遥测死区设定值的检查发现，调度侧主站死区设定值为10，而厂内小主站死区设定值为2，即调度侧主站死区设定值偏高。
死区值对应机组有功值=（采样量程/遥测量化码值）*死区值*（CT、PT变比）
死区设定值对应机组负荷以2号机为例对比如表2。
表2 死区设定值对应机组负荷计算
在确定了RTU系统通信冗余负荷要求的基础上，将死区设定值由10改为2，即将机组发电机有功功率遥测变化的门槛阀值由0.33MW调整为0.066MW，提高RTU系统调度侧主站数据刷新频率，从而提升调度EMS系统下发遥调信号的精度，并最终提升机组AGC系统响应精度。
6 RTU与AGC数据不一致的解决方案
6.1 数据同源改造
由于RTU与AGC系统对机组发电机有功功率的数据采集方式不同，从而导致数据采集过程中的误差产生方式也不同。RTU系统的误差主要是由于系统交采板输入交流信号源、交采板采样精度以及功角在小与7°时的计算死区三方面造成，而AGC系统的误差则是由变送器交流信号源、变送器采样误差以及AGC直流信号采样三方面组成。
其中交流信号源误差影响较小且无法弥补，而RTU系统功角死区却是综合误差的最大影响因素，因此决定放弃原先RTU系统对机组发电机有功功率的数据采集方式，使用与AGC系统一样的采集方式。将信号采集由交采板转移至直采板，从而避免了交采板存在的功角死区问题，减小数据误差。将公司4台机组发电机有功功率变送器进行改造，将送至AGC直流信号的变送器由单输出改为双输出，变送器直流信号同时送至RTU和AGC系统，从而有效的避免了交流信号源以及交流信号采样给两系统带来的误差因素。
6.2 数据同源改造效果
数据同源后，RTU与AGC系统的间的机组发电机有功功率数据差值大大降低。对2号机组发电机有功功率值进行了不同负荷下的数据统计工作，并以AGC为基准进行误差计算，其统计结果如表3。
从表3可以看出，RTU与AGC系统机组发电机有功功率采集同源改造后，两组数据的偏差值明显降低，误差不超过0.1%，远小于改造前约为0.5%的误差。机组AGC调节性能显著提升。
表3 同源改造后2号机发电机有功功率数据统计
7 结论
对公司远动系统RTU的优化工作，通过对大量数据的采集与分析，并制定了有效的优化方案。最终优化效果如下：
•RTU与AGC系统数据误差小于0.1%；
•RTU遥测信号死区设定值对应机组负荷0.066MW。
改变采样信号源与AGC系统一致，提高RTU采样准确度，同时提升机组发电机有功功率数值相对于AGC系统的精度，最终使两系统数据保持一致。调整系统内机组发电机有功功率遥测信号死区设定值，增加遥测报文量，从而提高RTU系统调度侧主站数据刷新速度，进而提升调度EMS系统遥调信号下发频率与精度，使机组AGC协调性能机组负荷响应时间、速度、精度的标准。
8 经验及借鉴意义
近年来，在电力系统新增机组容量大、自动化水平不断提高的大趋势下，自动发电控制的普及与发展给电网与电厂带来了可观的经济效益和较高的安全性，但是同时也存在着一些问题。客观的来说，虽然电网发电机组自动化已经有了很大提高，但整体水平还是处于一个比较低的阶段，通讯自动化设备及功能相对落后，现场设备复杂，各自动化系统间存在配合不够密切的问题，其中之一的体现就是各自动化系统如RTU、AGC、AVC、PMU、稳控等采集机组数据时不一致的问题。
通过对自动发电控制的工作原理、运行方式等进行学习研究，对RTU等自动化系统进行优化，统一测量交流信源至同一装置，合理设置数据优先级和通信配置，保证各自动化系统密切配合，提升发电机组运行安全稳定性，不仅能够改善机组对电网一次调频的能力并提高电网调控水平，还能提高机组负荷响应能力和发电质量以及发电过程的经济性，有利于区域统筹安排调度，从宏观方面对各发电机组进行统一安排，增加机组效率。
参考文献
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[2]王锡凡.现代电力系统分析.北京：科学出版社，2003.
[3]吴涤，杨常府，等.IEC 870-5-101远动规约在国内的应用于实践.电力自动化设备，2002，（2）.
论文作者:张维韬
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/4/1
标签：机组论文; 死区论文; 系统论文; 数据论文; 功率论文; 发电机论文; 电网论文; 《电力设备》2018年第28期论文;