摘要：为保证电网安全运行，为了进一步改善调节品质，提高机组运行经济性，本文着重分析了当前机组在AGC控制功能指上存在的不足和问题，研究了基于大型水电机组运行实际的AGC系统常见问题和优化改进方案。
关键词：AGC；有功负荷；调整死区；控制模型
1、引言
随着国家异步联网的发展态势，太阳能、风能等新型能源发电机组的大规模建设投产，电网系统频率更加敏感，机组控制系统应急处理能力要求更强，控制参数要求自适应调节能力更强，发电机调节更加频繁，功率控制要求更高，为保证电网安全运行，为了进一步改善调节品质，提高机组运行经济性，本文着重分析了当前水电机组在AGC控制功能指上存在的不足和问题，研究了基于大型水电机组运行实际的AGC系统常见问题和优化改进方案，旨在建立以安全性和经济性相结合的、实现经济性最优的AGC控制模型。
2、小负荷分配门槛值较小的问题及优化方案
由于每台机组有功控制都存在一定的调节死区，当机组有功控制到死区内时，有功控制即被认为调节到位，此时的机组有功在调节死区内的变化，有功控制均不会再次调节。如果机组的有功与设定值相比，均处于正偏或负偏差，此时发生全厂负荷指令变化（大于小负荷分配门槛值）并均分至各台机组，且各台机组的分配指令均落入有功调节死区内，各台机组有功均不会调节，全厂总有功不会响应全厂有功设定值的变化。
例如一电站全厂有四台机组，各台机组有功调节死区为5MW，全厂有功调整死区为8MW，全厂AGC小负荷分配门槛值为17MW；当全厂有功设定值由1338MW减少至1320MW时，全厂有功设定值满足小负荷分配门槛值要求，将负荷变化优先减至1号机，1号机分配指令由334.5MW减至316.5MW，其余机组分配指令保持334.5MW不变，全厂总有功变化主要由#1机组响应。全厂总有功由1333MW调整至1321.5MW，与全厂有功设定值的偏差由5MW减至1.5MW。针对全厂有功设定值满足小负荷分配门槛值要求时，将优先级最高级机组外所有机组有功分配值跟踪一下有功实发值，然后将剩余的负荷指令分配至优先级最高的机组，即可将全厂总有功调节至全厂有功设定值附近，使之满足全厂有功调整死区8MW的要求；如果调节一定时间仍未达到全厂有功调整死区8MW的要求时，可再次按照上述方法进行二次分配。
3、全厂总有功调节不到位的问题及优化方案
将全厂AGC小负荷分配门槛值调整为大于等于投入AGC机组数量×机组有功调节死区×2时，当全厂执行小负荷分配策略时，由于各台机组有功调节死区的存在，全厂有功设定值由1338MW调整至1370MW后，全厂总有功虽然由1354MW增至1386MW，但全厂总有功与全厂有功设定值的偏差仍保持16MW不变，不能满足全厂有功调整死区为8MW的要求。
针对上述问题，经过模拟试验验证，对于全厂有功设定值不满足小负荷分配门槛值要求时（执行平均分配时），可以按照机组增/减负荷时，将死区设置为0，当机组实发超过设定值（上调节时，实发大于设定值；下调节时，实发小于设定值）时，死区开始起作用。
4、有功调节响应时间长的问题及优化方案
目前，水电厂AGC系统多采用周期型分配调度指令模式，即：当AGC接收到调度指令后，按照每T0秒的周期进行指令分配，全厂各台机组收到分配值的时间最多延迟T0秒，造成全厂有功控制响应时间增加；部分水电厂AGC系统的软件集成度不高，例如南瑞监控系统中AGC功能由AGC底层程序和监控系统脚本共同实现。由于二者计算周期不一致，导致AGC总计算周期延长，延长了有功调节响应时间。
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针对调节响应时间长的问题，考虑将AGC响应调度指令由周期型分配改为触发型分配，即将AGC收到调度指令后每T0秒一次的周期型分配改为收到新的有功设定值后，立即进行一次分配，从而减少有功调节响应时间；优化全厂总有功周期型计算策略，参照触发型计算方式，减少有功反馈变化的延迟时间。提高AGC系统的软件集成度，将AGC所有功能集中在统一运算周期的部分，若修改有难度，可将AGC重要功能，如：AGC有功指令校验，有功计算及分配等影响有功调节时长的功能集中在底层程序实现。
5、有功控制回路被调量选择的问题
目前，水电厂有功控制被调量测量源为变送器送至监控系统的有功测值和交采表送至监控系统的有功测值。正常情况下，变送器的有功测值作为机组有功控制的被调量，交采表的有功测值作为备用；当变送器有功测值异常时，将交采表有功测值自动切为机组有功控制的被调量。交采表有功测值往往采用通讯方式，与变送器有功测值相比有一定时间的延迟。有功调节被调量采取交采表有功测值时，采用同一组有功调节参数极易造成机组有功控制发生功率振荡。
针对有功控制回路被调量选择问题，建议按下述方法进行控制策略优化：1）将功率变送器增加至二个或三个，采取二取一或三取中的选择方式，将选后的变送器有功测值作为有功控制被调量；交采表有功测值只作为显示值，不作为被调量。2）若短期内无法增加功率变送器时，可对控制策略进行完善：正常情况下，变送器的有功测值作为机组有功控制的被调量；当变送器有功测值异常时，自动将有功闭环切除，人工判断交采表有功测值正常时，方可投入有功闭环。但有功闭环调节参数应增加一组交采表有功闭环调节参数，当发生被调量切换时，有功调节参数也应同步切换。3）机组有功闭环控制应增加功率振荡判断功能，当功率控制回路发生功率振荡时，可以立即切除有功闭环控制，将事故减至最小。4）机组有功闭环调节参数应考虑增加水头自适应控制回路，保证不同水头下的有功调节参数自适应调整，进而保证不同水头下的有功调节速率满足电网要求。
6、被调量采集抖动问题及优化方案
被调量采集抖动，容易引起实际值与设定值偏差变大，造成误调；同时会间接造成执行机构频繁动作，也即是频调；异常抖动还会造成 AGC、AVC、有功、无功闭环异常退出，也即是造成误退风险。关于这个问题在实际测试过程中，我们反复进行了试验求证，首先选用滤波的方法进行规避，后面又考虑了编程方法加以改进，最终总结出常见冗余信号及自动调节切手动处理逻辑如下：被调量偏差越限：冗余被调量之间差值；执行器偏差越限：执行器指令与反馈；调节偏差越限：设定值与被调量。
7、结语
本文通过对AGC系统的性能优化和成功运用，分析当前机组在AGC考核指标要求上存在的不足和问题，在AGC系统优化方面将对协调控制系统中的控制策略进行优化调整，对重要的调节参数进行试验整定，不断提高机组对AGC变负荷指令的响应能力，逐步改善机组协调系统的调节品质，建立适合生产实际的AGC控制模型，将通过现场试验确定系统各项参数的整定值，并通过实际运行情况进行优化调整，以达到最佳运行工况，在满足电网调峰要求的同时，也实现了机组运行经济性的大幅度提升。
参考文献：
[1]欧阳朝辉，段彩丽，刘云.提高发电厂AGC系统运行可靠性的管理措施和技术措施[J].电网技术，2005（18）：35-38.
[2]柏红艳，聂章龙.计算机通信与控制系统运行可靠性提升策略研究[J].科技风，2019（04）：78-79.
[3]左先旺，荣先钊.电力系统运行可靠性分析与评估[J].电子测试，2019（14）：68-69+62.
[4]张江滨. 梯级引水式电站机组控制系统优化研究[D].西安理工大学，2006.
论文作者:刘升,舒艳杰,杨增方
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/15
标签：机组论文; 全厂论文; 设定值论文; 分配论文; 死区论文; 指令论文; 负荷论文; 《电力设备》2019年第19期论文;