王海佳 董云超
（云南保山苏帕河水电开发有限公司 云南保山 678000）
摘要：经济调度和自动发电控制（ED/AGC）作为提高流域梯级电站自动控制水平，以流域经济运行、水量利用最优化为原则，通过自动采集相关发电机组实时数据、水文信息进行有效的优化计算对发电生产进行自动控制，从而提高电能质量，降低发电成本。
关键词：流域；经济调度；自动发电；控制
引 言
苏帕河流域已建成投产的“一库五级”水电站，公司拥有茄子山水库及一级茄子山电站、二级象达电站、三级乌泥河电站、四级阿鸠田电站，2009年底公司在保山的多流域梯级电站集中控制中心建成投产，全部在运电站发电管理实现了由现场值守向远程集中控制调度管理的转型，实现对跨流域梯级各水电站的联合运行和集中生产运行管理，为了进一步充分利用好流域内有限的水利资源，提高流域梯级电站的运行管理水平，有效提高流域经济效益。公司在现用集控中心实现五遥的基础上新建流域梯级电站经济调度控制系统。
经济调度和自动发电控制（ED/AGC）作为提高流域梯级电站自动控制水平，以流域经济运行、水量利用最优化为原则，通过自动采集相关发电机组实时数据、水文信息进行有效的优化计算对发电生产进行自动控制，从而提高电能质量，降低发电成本。此外，实现了自动发电控制后。机组的自动化水平提高了，从而减轻运行人员劳动强度。
一、集控中心ED/AGC
集控中心ED/AGC通过电网调度得到流域梯级电站的总负荷（未来24小时时段计划负荷及流域实时负荷给定值），并根据流域梯级各电站实际状态，进行优化计算，将优化后各电站负荷下发到电站计算机监控系统，由各电站AGC软件对集控中心下发的负荷进行优化分配，并下发到机组。
ED/AGC功能配置结构图
集控中心ED/AGC设计了三种负荷分配模式：按比例分配模式，耗能量最小模式，梯级等流量模式。其中，按比例分配模式为当前普遍采用的负荷分配方式。而耗能量最小方式和流域等流量模式则都为新型的运行模式，二者均采用了动态规划算法对系统进行了优化，前者使得所有参与AGC的电站在满足负荷分配需要的基础上消耗的水能最小；而后者则根据水情数据结合使得各个水电站出站流量一致，保持梯级各水库水位稳定。
流域总负荷由电站级AGC功能选择决定，实际分配给参与集控ED/AGC成组的电站和机组的负荷为流域AGC负荷，等于梯级电站总负荷减去未参与集控ED/AGC成组的机组和电站的负荷实时值。即：
1、集控中心ED/AGC负荷分配方式
1）容量比例方式
关于AGC的分配算法，目前使用最广泛的是机组容量比例方式，其分配原则是，将梯级AGC负荷EAGC按照每台机组容量占所有AGC成组的机组容量的比例进行分配。即：
其中：
Punit 为AGC为单台参与AGC的机组分配的负荷；
Nunit为第i台参与AGC的机组有功容量；
为参与AGC的机组有功总容量。
容量比例负荷分配方式的特点是简单稳定，实用性强，结果便于检查分析。
2）耗能量最小模式
针对流域梯级电站的特点，集控中心ED/AGC增加了以流域梯级电站系统内水能总消耗量最小为目标的优化算法。即：
其中
Eplant——编号为plant的电站在单位时间内的能耗；
Hplant——编号为plant的电站的净水头；
Qplant——编号为plant的电站的发电流量。
3）流域梯级等流量模式
根据苏帕河流域的实际情况，为了流域梯级电站发电流量与水情数据更好的结合，集控中心ED/AGC提供了梯级等流量模式的AGC负荷分配方式。即：
其中
Qi（Pi）——编号为i的电站分配负荷为Pi时的出站流量；
Qunit——编号为plant的电站中，编号为unit的机组的发电流量。
流域梯级等流量模式的目的是使串联的梯级电站的出站流量相等，在一段时间内保持各个电站的库容稳定，并且在每个电站内部实现了对每台机组负荷分配的最优化。
二、电站级
电站层AGC软件采用独立进程，配置AGC监视和控制画面。由电站AGC软件对集控中心下发的负荷进行优化分配，并下发到机组。
1、AGC软件有功分配策略
电站层AGC软件采用步长修正等容量负荷分配策略。负荷分配遵从下述原则：
1）机组不能运行在振动区
2）不能频繁跨越振动区
3）当给定总有功大于实发总有功时，机组尽可能不减负荷；当给定总有功小于实发总有功时，机组尽可能不增负荷；
4）机组不能频繁调节（小负荷变化由1台机移动）。
其中：P为电厂给定总出力；
为每台机组为当前计算的机组容量比例系数；
为成组可调机组发电态机组容量比例系数总和。
为了防止机组频繁调节，程序设定每台机的步长循环分配，全厂有功设定值增加时，机组实发有功占最大容量比例小的机组优先增加负荷，全厂有功设定值减少时，机组实发有功占最大容量比例大的机组优先减负荷。譬如：增有功幅度在优先级最高的机组步长范围内，那么就只增加该机组有功即可，如果超出步长，再增下一个优先级高的机组，直至分配至目标负荷。当然，分配过程中需考虑机组最大最小有功限制和振动区限制。这样负荷变幅不大时，只有一台或两台机组采用调节，可以防止机组过于频繁调节，同时也可减少多台机组参与小负荷波动造成累计负荷偏差，较好地跟踪有功给定值。
2、AGC软件振动区处理策略
程序自动计算机组的全厂等值振动区。
3、AGC跨越振动区策略
为了减少对机组磨损，机组不能运行在振动区，并且尽可能少的跨越振动区。
1）为了减少机组跨越振动区次数，程序设置跨越振动区死区。机组由于在当前不跨越振动区运行区域无法跟踪目标值时，机组需要跨越振动区，机组跨越振动区与不跨越振动区相比功率缺额减少值大于跨越振动区死区时，机组跨越振动区。
2）为了防止机组间负荷不平衡，程序考虑在必要时跨越振动区。不跨越振动区时振动区上的机组分配功率最小者与振动区下的机组分配功率最大者的差值大于预设值时，且跨越振动区后无功率偏差值。
4、AGC软件安全策略
1）当控制权为集控时，当集控与电站通信故障时，AGC退出，并维持当前负荷。
2）当某台机组有功通道故障时，AGC退出，并维持当前负荷。
3）监控系统水情数据错误：当上下游水位值、净水头越过上下限，程序可以自动将错误水头值过滤掉，同时产生报警，并退出电站AGC功能。
4）电厂AGC控制权为集控时，给定值超过全厂调节上下限时，或给定值与实发有功值差值大于预先设定的有功变幅时，AGC维持当前指令不变，且报警提示运行人员。
结 论
运用以上的控制策略，使得经济调度在流域经济调度和自动化控制方面能较好的实现，既能保证经济的控制，机组的稳定和安全又得到了保证。
论文作者:王海佳,董云超
论文发表刊物:《河南电力》2018年15期
论文发表时间:2019/1/22
标签：机组论文; 电站论文; 负荷论文; 梯级论文; 流域论文; 分配论文; 步长论文; 《河南电力》2018年15期论文;