(国网新源水电有限公司新安江水力发电厂 311608)
摘要：本文分析了新安江电厂AGC系统投运对水电机组运行带来的影响，并提出了在AGC投运情况下改善机组运行状况的优化措施。
关键词：AGC、机组、最优工况
Abstract: This article made a analysis about the impact brings to the hydro-power units after Xin'an River power plant put AGC system into operation, and made optimization measures to improve the Operation Conditions of the units in AGC system operational circumstances.
Key words: AGC, generating unit, the most superior working condition
自动发电控制（缩写AGC）：利用调度监控计算机、通道、远方终端、执行（分配）装置、发电机组自动化装置等组成的闭环控制系统，监测、调整电力系统的频率，以控制发电机出力。随着经济快速发展，国民生产对电网质量和稳定性要求越来越高，AGC近年来在电网中广泛运用，对稳定电网频率起到重要作用。水电具有调节速率快的特性，在系统AGC调节中担当重要角色。
1 AGC投入对机组的影响
1.1 系统调节问题
退出AGC运行时，机组按负荷要求，在最优工况（90MW左右，随水头和机组特性略有不同）附近运行，机组投入AGC后，机组总负荷在一定范围内波动。总结AGC功能投入时系统调节出现问题：
（1）出现多机组长时间非最优工况运行。
（2）负荷调节频繁，波动幅度大。
（3）出现单台机组负荷剧烈波动。
（4）调节精度不能满足要求，调度给定和实发误差大，出现AGC故障，无法调节系统负荷。
（5）出现AGC响应速度过慢，机组被迫暂时退出AGC。
1.2 运行效率降低
AGC系统投运后，机组最优工况运行时间减少，单位水耗增加，效率降低。多台机组在AGC控制下空载备用状态运行时空载流量造成的水量损失可观。以9号机为例，分析出力特性曲线，下图某水头（上游水位103.03）9号机达到最高效率92%时出力为92MW，出力在90MW～92MW时，机组单耗最低，而当机组出力在60MW时，效率下降到87.3%，出力在60MW以下效率下降更明显。因此在AGC投运的情况下，减少机组轻负荷运行时间将带来较大的经济效益。
9号机出力特性曲线(上游水位103.03m)
目前我国AGC应用主要针对水头变化小（大库容）的电站，根据电网需要负荷，用等微增率法在机组间分配负荷。等微率增法的是对机组性能的数学描述，一般高次曲线的拟合特性高于低次，但由于对二次曲线求导产生的一次方程进行再处理的简便性，为降低软件复杂度、提高系统速动性，普遍把机组性能曲线拟合成二阶函数。等微增率法对描述机组性能的二次函数有“非凸”、“连续”的要求，这符合火电机组的特点，但对水电机组就是限制流量随功率变化均匀变化，这与水电机组的实际运行特性差距很大；另外拟合过程中会对水轮机组综合特性曲线进行很大简化，机组的综合特性曲线本来就是试验曲线，进一步简化导致精度进一步降低，系统还有后期数学运算简化，因此AGC对水电机组间的负荷分配非常粗糙。
2 AGC系统投入状态下的优化措施
2.1 定期测试机组动力特性，对数据进行分析处理并存档。
2.2 根据水电站日负荷计划，规划机组启停方案（轻负荷效率高的机组作AGC主调机组，进相功率小、漏水量小的机组作优先调相机组），优化机组负荷组合，提高整体运行经济性。
2.3 机组轻负荷运行较长时，运行人员与调度申请停机，保证电压合格的前提下减少调相机组。监盘时关注机组运行状况，单机负荷剧烈波动时及时干预，更换AGC主调机组，调节问题机组负荷至最优工况，振动偏大或振动区偏高的机组不投AGC。关注实际出力与系统给定负荷的偏差，偏差过大时及时校准。定期分析机组振动、摆度等关键数据。
2.4 进行机组组合优化试验，实现机组间负荷最优分配。成组总有功机组间优化分配约束条件：
1机组的特性曲线约束
当前水头下最大出力约束
躲避振动区
为防止机组振动区运行，机组运行区设置时应避开振动区。AGC分配有功会以振动区的某个点进行判定，判别机组是否跨越振动区的上限或下限。AGC机组优先级设定原则：从上向下跨越振动区时，以停机优先的机组先跨越；从下向上跨越振动区时，以开机优先的机组先跨越。无法比较开停机优先时以机组运行时间确定顺序，向下跨越以运行时间长的优先；向上跨越以运行时间短的优先。
2.5 通过改进调度与电厂间的通信协议解决监控系统AGC控制响应速度慢的问题。修改电网采用远方单机控制模式时厂监控系统对远方单机控制命令：将总调下发的AGC远方单机控制命令转换成有功出力增、减指令直接到机组调速器，减少中间环节系统响应时间；将电厂侧遥测发送阈值和遥测变化传送死区值设成一致，在调度主站侧不设接收阈值，从而提高遥测传送精度和速度；另外增加主站对厂站召唤频度，提高遥测值刷新速度，从而提高响应速率。
3 结论
AGC系统对稳定电网频率起到了重要作用，但增加了机组调节频率、幅度和低负荷运行时间，降低了运行效率。通过对系统及机组运行方式的优化，可提高AGC响应速率，提高机组运行效率，带来一定经济效益。
参考文献
[1]陈启卷 南海鹏，水电厂自动运行（第一版）.中国水利水电出版社，2009.12.1.
[2]刘维烈，电力系统调频与自动发电控制（第一版）.中国电力出版社，2006.4.1.
论文作者:盛晓栋
论文发表刊物:《电力设备》2016年第18期
论文发表时间:2016/12/1
标签：机组论文; 负荷论文; 系统论文; 曲线论文; 特性论文; 新安江论文; 工况论文; 《电力设备》2016年第18期论文;