一大型水電站在雙向潮流約束條件下的AGC功能策略設(shè)計(jì)

王 剛，蒲 瑜，成建軍，竇海妮

（雅礱江流域水電開發(fā)有限公司，四川 成都 610051）

一大型水電站在雙向潮流約束條件下的AGC功能策略設(shè)計(jì)

王 剛，蒲 瑜，成建軍，竇海妮

（雅礱江流域水電開發(fā)有限公司，四川 成都 610051）

主要針對國內(nèi)一大型水電站AGC成組運(yùn)行有功策略分配原則、220kV系統(tǒng)與500kV系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變4號主變壓器不能過載運(yùn)行，將4號主變功率納入3號機(jī)可調(diào)范圍計(jì)算策略以及對多臺機(jī)組成組下其組合振動區(qū)模型建立的方法進(jìn)行了闡釋，并對AGC投入的安全策略進(jìn)行了分析。為其他電站AGC策略設(shè)計(jì)提供相關(guān)參考。

AGC；主變；組合振動區(qū)；安全策略

1 概述

該水電站位于四川省涼山州境內(nèi)，總裝機(jī)為3臺300MW的機(jī)組，母線有兩個電壓等級∶220kV和500kV，其中220kVⅠ段母線和Ⅱ段母線聯(lián)絡(luò)運(yùn)行，500kVⅠ段母線和Ⅱ段母線聯(lián)絡(luò)運(yùn)行，1號機(jī)接入220kV系統(tǒng)，2號、3號機(jī)接入500kV系統(tǒng)。220kV母線和500kV母線由4號主變壓器聯(lián)絡(luò)運(yùn)行。因此，聯(lián)絡(luò)變4號主變安全穩(wěn)定運(yùn)行是該電站發(fā)電運(yùn)行的根本要求，為了電站、電網(wǎng)的安全高效運(yùn)行，同時提高電廠、電網(wǎng)自動化水平，需采用適合的有功分配策略，因此，在設(shè)計(jì)中規(guī)定了潮流由220kV母線流向500kV為正，反之為負(fù)。

2 有功分配策略設(shè)計(jì)原則

電站多機(jī)組負(fù)荷分配遵循以下兩個原則∶

（1）由于1號、2號、3號機(jī)組容量相同，當(dāng)成組可控機(jī)組同時運(yùn)行在振動區(qū)以上或振動區(qū)以下可調(diào)范圍時，采用等比例分配策略[1]。

（2）成組可控機(jī)組運(yùn)行在不可調(diào)節(jié)范圍時，為了避免機(jī)組頻繁跨越振動區(qū)，當(dāng)遙調(diào)給定總有功大于全廠實(shí)發(fā)總有功，優(yōu)先增加處于低可調(diào)范圍機(jī)組的負(fù)荷，該機(jī)組調(diào)節(jié)至低可調(diào)范圍上限后在增加處于高可調(diào)范圍機(jī)組的負(fù)荷，當(dāng)所有成組可控機(jī)組均運(yùn)行在當(dāng)前可調(diào)上限仍不能滿足系統(tǒng)負(fù)荷要求才考慮按照開機(jī)順序逐臺向上跨越振動區(qū)；反之，當(dāng)遙調(diào)給定總有功小于全廠實(shí)發(fā)總有功，優(yōu)先減少處于高可調(diào)范圍機(jī)組的負(fù)荷，該機(jī)組調(diào)節(jié)至高可調(diào)范圍下限后再減少處于低可調(diào)范圍機(jī)組的負(fù)荷，當(dāng)所有成組可控機(jī)組均運(yùn)行在當(dāng)前可調(diào)下限仍不能滿足負(fù)荷要求才考慮按照停機(jī)順序逐臺向下跨越振動區(qū)。本站設(shè)置開機(jī)順序?yàn)椋?號、2號、3號），停機(jī)順序?yàn)椋?號、2號、1號）。

3 4號主變穿越功率對1號機(jī)可調(diào)范圍影響

3.1 4號主變功率允許1號機(jī)可調(diào)上、下限計(jì)算公式

4號主變限制1號機(jī)可調(diào)下限=1號機(jī)調(diào)節(jié)下限

3.2 4號主變安全約束上下限計(jì)算方法

3.3 4號主變安全約束裕度計(jì)算方法

3.4 1號機(jī)組上下調(diào)節(jié)裕度計(jì)算方法

3.5 1號機(jī)組及4號主變安全約束的運(yùn)行上下限計(jì)算方法

3.6 結(jié)合上述內(nèi)容，1號機(jī)組可調(diào)上限

3.7 2號、3號機(jī)組可調(diào)上限、下限

4 多機(jī)組成組組合振動區(qū)探討

四川省電力公司調(diào)度控制中心總站收到該廠上送的可調(diào)范圍，根據(jù)系統(tǒng)要求計(jì)算下發(fā)一個在可調(diào)范圍內(nèi)的給定值，本廠接受此值進(jìn)行優(yōu)化分配到各機(jī)組。使用組合振動區(qū)方便調(diào)度人員掌握本廠可調(diào)范圍，下達(dá)調(diào)節(jié)指令快速、準(zhǔn)確，使各臺機(jī)組避開振動區(qū)安全有效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

4.1 組合振動區(qū)模型建立（見圖1）

圖1

4.2 不同水頭下機(jī)組最大出力測量

不同水頭下機(jī)組最大出力必須根據(jù)本廠實(shí)際情況，對機(jī)組最低水頭與最高水頭下機(jī)組最大出力進(jìn)行測量。目前AGC合格率均作為并網(wǎng)電廠安全性評價(jià)重要指標(biāo)之一，也是輔助服務(wù)的要求[2]。如不同水頭下機(jī)組最大出力與機(jī)組實(shí)際出力不一致，可能導(dǎo)致兩種結(jié)果∶一是當(dāng)前水頭下AGC程序中設(shè)定機(jī)組出力比實(shí)際機(jī)組最大出力小，將導(dǎo)致參與AGC成組機(jī)組無法達(dá)到當(dāng)前水頭下實(shí)際最大出力，影響電廠的發(fā)電量；二是當(dāng)前水頭下AGC程序中設(shè)定機(jī)組出力比實(shí)際機(jī)組最大出力大，將導(dǎo)致參與AGC成組機(jī)組無法達(dá)到下發(fā)給定目標(biāo)要求，影響電廠AGC的合格率，造成不必要的考核。因此不同水頭下機(jī)組最大出力必須通過現(xiàn)場試驗(yàn)獲得。

4.3 不同水頭下機(jī)組振動區(qū)測量

電廠機(jī)組在運(yùn)行過程中，為保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)有效避開其振動區(qū)運(yùn)行，因此對于不同水頭下機(jī)組振動區(qū)測量應(yīng)與不同水頭下機(jī)組最大出力測量同時進(jìn)行。本廠已和中試所聯(lián)合試驗(yàn)確定了機(jī)組在不同水頭下機(jī)組振動區(qū)（P1，P2）。

通過試驗(yàn)得到各機(jī)組在不同水頭下機(jī)組最大出力，與機(jī)組振動區(qū)（P1，P2），從而確定了各機(jī)組的最大調(diào)節(jié)范圍，結(jié)合圖1所建模型，計(jì)算出多級成組情況下的組合振動區(qū)，從而得出多機(jī)成組后機(jī)組的可調(diào)范圍上送四川省調(diào)度控制中心。

5 安全策略

（1）全廠AGC功能約束條件∶全廠主接線完整，4號主變穿越功率未越限，安穩(wěn)裝置未動作。以上任意一項(xiàng)故障自動退出全廠AGC功能，確保電廠安全運(yùn)行。

（2）機(jī)組成組可控約束條件∶機(jī)組LCU在線，機(jī)組發(fā)電狀態(tài)，機(jī)組無故障，機(jī)組輔助系統(tǒng)運(yùn)行正常。以上任意一項(xiàng)故障自動退出該機(jī)組成組可控。

（3）AGC在調(diào)節(jié)指令落入振動區(qū)內(nèi)閉鎖調(diào)節(jié)，報(bào)警“調(diào)節(jié)指令在振動區(qū)”；機(jī)組正在跨越振動區(qū)期間，AGC接收到調(diào)度指令閉鎖輸出，報(bào)警“增方向閉鎖/減方向閉鎖”；AGC接收到調(diào)度指令超出調(diào)節(jié)范圍時閉鎖輸出，報(bào)警“遙調(diào)指令超出范圍”，提醒調(diào)度值班人員指令不正確，方便調(diào)度人員快速調(diào)整指令，使調(diào)節(jié)更合理。[3]

6 結(jié)語

電站AGC升級完成后，經(jīng)過試驗(yàn)后聯(lián)系平穩(wěn)運(yùn)行。新控制策略更符合電站運(yùn)行情況，保證了電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，極大提高了電廠和電網(wǎng)的自動化水平。

[1]劉維列.電力系統(tǒng)調(diào)頻與自動發(fā)電控制［M］.北京：中國電力出版社，2006

[2]四川電網(wǎng)AGC系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行管理規(guī)定（試行）[Z].2009.

[3]四川電力系統(tǒng)調(diào)度控制管理規(guī)程[Z].2012.

TV736

B

1672-5387（2014）02-0030-03

2013-11-22

王 剛（1986-），男，工程師，從事水電運(yùn)行技術(shù)工作。