二灘水電站輔助服務(wù)AGC被考核原因分析

徐學(xué)琴,許明勇

(二灘水力發(fā)電廠,四川 攀枝花 617000)

二灘水電站輔助服務(wù)AGC被考核原因分析

徐學(xué)琴,許明勇

(二灘水力發(fā)電廠,四川 攀枝花 617000)

輔助服務(wù)是保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行和電能質(zhì)量合格的重要手段,電站AGC輔助服務(wù)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)對(duì)電站后期參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)具有實(shí)踐意義,本文闡述了AGC輔助服務(wù)考核規(guī)則,通過對(duì)二灘水電站AGC輔助服務(wù)被考核原因的分析,提出了一次調(diào)頻、調(diào)節(jié)速率、有功調(diào)節(jié)死區(qū)等定值優(yōu)化建議供同行參考。

輔助服務(wù);A G C;調(diào)節(jié)精度;調(diào)節(jié)速率

1 引言

根據(jù)華中電網(wǎng)實(shí)施兩個(gè)細(xì)則的通知,四川省于2009年底啟動(dòng)發(fā)電廠輔助服務(wù)及運(yùn)行管理考核系統(tǒng)建設(shè),2010年正式實(shí)施考核。輔助服務(wù)考核項(xiàng)目包括:黑啟動(dòng)考核;調(diào)度管理考核;非計(jì)劃停運(yùn)考核;調(diào)峰考核;AGC考核;一次調(diào)頻考核;無(wú)功調(diào)節(jié)考核;繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置管理考核等16項(xiàng)考核。二灘水電站自2010年開始實(shí)施AGC輔助服務(wù)考核以來(lái),每月AGC均被考核,分析AGC被考核原因具有現(xiàn)實(shí)的意義。

2 AGC輔助服務(wù)考核規(guī)則

2.1 是否投運(yùn)

無(wú)法投入AGC功能或AGC調(diào)節(jié)性能不滿足規(guī)定基本要求,每日按0.5萬(wàn)kW·h記為考核電量。

2.2 月可用率

月可用率≥90%,不考核。每低于1個(gè)百分點(diǎn)(含不足1個(gè)百分點(diǎn)),每臺(tái)次記考核電量5萬(wàn)kW·h。經(jīng)調(diào)度機(jī)構(gòu)同意退出的時(shí)間段,不納入考核范圍。

2.3 調(diào)節(jié)速率

Ps為機(jī)組命令下發(fā)設(shè)點(diǎn)值,t0為設(shè)點(diǎn)命令下發(fā)時(shí)間,Pr為機(jī)組有功實(shí)時(shí)采集值,tr實(shí)時(shí)有功值對(duì)應(yīng)時(shí)標(biāo)。

定義t=tr-t0

(1)如果|Pr-Ps|<ε,且t≤△tmax,ε及△tmax為定值,由系統(tǒng)送出。

確定P1=Pr和單個(gè)命令響應(yīng)時(shí)間t1=tr

(2)如果|Pr-Ps|>ε,且t>△tmax

確定P1=Pr

分別自動(dòng)統(tǒng)計(jì)15 min下發(fā)向上和向下調(diào)節(jié)命令的個(gè)數(shù)n,則

向上爬坡率統(tǒng)計(jì)規(guī)則:對(duì)統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)的所有的向上爬坡率求平均值。

向下爬坡率統(tǒng)計(jì)規(guī)則:對(duì)統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)的所有的向下爬坡率求平均值。

考核規(guī)則:統(tǒng)計(jì)出的向上調(diào)節(jié)速度小于向上爬坡率則為不合格,統(tǒng)計(jì)出的向下調(diào)節(jié)速度小于向下爬坡率則為不合格。每天96個(gè)點(diǎn)98%以上的點(diǎn)(即94個(gè)點(diǎn))合格AGC才不考核。

每15 min為一個(gè)統(tǒng)計(jì)時(shí)段,取調(diào)節(jié)速率的平均值。二灘水電站AGC輔助服務(wù)的調(diào)節(jié)速率定值為每臺(tái)機(jī)組10 MW/min,最高60 MW/min。

2.4 調(diào)節(jié)精度

Pc為機(jī)組或電廠可調(diào)節(jié)容量。

如果|P1-Pc|≤ε且t≤△tmax,△P=0

如果|P1-Pc|>ε且t>△tmax,△P=|P1-Pc|

單個(gè)命令調(diào)節(jié)精度為:ε=△P

以時(shí)標(biāo)統(tǒng)計(jì)15 min共下發(fā)的命令個(gè)數(shù)n,

響應(yīng)死區(qū)統(tǒng)計(jì)規(guī)則:對(duì)統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)的所有的響應(yīng)死區(qū)求平均值。

考核規(guī)則:統(tǒng)計(jì)出的調(diào)節(jié)精度(誤差)如果大于響應(yīng)死區(qū)(允許調(diào)節(jié)誤差)則為不合格。

每15 min為一個(gè)統(tǒng)計(jì)時(shí)段,取調(diào)節(jié)精度的平均值。二灘水電站AGC輔助服務(wù)的調(diào)節(jié)精度定值為20 MW。

2.5 調(diào)節(jié)容量考核

調(diào)節(jié)容量考核包括調(diào)節(jié)范圍上限和調(diào)節(jié)范圍下限的考核。

統(tǒng)計(jì)規(guī)則:對(duì)統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)的所有的可調(diào)范圍上限和可調(diào)范圍下限求平均值。

考核規(guī)則:統(tǒng)計(jì)出的可調(diào)節(jié)范圍上限小于設(shè)定的調(diào)節(jié)容量上限則不合格,統(tǒng)計(jì)出的可調(diào)節(jié)范圍下限大于設(shè)定的調(diào)節(jié)容量下限則不合格。

3 AGC輔助服務(wù)考核情況

以二灘水電站2015年4月(每月統(tǒng)計(jì)考核時(shí)段為上月26日至本月25日)為例,4月考核點(diǎn)共計(jì)2976點(diǎn),其中合格2 487點(diǎn),合格率約為84%;不合格489點(diǎn),其中143個(gè)點(diǎn)為調(diào)節(jié)精度不合格,約占29%;192個(gè)點(diǎn)為向上調(diào)節(jié)速率不合格,約占39%; 154個(gè)點(diǎn)為向下調(diào)節(jié)速率不合格,約占32%。4月份因AGC調(diào)節(jié)性能不滿足細(xì)則要求被考核電量15萬(wàn)kW·h,該月AGC調(diào)節(jié)性能不合格天數(shù)為30 d,考核天數(shù)為31 d,合格天數(shù)為1 d。

4 AGC輔助服務(wù)考核原因分析

4.1 AGC設(shè)定值方面

二灘水電站AGC是四川電網(wǎng)川渝斷面聯(lián)絡(luò)線潮流調(diào)整的主力發(fā)電廠,AGC設(shè)定值偏小,調(diào)整頻繁,且存在反復(fù)調(diào)整的現(xiàn)象。

據(jù)統(tǒng)計(jì),2015年8月省調(diào)AGC共下發(fā)設(shè)定值43 050次,全天平均每分鐘下發(fā)一次設(shè)定值,負(fù)荷高峰期每16～20 s左右下發(fā)一次設(shè)定值,最快僅8 s即下發(fā)一次設(shè)定值,引起調(diào)速器頻繁調(diào)節(jié)。設(shè)定值偏差在15 MW內(nèi)的次數(shù)達(dá)到853次,因設(shè)定值過小,不能引起調(diào)速器有效的調(diào)節(jié),從而達(dá)不到良好的調(diào)節(jié)效果。詳見圖1。

圖1 2015年8月AGC設(shè)定值調(diào)節(jié)次數(shù)統(tǒng)計(jì)

據(jù)了解,省調(diào)AGC系統(tǒng)根據(jù)聯(lián)絡(luò)線潮流功率變化情況并考慮各種因素,計(jì)算出總有功設(shè)定值,并按一定的規(guī)律分配到具備調(diào)節(jié)能力的各電廠,如果檢測(cè)到二灘水電站當(dāng)前總有功輸出值與分配給二灘水電站的設(shè)定值偏差達(dá)到30 MW則省調(diào)AGC認(rèn)為二灘水電站具備調(diào)節(jié)能力,新的設(shè)定值下發(fā)到二灘水電站執(zhí)行。二灘水電站由于受一次調(diào)頻、模擬量采樣環(huán)節(jié)綜合誤差和電調(diào)的調(diào)節(jié)死區(qū)(4 MW)的影響,很容易達(dá)到省調(diào)下發(fā)新定值的條件,因此,反映到實(shí)際中即表現(xiàn)為AGC設(shè)定值頻繁,AGC前后兩次設(shè)定值之間的偏差較小。

4.2 負(fù)荷分配方面

二灘水電站機(jī)組型式為混流式,機(jī)組強(qiáng)渦帶工況區(qū)范圍大,水頭135 m時(shí),機(jī)組振動(dòng)區(qū)范圍150～360 MW,水頭184 m時(shí),機(jī)組振動(dòng)區(qū)范圍150～460 MW,機(jī)組跨振動(dòng)區(qū)時(shí)間需要1 min左右,為避免機(jī)組反復(fù)跨越振動(dòng)區(qū),AGC允許有功缺額40 MW,仍不能完全避免設(shè)定值反復(fù)而導(dǎo)致的頻繁跨越振動(dòng)區(qū)問題,機(jī)組跨越振動(dòng)區(qū)期間AGC調(diào)節(jié)速率、調(diào)節(jié)精度均不能滿足輔助服務(wù)考核要求。

4.3 負(fù)荷調(diào)節(jié)方面

二灘水電站AGC輔助服務(wù)受考核很大因素是受一次調(diào)頻的影響,當(dāng)機(jī)組并網(wǎng)且在功率反饋方式下檢測(cè)到機(jī)端頻率偏離系統(tǒng)頻率50 Hz±0.04 Hz時(shí),一次調(diào)頻動(dòng)作執(zhí)行,當(dāng)頻率恢復(fù)到50Hz±0.01Hz范圍內(nèi)后,一次調(diào)頻動(dòng)作復(fù)位停止。一次調(diào)頻指令信號(hào)與功率偏差調(diào)節(jié)指令疊加在一起共同作用于機(jī)組負(fù)荷的調(diào)節(jié),當(dāng)一次調(diào)頻和AGC指令是反方向的情況下,指令出現(xiàn)疊加效應(yīng),兩種指令都起到了調(diào)節(jié)作用,但其調(diào)節(jié)量因互相抵消,均未達(dá)到各自的調(diào)整值,會(huì)出現(xiàn)一次調(diào)頻和AGC均被考核情況。

圖2 二灘水電站6臺(tái)機(jī)組一次調(diào)頻動(dòng)作次數(shù)統(tǒng)計(jì)

圖3 機(jī)組一次調(diào)頻影響機(jī)組有功調(diào)節(jié)精度

另外,二灘水電站機(jī)組容量大,機(jī)組調(diào)速器調(diào)節(jié)死區(qū)設(shè)置為4 MW,考慮到模擬量采樣環(huán)節(jié)綜合誤差,全廠總有功輸出偏差控制在20 MW以內(nèi)較困難。

5 AGC輔助服務(wù)優(yōu)化建議

5.1 省調(diào)AGC有功調(diào)節(jié)死區(qū)定值優(yōu)化

為降低二灘水電站機(jī)組機(jī)械磨損、金屬疲勞破壞等情況,改變AGC設(shè)定頻繁,設(shè)定值偏差小的現(xiàn)狀,建議將省調(diào)側(cè)AGC中設(shè)定的二灘水電站有功調(diào)節(jié)死區(qū)由30 MW放寬至50 MW,同時(shí)將調(diào)節(jié)量最大值由80 MW增加至100 MW。需要負(fù)荷微調(diào)的,由小電廠承擔(dān)。該建議已獲得調(diào)度部門的認(rèn)可并得到實(shí)施。

5.2 一次調(diào)頻定值優(yōu)化

參與調(diào)頻、調(diào)聯(lián)絡(luò)線潮流的水電廠應(yīng)將一次調(diào)頻定值按上限50 Hz±0.05 Hz取值,以減小一次調(diào)頻對(duì)AGC精度調(diào)節(jié)的影響。

5.3 輔助服務(wù)中AGC調(diào)節(jié)速率定值優(yōu)化

AGC輔助服務(wù)考核中調(diào)節(jié)速率定值簡(jiǎn)單地將并網(wǎng)機(jī)組定值進(jìn)行代數(shù)和,未考慮AGC調(diào)節(jié)特性,以二灘水電站6臺(tái)機(jī)組為例,調(diào)節(jié)速率定值為每臺(tái)機(jī)組10 MW/min,當(dāng)6臺(tái)機(jī)組并網(wǎng)則定值為60 MW/min,實(shí)際AGC負(fù)荷調(diào)節(jié)通常只有1～2臺(tái)機(jī)組同時(shí)參與調(diào)節(jié),大負(fù)荷偏差情況下最多3～4臺(tái)機(jī)組同時(shí)參與調(diào)節(jié)即能滿足要求。因此,建議AGC調(diào)節(jié)速率定值考慮AGC負(fù)荷分配特性,每臺(tái)機(jī)組10 MW/min,最高40 MW/min。

6 結(jié)語(yǔ)

二灘水電站多年來(lái)為川渝電網(wǎng)無(wú)償提供了自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)、調(diào)峰、旋轉(zhuǎn)備用、無(wú)功調(diào)節(jié)、黑啟動(dòng)等輔助服務(wù),對(duì)川渝電網(wǎng)乃至華中電網(wǎng)保持長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行做出了巨大的貢獻(xiàn)和犧牲,有償輔助服務(wù)的實(shí)施,極大地提高了二灘水電站的積極性,后續(xù)將通過不斷完善各種參數(shù),以期提高電站輔助服務(wù)能力。

[1]關(guān)于印發(fā)《華中區(qū)域并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則》和《華中區(qū)域發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理實(shí)施細(xì)則》的通知[Z].

TM761

B

1672-5387(2017)07-0026-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.07.007

2017-04-27

徐學(xué)琴(1975-),女,高級(jí)工程師,從事電站檢修維護(hù)和運(yùn)行管理工作。