淺談水電廠AGC調(diào)節(jié)速度不達(dá)標(biāo)原因診斷

彭玥菀

國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司水電分公司 湖南長(zhǎng)沙 410000

1 背景介紹

華中網(wǎng)兩項(xiàng)細(xì)則規(guī)定，水電廠AGC調(diào)節(jié)考核指標(biāo)達(dá)標(biāo)值為：AGC調(diào)節(jié)速度≥0.8（PN/min），AGC調(diào)節(jié)精度≤0.03%。對(duì)不達(dá)標(biāo)指令考核電廠電量5萬千瓦時(shí)/日，對(duì)達(dá)標(biāo)指令按調(diào)節(jié)過程貢獻(xiàn)量計(jì)算補(bǔ)償金額。國(guó)網(wǎng)湖南水電公司4套AGC的平均AGC調(diào)節(jié)速度分別為0.7、0.6、0.6、0.1（PN/min）。根據(jù)湖南能監(jiān)辦并網(wǎng)電廠考核補(bǔ)償公告，公司2018年在兩項(xiàng)細(xì)則考核中凈虧損891萬元。公司必須盡快改善機(jī)組AGC調(diào)節(jié)速度，避免重大經(jīng)濟(jì)損失，并爭(zhēng)取更多補(bǔ)償效益。

2 業(yè)務(wù)分析

2.1 AGC調(diào)節(jié)過程

AGC全稱為自動(dòng)發(fā)電控制,發(fā)電廠AGC軟件根據(jù)調(diào)度中心AGC軟件計(jì)算令自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組出力,使電網(wǎng)頻率和聯(lián)絡(luò)線凈交換功率維持在計(jì)劃值。一次AGC調(diào)節(jié)的過程如下：（1）省調(diào)下達(dá)全廠有功給定值，由104主站發(fā)令；（2）電廠104子站接收省調(diào)AGC令，AGC程序按照策略將全廠總負(fù)荷分配至各成組可調(diào)機(jī)組；（3）機(jī)組有功實(shí)發(fā)值與有功目標(biāo)值偏差大于死區(qū)時(shí)，執(zhí)行有功目標(biāo)值，調(diào)速器受令調(diào)節(jié)導(dǎo)葉，直至有功實(shí)發(fā)值進(jìn)入調(diào)節(jié)死區(qū)內(nèi)；（4）機(jī)組有功值、全廠有功值反饋至省調(diào)，形成考核記錄[1]。

2.2 調(diào)節(jié)速度的影響因素

水電公司AGC調(diào)節(jié)時(shí)間過長(zhǎng)，根據(jù)機(jī)組調(diào)功動(dòng)作環(huán)節(jié)，分析其可能原因?yàn)椋海?）通訊時(shí)延長(zhǎng)，且省調(diào)采集時(shí)間間隔為5秒；（2）AGC程序分配時(shí)間長(zhǎng)；（3）調(diào)功令執(zhí)行不成功；（4）機(jī)組出力調(diào)節(jié)慢。

3 分析方法

采用軟件自動(dòng)生成為主，人工核對(duì)為輔的分析方法。

3.1 生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和處理

為分析AGC動(dòng)作全過程，必須采集發(fā)電廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)由監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)正向隔離裝置傳至Ⅲ區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，由大數(shù)據(jù)平臺(tái)每日定時(shí)抽取。為此定義了13張?jiān)幢恚?0個(gè)指標(biāo)，17個(gè)維度。源表包括廠站名稱表、LCU名稱表、秒級(jí)模擬量數(shù)據(jù)表、事件與命令定義表、數(shù)據(jù)類型表等。

對(duì)于全廠信息，主要收集的秒級(jí)模擬量數(shù)據(jù)有：全廠總有功、省調(diào)有功給定值、AGC有功可調(diào)上/下限、聯(lián)合振動(dòng)區(qū)上/下限。對(duì)每臺(tái)發(fā)電機(jī)組，采集有功給定值、有功實(shí)發(fā)值、機(jī)組有功可調(diào)上/下限值、機(jī)組振動(dòng)區(qū)限值、導(dǎo)葉開度。

收集數(shù)據(jù)后，使用python等編程語(yǔ)言，區(qū)分每一次AGC調(diào)節(jié)過程，對(duì)其通訊時(shí)延、調(diào)節(jié)時(shí)間、調(diào)節(jié)速度等指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算[2]。

3.2 考核信息收集

定義調(diào)控系統(tǒng)考核日、月數(shù)據(jù)表，每日定時(shí)爬取兩項(xiàng)細(xì)則考核信息。主要字段有：考核對(duì)象（機(jī)組）、考核時(shí)間、初始功率、結(jié)束功率、調(diào)節(jié)速度等等。

通過電廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)算值與調(diào)控考核數(shù)據(jù)的對(duì)比，繼續(xù)挖掘AGC調(diào)節(jié)速度不達(dá)標(biāo)的原因。

3.3 未達(dá)標(biāo)原因自動(dòng)診斷

分析每一種可能原因的數(shù)據(jù)特征，根據(jù)信息的關(guān)聯(lián)、分類計(jì)算結(jié)果，將每一條被考核的AGC調(diào)節(jié)過程與專家?guī)焯峁┑目己嗽蜃詣?dòng)匹配，生成統(tǒng)計(jì)報(bào)告，用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得出問題主因。對(duì)此，將可能原因劃分為5個(gè)大類。

第一類為調(diào)度AGC指令下達(dá)失敗。包含有：（1）調(diào)度通訊服務(wù)器故障；（2）電廠AGC功能退出。

第二類為AGC指令未分配。包含有：（1）調(diào)控指令值超出電廠AGC可調(diào)范圍；（2）調(diào)控指令值在電廠聯(lián)合振動(dòng)區(qū)內(nèi)；（3）調(diào)控指令調(diào)節(jié)幅度在電廠AGC調(diào)節(jié)死區(qū)內(nèi)；（4）連續(xù)兩個(gè)調(diào)控指令生效值相同；（5）連續(xù)兩個(gè)調(diào)控指令間隔時(shí)間太短；（6）電廠AGC程序缺陷。

第三類為AGC程序分配缺額。包含有：（1）電廠AGC程序缺陷；（2）缺額值不滿足機(jī)組振動(dòng)區(qū)穿越條件；（3）缺額值滿足機(jī)組振動(dòng)區(qū)穿越條件，但實(shí)際未穿越。

第四類為機(jī)組執(zhí)行問題。主要細(xì)分為：（1）開度模式下機(jī)組PLC未執(zhí)行；（2）功率模式下機(jī)組PLC未執(zhí)行；（3）開度模式下調(diào)速器參數(shù)設(shè)置不當(dāng)；（4）功率模式下調(diào)速器參數(shù)設(shè)置不當(dāng)；（5）低水頭條件下，機(jī)組調(diào)功能力已達(dá)極限；（6）電廠AGC令調(diào)節(jié)幅度太小；（7）調(diào)功過程與一次調(diào)頻動(dòng)作沖突；（8）調(diào)功過程與機(jī)組無功調(diào)節(jié)動(dòng)作沖突；（9）對(duì)共用引水鋼管的機(jī)組，機(jī)組水力條件受其他機(jī)組開停機(jī)、負(fù)荷調(diào)節(jié)過程影響。

第五類為考核方法問題。具體為：最大額定負(fù)荷機(jī)組未參與AGC調(diào)節(jié)，但參與調(diào)節(jié)速度計(jì)算。因?yàn)榭己思?xì)則按照“全廠最大單機(jī)額定功率”計(jì)算每臺(tái)機(jī)組的AGC調(diào)節(jié)速度，100MW的小機(jī)組在參與考核時(shí)，是按照同廠站最大機(jī)組額定出力200MW的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，必然造成AGC調(diào)節(jié)速度低的結(jié)果[3]。

4 診斷結(jié)果

根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，得出AGC調(diào)節(jié)速度不達(dá)標(biāo)的主要原因有4個(gè)：（1）AGC指令未分配或未執(zhí)行。原因主要是：調(diào)控指令值超出電廠AGC可調(diào)范圍、調(diào)控指令值在電廠聯(lián)合振動(dòng)區(qū)內(nèi)、AGC程序缺陷、PLC程序缺陷。（2）AGC分配時(shí)間長(zhǎng)。（3）機(jī)組出力調(diào)節(jié)慢。因?yàn)榭紤]機(jī)組檢修實(shí)際，調(diào)速器調(diào)節(jié)性能參數(shù)一般不會(huì)設(shè)置為最快。另有12臺(tái)機(jī)組在并網(wǎng)模式下使用開度調(diào)節(jié)方式。（4）考核規(guī)則對(duì)小機(jī)組不合理。

針對(duì)診斷結(jié)果，制定如下應(yīng)對(duì)措施：（1）對(duì)電廠AGC分配程序進(jìn)行改善，提高AGC分配速度。（2）利用機(jī)組檢修機(jī)會(huì)，對(duì)機(jī)組調(diào)速器參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，提高出力調(diào)節(jié)速度。（3）將部分機(jī)組的并網(wǎng)調(diào)功模式由開度調(diào)節(jié)方式調(diào)整為功率調(diào)節(jié)方式，并密切觀察機(jī)組運(yùn)行狀況。（4）對(duì)不合理的考核結(jié)果提出申訴，對(duì)考核細(xì)則提出修訂建議。

5 結(jié)語(yǔ)

通過大數(shù)據(jù)手段，對(duì)海量AGC調(diào)節(jié)過程信息進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、分析，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組AGC調(diào)節(jié)速度不達(dá)標(biāo)問題的精準(zhǔn)定位。解決了人工分析工作量大的問題，避免了憑經(jīng)驗(yàn)粗陋判斷的弊端。通過對(duì)數(shù)據(jù)的持續(xù)分析和對(duì)比，可以量化評(píng)價(jià)整改效果。其數(shù)據(jù)處理經(jīng)驗(yàn)值得學(xué)習(xí)，應(yīng)用方法值得推廣。