火電廠AGC系統試驗與分析

穆小亮 廉永 劉躍峰 劉園偉 陳光華

摘要：簡要介紹了目前火電廠AGC系統試驗的現狀，指出了系統級測試的不足。在分析火電廠AGC系統控制原理的基礎上，結合相關標準和國家管理規定的要求，提出了火電廠AGC系統現場驗收測試檢驗的重點，設計了有針對性的測試項目和方法。以火電廠AGC系統現場驗收中發現的典型問題為例，進一步規范了火電廠AGC系統檢測工作。

關鍵詞：火電廠;AGC系統;現場驗收

0 引言

為了落實低碳環保和節能減排政策，我國對電網節能調度的要求不斷提高，促使火電廠積極研究各種節能措施。在此背景下，AGC系統得到了快速發展和應用。目前，針對火電廠AGC系統的檢驗，只停留在機組和子站層面，重在驗證機組側DCS系統的功能和性能指標，缺少對AGC系統整體以及發電廠AGC系統與調度主站之間信息和命令交互功能測試的驗證。系統級測試檢驗的缺失，給電網安全發電、并網和安全運行埋下了隱患，越來越引起了發電廠和電網公司的重視。國家能源局等機構也針對AGC系統提出了加強檢驗檢測的要求，以便在電網并網前發現并排除安全隱患，提高電網運行的安全、穩定性。

1 火電廠AGC系統控制原理

1.1? ? AGC系統控制結構

AGC系統采用的是雙網冗余結構，結合綜合煤耗優化和比例分配等控制策略，以電網安全穩定運行為前提，實現電廠的安全、經濟運行，以實現電力系統節能減排為最終目標。

1.2? ? AGC系統控制流程

本文以配置3個機組的火電廠為例，AGC系統接受到上級調度中心實時下發的負荷調節指令，同時在線采集3個機組的實時運行數據。在滿足響應速度與響應準確性的前提下，AGC系統通過計算制定各機組間有功負荷的經濟分配策略，并將優化分配的結果直接傳送給3個機組的DCS系統，實現機組有功功率的自動增減。AGC系統控制流程如圖1所示。

1.3? ? AGC系統控制模式

AGC系統控制模式主要包括電廠控制模式和調度控制模式兩種模式。

電廠控制模式是指調度AGC系統處于退出狀態，各機組DCS系統投入AGC系統，調節負荷指令由操作員通過操作站手動下發，然后通過負荷優化控制系統，計算分配給各個機組調節指令。

調度控制模式是指調度AGC系統處于投入狀態，各機組DCS系統投入AGC系統，調節負荷指令由調度下發，然后通過負荷優化控制系統，計算分配給各個機組調節指令。

2 火電廠AGC系統測試

2.1? ? 測試重點

根據《地區電網調度自動化系統》（GB/T 13730—2002）、《火力發電廠廠級監控信息系統技術條件》（DL/T 924—2005）、《火力發電廠電力網絡計算機監控系統設計技術規定》（DL/T 5226—2005）等標準，以及國家電監會第22號令《電網運行規則（試行）》、電監市場〔2006〕42號令《發電廠并網運行管理規定》等文件要求，火電廠AGC系統現場驗收需要重點驗證以下內容：

（1）指令收發的正確性。主要驗證AGC系統與調度通信是否正常，并驗證電廠與調度信號傳遞、指令傳遞的正確性。

（2）火電廠AGC系統保護邏輯的正確性。主要檢驗電廠AGC系統在運行異常時，是否能夠保持原令，是否能給出告警，是否正常退出并保持電廠出力不變，是否出現溜負荷等異常情況。

（3）火電廠AGC系統調節速率和調節精度是否滿足調度需求。主要驗證AGC系統能否根據調度指令，采取正確的功率分配策略進行計算和控制，測試AGC系統對全廠有功功率的調節精度與調節性能是否滿足要求，測試AGC系統工作是否正確、可靠，同時，測試AGC系統的調節速率。

（4）火電廠AGC系統指令的跟隨正確性。主要驗證AGC系統的穩定運行性，測試系統正常運行過程中有無異常情況出現。

2.2? ? 試驗設計

針對火電廠AGC系統測試中需要重點驗證的內容，本文也設計了針對性的測試項目，具體如下：

2.2.1? ? 上、下行信號收發試驗

（1）根據調度點表，檢驗工程師在火電廠與調度進行通信點的數據傳動，包括遙信（包括SOE事件）、遙測信號，調度值班員觀察信號接收情況（遙測信號在調節上、下限范圍內，至少上送兩個信號）;

（2）調度值班員根據電廠實際情況，下發不同的遙調指令，檢驗工程師在火電廠觀察并記錄監控系統的接收情況（指令在調節上、下限范圍內，至少下發兩個指令）。

2.2.2? ? AGC保護功能試驗

（1）依次模擬安穩切機動作、母線不平衡動作、全廠輔機故障、機組有功不可調等情況，在監控系統上查看告警及AGC系統反映情況;

（2）依次模擬AGC指令越AGC系統調節上、下限及幅度等情況，在監控系統上查看告警及AGC系統反映情況;

（3）依次模擬有功采集模塊故障、遙信數據位壞數據、遙信和遙測沖突等情況，在監控系統上查看告警及AGC系統反映情況。

2.2.3? ? 階躍響應試驗

（1）調度值班員根據電廠實際情況，在不同時間點下發不同的調節指令，從AGC系統調節下限逐漸提高到AGC系統調節上限，在監控系統上觀察并記錄每次變化的時間和調節后的負荷，以此計算AGC系統的調節精度和調節速率是否滿足調度需求;

（2）調度值班員根據電廠實際情況，在不同時間點下發不同的調節指令，從AGC系統調節上限逐漸下降到AGC系統調節下限，在監控系統上觀察并記錄每次變化的時間和調節后的負荷，以此計算AGC系統的調節精度和調節速率是否滿足調度需求。

2.2.4? ? 24 h運行曲線試驗

根據電廠實際情況，調度自動下發AGC指令。電廠接收并實際調節機組的出力，連續試運行24 h，在監控系統上觀察并記錄電廠AGC系統實際負荷與調度下發負荷指令之間的偏差。

3 典型問題分析

實驗室配合開展了3個火電廠的AGC系統現場驗收測試，填補了火電廠AGC系統整體以及火電廠AGC系統與調度主站之間信息和命令交互功能測試的缺失，驗證了火電廠AGC系統的有效性。本文對AGC系統現場測試過程中發現的一些典型問題進行分析，具體如下：

3.1? ? 不同AGC系統主機顯示數據不一致

測試條件：給裝置輸入數據，在不同的AGC主機上查看裝置數據。

測試現象：火電廠內部，不同位置的AGC主機顯示數據不一致。

問題分析：廠家在調試過程中，只更新了某一AGC主機的程序和配置文件，未對其他主機進行實時更新，這就要求廠家在調試完成后，對所有服務器的程序和配置文件進行更新，使所有服務器上的數據及畫面保持一致。

安全隱患：不同的AGC主機上顯示不同的遙信狀態和遙測數據，導致電廠值班員誤操作。

3.2? ? 調度側數據與電廠側數據不一致

測試條件：調度控制模式下，將電廠與調度間通信的光纖拔出，模擬通信中斷。

測試現象：120 s后，調度監控系統顯示調節權由調度切換為電廠。但是，電廠監控系統始終顯示調節權在調度，無切換過程。調度監控系統顯示與電廠監控系統顯示不一致。

問題分析：調度側配置參數與電廠側配置參數不一致，檢驗工程師應和調度確認實測點的配置參數，確保電廠側和調度側配置參數一致。

安全隱患：機組控制權歸屬混亂，導致電廠值班員和調度值班員均不下發調節指令，發電過程無負荷調節。

3.3? ? 機組就地功能失效

測試條件：在電廠控制模式下，火電廠將1#機組LCU切為現地模式（1#機組退出AGC系統）。此時，檢驗工程師在火電廠監控系統下發1#機組LCU調節指令。

測試現象：火電廠1#機組LCU執行梯調下發調節指令（1#機組LCU切為現地模式，不應執行調節指令）。

問題分析：火電廠1#機組接線錯誤。

安全隱患：LCU就地控制的時候，若遠方有合閘指令，機組會繼續合閘，造成人員傷亡。

3.4? ? 監控系統顯示保護動作信號錯誤

測試條件：模擬#1、#2機組AGC系統產生低周波閉鎖減信號。

測試現象：AGC系統監控畫面中“#1、#2機組AGC低周波閉鎖減”信號光字牌文字描述為“#1、#2機組AGC高周波閉鎖增”。

問題分析：AGC系統廠家在做監控畫面的時候，保護告警信號關聯錯誤。

安全隱患：電廠值班人員無法得知低周波告警，給AGC系統下發減負荷指令，因機組不執行，認為AGC系統失效。調度控制模式下，檢測到電網周波小于周波設定值下限時，AGC系統不執行AGC減負荷指令;檢測到電網周波大于周波設定值上限時，AGC控制系統不執行AGC增負荷指令。

4 結語

火電廠通過開展AGC系統現場驗收測試工作，從AGC系統整體及其與調度主站的交互等方面，對AGC系統功能和邏輯進行了驗證，可以有效發現和消除安全隱患，彌補機組測試存在的不足。

發電廠作為整個電力系統的能量源泉，在并網前，借助專業的檢測機構，針對AGC系統開展專業的驗收測試，是進一步規范AGC系統檢驗檢測工作，確保系統安全穩定運行，保證發電安全、節約能源和消耗的有效途徑。

[參考文獻]

[1] 師延平，祁延強.火電廠自動發電控制（AGC）試驗及運行技術[J].電子技術與軟件工程，2014（18）：261-262.

[2] 金豐，陳建國.火電機組一次調頻和AGC性能優化分析[J].東北電力技術，2014（5）：7-10.

[3] 周亮亮，張光玉.淺析AGC及一次調頻控制系統優化[J].科技視界，2013（18）：139-140.

[4] 何平.廠級AGC系統在火電廠中的應用[J].云南電力技術，2013（3）：64-66.

收稿日期：2020-07-04

作者簡介：穆小亮（1988—），男，河南許昌人，碩士研究生，研究方向：智能變電站自動化設備及系統、通信網絡及時間同步測試技術。