高代丽
国家电投集团四川兴鼎电力有限责任公司 四川省 阿坝州 黑水县 623500
摘要：随着电力系统现代化、自动化水平的发展，自动发电控制（AGC）技术的在水电厂中的应用越来越广泛，其本质上是建立在以计算机为核心的能量管理系统及发电机组协调控制和可靠信息传输系统基础之上的远程闭环控制系统，是建设大规模电力系统，实现自动化运行控制的一项最基本最实用的功能。AGC的应用，可有效减轻水电厂值班人员劳动强度，提质增效，为水电厂实现远程控制、无人职守(少人值班)提供了技术保证。
关键字：水电厂；机组；AGC运行影响；控制措施
自动发电控制（AutomaticGenerationControl，简称AGC）是指按电网调度中心的控制目标将指令发送给有关发电厂或机组，以迅速、经济的方式自动控制发电厂有功功率来满足系统需要，通过电厂或机组的自动控制调节装置，实现对发电机功率的自动控制。
万水电站AGC系统通常包括调度端主站、厂站端子站监控系统、机组现地控制单元、机组调速系统、水轮发电机组等。调度端主站通过远动通信与厂站端子站监控系统之间传输四遥数据。厂站端子站监控系统向调度端主站上传的遥信量有机组有功功率、无功功率等，遥信量有机组断路器状态、机组及全厂AGC状态等；调度端主站向厂站端子站监控系统下发的遥调量为全厂有功功率设定值。
1.AGC在水电厂中运行方式的应用与优化
首先，通常情况下，该系统负荷承担分配，主要是针对于水量优化分配，并做好水电机组的微调，以实现同等容量评估；另一方面，通过对该系统程序的应用，能够使机组运行得到调整，并在合理负荷区间进行工作，从而减少振动，为机组运行提供良好工况等。从AGC控制过程来看，它包括数据采集、监控SCADA，并将其与机组实时功率、机组命令形成进行连接，尤其是在数据采集方面，包括频率量测、期望频率、联线路线交换功率与计划、时差、电能差等，而这些数据所获的过程也是这些部位与区域ACE进行连接并进行整体联动的过程，所以，从数据采集——分析过程——机组期望发电等全面化的控制与监控是其极大的特征与优势。
其次，从电网水电厂运行模式方面来看，它的影响因素多于火电厂，而且情况相对复杂；尤其是在对水能的利用中，应该做到节约，也就是说电力系统运行应该更加经济，效率与效益应该得到全面提升，比如，在蓄水发电之外，还应该考虑到防洪作用、灌溉功能、供水价值、导航能力，因此，综合性的调度才是其应该考虑的优化重点。因此，通过对水电机组的分析，需要从运行方面入手，以电网调频、调峰、应急储备方面进行统一分析，统筹安排；另一方面，从AGC功能方面看，可以增加调节的灵活性，但需要在振动方面、空化方面做出相应的努力与限制。所以，具体的优化措施是，对发电机组进行优化；比如机组的耗水量与机组出力之间是正比例关系，所以，对于水轮发电机组的水耗量特性应该加以分析；而可以通过耗水量Q、有功了力P来建立起相关的坐标系，等某点S为P有功出力与Q耗水量坐标系中的某点时，则有Qs与Ps间的关系量，设水耗浪微增率为，则可以得到；因而得到增出线，从而得到1号机减少耗水量、水轮机2增加耗水量，并且以此获得全厂耗水量的变化情况，所以，能够有效的理解运行方式改变与耗水量间的变化关系。以引增加AGC系统中的优势。
第四，在运行管理方面、运行系统中的优化与应用问题，则需要采用相关的JavaRMI、COM/DCOM；具体如系统的开放性、设备功能造型、功能自治性、现场调控的适应性，而且在互可操作性与可用性以及系统结构的分散性方面，都需要进行细致化的分析与有效对接及应用。这方面的经验自上世纪在我国的水电厂自动化控制系统发展中积累了较多经验，可以借鉴。
2.某水电站一次调频与AGC、监控系统功率调节配合策略
2.1一次调频运行基本情况
当机组并网运行时，调速器检测到机端频率超出（50±0.05）Ｈｚ时，调速器自动调节输出功率，同时向监控系统反馈一次调频动作信号。当频率恢复到（50±0.05）Ｈｚ范围内后，一次调频动作过程结束。并且，一次调频指令信号与功率偏差调节指令叠加在一起后输出至调速器控制机组导叶开度。
2.2一次调频与监控系统功率调节配合策略
2.2.1调速器开度模式下一次调频与监控系统配合策略
目前，某水电站机组功率调节采用调速器开度模式（机组功率闭环由监控系统完成，调速器仅作为调节机构），AGC闭环运行时，监控系统通过信号脉冲形式发至调速器控制输出机组导叶开度。配合策略如下：
（1）一次调频调节过程中监控有功闭环不进行干预，若在监控有功闭环调节过程中，且一次调频动作，则监控有功闭环和一次调频同时调节。
（2）监控有功闭环调节过程中机组有功实发值与设定值偏差进入死区10秒后闭锁控制输出，如果一次调频动作引起有功设定值与实测值偏差超过死区，监控有功闭环也不再进行调节，除非有新的有功设定值下发，监控有功闭环才进行调节。当机组实发值与设定值偏差大于20MW时，监控系统上位机报“机组有功实发值与设定值偏差大于20MW”，监控有功闭环不进行调节。
2.2.2调速器功率模式下一次调频与监控系统配合策略
调速器功率模式（机组功率闭环由调速器完成，监控系统只下发功率设定值，此模式下一次调频与监控没有配合，完全由调速器进行累加调节。
2.3一次调频与AGC配合策略
一次调频调节过程中AGC不进行干预，若在AGC调节过程中，且一次调频动作，则AGC和一次调频同时调节。
全部机组投入AGC，全厂总有功设定值不变，则AGC分配策略不变，AGC调节到位后，如果一次调频动作，AGC不进行调节。
部分机组投入AGC，如果一次调频动作，引起全厂总有功实测值变化至0.5倍调整死区即4MW之外，此时全厂总有功设定值不变，但未投入AGC机组有功实测值发生改变，则AGC分配策略发生改变，会重新分配下发机组设定值，此时AGC会进行调节。
调度两次下发设定值之差在12MW之外，AGC接受新下发值，如果调度两次下发设定值之差在12MW之内，此时判断全厂总有功实发值与设定值的偏差，如果偏差在8MW之外，则接受新下发值，否则不接受。
3.某大型水电站一次调频与AGC、监控系统功率调节配合策略存在的问题及改进建议
3.1一次调频与AGC配合策略存在的问题及改进建议
目前，一次调频与AGC配合策略主要存在问题及改进建议:
（1）部分机组投入AGC闭环调节时，其他未投入AGC发电机组一次调频动作可能会引起AGC分配策略发生改变，AGC会重新分配发电机组设定值。
改进建议：调速器计算未投入AGC机组一次调频动作引起的负荷偏差量并上送监控，监控将此负荷偏差叠加至AGC全厂总有功设定值，使全厂总有功设定值与实发值保持一致，使未投入AGC机组一次调频动作不再引起AGC分配策略改变。
（2）一次调频与AGC调节存在反向调节的情况，削弱了一次调频的作用。
改进建议：
（1）电网频率低于额定频率给定门槛时，电网AGC主站不下发减负荷指令，电厂侧应不执行AGC减负荷指令。
（2）当电网频率高于额定频率给定门槛时，电网AGC主站不下发加负荷指令，电厂侧不执行AGC加负荷指令。
3.2一次调频与监控系统功率调节配合策略存在问题及改进建议
目前，一次调频与监控功率调节配合策略主要存在问题及改进建议:
（1）调速器开度模式下，存在一次调频与监控系统功率调节相反的情况，从而削弱了一次调频与监控系统功率调节功效。
改进建议：调速器一次调频动作过程中如遇相反监控功率给定，调速器闭锁监控功率给定指令，一次调频结束后再重新接收监控系统有功功率给定指令。
（2）调速器开度模式下，监控有功闭环调节机组有功测值与有功负荷设定值之差进入死区10秒后闭锁输出，如果一次调频动作引起有功设定值与实测值偏差超过死区，监控有功闭环也不再进行调节，但在调节过程中还存在一次调频与监控系统功率调节同向调节导致机组有功超调及负荷波动。
改进建议：
（1）将调速器一次调频纳入监控系统功率调节PID参数优化试验，优化监控系统PID参数。
（2）调速器将一次调频动作量送至监控，监控系统有功设定值累加一次调频动作引起的负荷偏差量。
4.结论
在电网运行过程中，自动发电控制（AGC）控制策略的优化至关重要。按照发电厂的生产流程以及电网的运行实际，在具体的控制策略优化中，应找准优化的着力点，保证自动发电控制（AGC）控制策略优化取得积极效果。
参考文献：
[1]自动发电控制（AGC）技术规范