CN103036232A - Agc***在水电厂不同水头下跨越振动区的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属电力***自动化控制领域，涉及AGC***在水电厂不同水头下跨越振动区的方法。包括下列步骤：1）绘制出各机组水头与振动区函数关系曲线；2）根据水头与振动区函数关系式建立全厂数据结构模型，包括机组当前出力，全厂运行上下限，各振动区上下限限赋值；3）利用水电厂上传的全厂运行上下限，个振动区边界遥测信息，建立基于遥测信息的水电厂动态运行区间图；4）手/自动输入水头采集数值，控制模式使机组合理避开振动区分配负荷处理。本发明可使水电机组根据不同水头穿越振动区分配负荷，充分改善机组运行状态，使机组稳定安全高效运行。

Description

AGC***在水电厂不同水头下跨越振动区的方法
技术领域
本发明属电力***自动化控制领域，涉及AGC***在水电厂不同水头下跨越振动区的方法。
背景技术
自动发电控制(AGC)是现代电网控制中的一项重要功能,也是能量管理控制***(EMS)中重要的闭环控制功能。水电厂自动发电控制的具体内容是:根据水库上游来水量或电力***的要求,考虑电厂及机组的运行限制条件,在保证电厂安全运行的前提下,以经济运行为原则,确定电厂机组运行台数、运行机组的组合和机组间的负荷分配。在完成这些功能时,要同时避免由于电力***负荷短时波动而导致机组的频繁起、停。电厂主设备运行稳定、自动控制装置动作可靠是自动发电控制正常投入运行的前提条件。不同类型的水电厂考虑各自的特点和要求,实现的自动发电控制功能不尽相同,但一般包括以下几种:1)按给定负荷曲线方式运行。2)按给定负荷方式运行。3)自动调频(AFC)。4)低频自启动与高周波减出力。5)经济运行。其核心内容是电厂内机组的经济运行。
目前水电厂的AGC***采用采用的是负荷均分，水头不参与负荷调整，假如给定某负荷，当负荷分配后正是机组振动区，将长期在振动区运行，未具备自动避开振动功能，因此只有联系调度重分负荷或是退出AGC闭环运行。
发明内容
本发明的目的是提供一种AGC***在水电厂不同水头下跨越振动区的方法，可使水电机组根据不同水头穿越振动区分配负荷，充分改善机组运行状态，使机组稳定安全高效运行。
实现本发明的上述目的所采取的技术方案包括下列步骤：
①绘制出各机组水头与振动区函数关系曲线；
②根据水头与振动区函数关系式建立全厂数据结构模型，包括机组当前出力，全厂运行上下限，各振动区上下限限赋值，将该函数关系式写入计算机程序计算；
③利用水电厂上传的全厂运行上下限，个振动区边界遥测信息，建立基于遥测信息的水电厂动态运行区间图，并输入计算机进行处理；
④手动/自动向计算机输入水头采集数值，计算机向水电厂控制器输出控制模式来使机组合理避开振动区分配负荷处理。
在本发明的上述技术方案中，水电厂的控制器以固定基点方式参与区域控制，当输入水头采样数据后，控制器自行分配过振动区的负荷；当实际出力未进入振动区，目标出力落入振动区时，将目标出力限制在靠近实际出力侧振动区边缘；当目标出力穿越振动区时，根据控制器的基点模式和区域调节需求判断是否允许水电厂跨越振动区，允许跨越则将目标出力定为基点功率，同时跨越振动区，否则将目标出力限制在当前出力侧的振动边缘。
在本发明上述的步骤①中，应将各机组个水头下的振动区域分别写入计算机程序进行逻辑判断，从而达到合理分配负荷。
在本发明上述的步骤④中，在任何一种情况下，每次只选择一水电厂控制器跨越振动区，如果上次选择跨越振动区的水电厂控制器仍未结束跨越过程，将重设置水头采集数据。
水电厂机组跨越振动区过程中，机组受命令最大允许变幅约束，不受控制器调节步长的限制，以保证能快速安全跨越振动区。
本发明的有益技术效果是：改变了传统AGC静态振动区建模方式，在AGC***建立面向全厂控制器的动态振动区模型，生成可观测的水电厂有功功率动态运行区间，实时掌握水电厂的可调节区间和振动范围，提出水电厂振动区的具体跨越方法，使机组出力有效地避开水轮机的振动区间，并在合适时机快速安全跨越振动区，充分利用水电机组的调节优势，使机组安全高效运行。
附图说明
 图1为××水电站#1机组水头与振动区函数关系曲线。
 图2为××水电站#2机组水头与振动区函数关系曲线。
 图3为××水电站#3机组水头与振动区函数关系曲线。
 图4为全厂穿越振动区指令分配测试闭环测试曲线。
 图5为调度方式指令分配闭环测试曲线。
具体实施方式
AGC功率回路静态检查：
根据规范要求，对机组及AGC有功调节回路进行检查，XX水电厂机组AGC有功调节回路设计为:当AGC有功闭环调节投入是，调速器作为执行机构控制导叶，导叶控制流量调整机组出力，有功闭环调整由监控***AGC功率调节回路实现。
频差回路静态检查：
根据规范要求，对机组调频回路进行检查，XX水电厂机组频率调节回路设计为：机组调频回路死区0.05Hz，调差系数4%，一次调频上限为50.2Hz，一次调频与AGC采用叠加关系，即当电网频率超出调节死区时，调速器响应一次调频动作，同时监控AGC有功控制回路根据频差在AGC设定值上叠加一次调频有功出力增量，保证一次调频动作有功调整量正确。
上传调度信号及调度下发信号核对。
AGC遥信/遥测信息：
 。
AGC遥调/遥控信息：
Figure 618126DEST_PATH_IMAGE002
。
单机AGC投入：
单机投入AGC功能需要的条件:机组有功可远控，有功PID调节投入，LCU无故障，有功测量正常，调速***无严重故障。
单机AGC退出：
机组退出AGC的条件：机组有功不可远控，机组有功PID调节退出，机组LCU故障，机组状态突变，有功测量故障等任意条件满足机组将退出AGC。
全厂AGC投入：
全厂AGC正常投入条件：有机组投入AGC，***频率正常，机组无事故，AGC远控时与调度通信正常，各LCU无故障，全厂有功设定值与实发偏差在全厂调节死区内。
全厂AGC退出：
全厂AGC投入，测试无机组参加AGC，模拟电网频率故障，电厂事故，AGC控制权在调度时与调度通信故障，发电态机组状态突变，发电态机组LCU故障等情况下造成AGC退出。
单台机组穿越振动区指令分配测试。
在三种不同水头下进行测试，不同水头下三台机组振动不同，记录测试数据如下表。
单台机组指令分配开环测试表
。
注：#1机组实发功率为0是因为机组在停机态，后面表格中意义相同。
单台机组指令分配开环测试表：
Figure 606121DEST_PATH_IMAGE004
。
单台机组指令分配开环测试表：
Figure 358177DEST_PATH_IMAGE005
。
多台机组穿越振动区指令分配测试：
#2、#3机组同时投入AGC，在不同水头对应不同振动区的情况下进行测试，记录数据如表。
多台机组指令分配开环测试表：
Figure 180639DEST_PATH_IMAGE006
。
多台机组指令分配开环测试表：
Figure 385356DEST_PATH_IMAGE007
。
全厂穿越振动区指令分配开环测试：
在当前水头下，#1、#2、#3机组均投入AGC，穿越振动区测试记录如下表。
全厂指令分配开环测试表：
Figure 584256DEST_PATH_IMAGE009
。
全厂穿越振动区指令分配闭环测试
全厂指令分配闭环测试表：
Figure 190818DEST_PATH_IMAGE010
。
调度方式指令分配闭环测试：
AGC功能投入省调闭环模式，由调度远程下发全厂指令，观察机组指令分配情况。试验记录情况如下表，测试曲线如附图。
调度方式指令分配闭环测试表：
Figure 184181DEST_PATH_IMAGE011
。 

Claims (5)

1.一种AGC***在水电厂不同水头下跨越振动区的方法，其特征是包括下列步骤：
①绘制出各机组水头与振动区函数关系曲线；
②根据水头与振动区函数关系式建立全厂数据结构模型，包括机组当前出力，全厂运行上下限，各振动区上下限限赋值，将该函数关系式写入计算机程序计算；
③利用水电厂上传的全厂运行上下限，个振动区边界遥测信息，建立基于遥测信息的水电厂动态运行区间图，并输入计算机进行处理；
④手动/自动向计算机输入水头采集数值，计算机向水电厂控制器输出控制模式来使机组合理避开。
2.根据权利要求1所述的AGC***在水电厂不同水头下跨越振动区的方法，其特征是：水电厂的控制器以固定基点方式参与区域控制，当输入水头采样数据后，控制器自行分配过振动区的负荷；当实际出力未进入振动区，目标出力落入振动区时，将目标出力限制在靠近实际出力侧振动区边缘；当目标出力穿越振动区时，根据控制器的基点模式和区域调节需求判断是否允许水电厂跨越振动区，允许跨越则将目标出力定为基点功率，同时跨越振动区，否则将目标出力限制在当前出力侧的振动边缘。
3.根据权利要求2所述的AGC***在水电厂不同水头下跨越振动区的方法，其特征是：步骤①中，应将各机组个水头下的振动区域分别写入计算机程序进行逻辑判断，从而达到合理分配负荷。
4.根据权利要求2所述的AGC***在水电厂不同水头下跨越振动区的方法，其特征是：步骤④中，在任何一种情况下，每次只选择一水电厂控制器跨越振动区，如果上次选择跨越振动区的水电厂控制器仍未结束跨越过程，重新设置水头采集数据。
5.根据权利要求2所述的AGC***在水电厂不同水头下跨越振动区，其特征是：水电厂机组跨越振动区过程中，机组受命令最大允许变幅约束。
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