达宏亮　李春瑾

摘 要：自动发电控制（AGC），是并网发电厂提供的有偿辅助服务之一，发电机组在规定的出力调整范围内，跟踪电力调度交易机构下发的指令，按照一定调节速率实时调整发电出力，以满足电力系统频率和联络线功率控制要求的服务。或者说，自动发电控制（AGC）对电网部分机组出力进行二次调整，以满足控制目标要求。文章主要就苗家坝水电站功率闭环模式对于自动发电控制（AGC）过程中影响其速率的因素进行简单地分析，重点讨论自动发电控制（AGC）速率的提高方法。

关键词：水电站；有功调节；自动发电控制（AGC）；速率；方法

苗家坝水电站总装机容量270MW，3台机组监控系统、调速系统于2014年6月投入运行。监控系统选用了南京南瑞公司的SJ-500系列产品，机组LCU选用美国GE公司生产的RX3i型可编程控制器，控制器以及通信采用冗余设计，自投运以来运行稳定。

1 改造前工况

由于3台机组调速器在并网后处于“导叶开度调节模式”运行，AGC程序给出参加AGC机组有功设定值，通过机组LCU自身进行PID误差计算，输出脉冲，由继电器开出至调速器，再由调速系统进行“导叶开度调节”，导叶开度模式为开环调节，导致调节误差无法闭环控制。功率和频率之间是间接联系，并不是直接调整，导致调节速度偏慢，死区偏大，功率调节响应速度和调整精度不能够满足电网要求。在机组AGC投入运行后，AGC功率响应速率为10%左右，不能满足电网“两个细则”规定要求（不小于50%）。

为了更好地发挥水电机组的调频能力，使机组运行中AGC速率满足电网“两个细则”要求，在保留现有监控功率闭环调节模式的基础上，对机组监控系统功率闭环调节模式进行升级改造。

2 改造技术要求

3台机组监控系统功率闭环改造主要是在保留现有机组监控功率闭环调节模式的基础上，增加配合调速器功率闭环调节的调节模式，即通过机组监控现地单元将上位机或触摸屏下发的有功设定值转换成模出量送给调速器，由调速器自身根据该有功设定值进行功率闭环调节。这种调节方式，相对原有的机组LCU中PID闭环调节，在输出环节、执行环节和反馈环节上更简洁，更直接。监控只需将有功设定值送给调速器，具体的PID闭环调节由调速器自身系统完成，监控不参与具体的闭环调节，这样能够利用调速器自身在功率模式下良好的调节性能，有效提高机组对有功设定值的响应速度、调节速度和调节精度。

3 改造范围

3.1 监控系统升级改造范围

3.1.1 硬件增加

（1）监控系统下位机LCU需增加1块模出量模块（美国GE RX3i PLC）。

（2）监控系统下位机LCU需增加至少4路模出量端子排。

（3）监控系统下位机LCU需完成模出模块到端子排的配线。

3.1.2 软件修改

（1）监控系统下位机PLC程序修改，增加模出调节等功能。

（2）监控系统上位机数据库、画面以及顺控等做相应修改。

（3）监控系统下位机触摸屏程序作相应的修改。

3.2 调速系统升级改造范围

3.2.1 硬件增加

（1）模拟量输入通道有1个备用通道，作为“模拟量功率给定”输入通道使用。

（2）需对PCC基板进行扩展，以满足对开入开出、模入模出模件的增加，增设相应的模拟量隔离模块，以保证“模拟量功率给定”信号能够对等地送至调速器柜内的两套PLC内。

（3）调速器柜与机组LCU柜之间连接电缆，至少需10芯的备用芯以实现上述信号传输。

（4）调速器功率变送器需2块（1A，100V），保证数值的准确性，分别作为A、B套的功率反馈采样所用。

3.2.2 软件修改

（1）机组监控系统内增加与“调速器功率模式”调节协调的功能。

（2）调速器人机界面上开放“功率模式”调节参数，调速器PCC程序内增加“功率模式下”一次调频功能，满足一次调频动作时闭锁功率调节。

4 改造后效果

监控系统根据操作员或调度中心给定的全厂总功率、备用容量的要求以及设备的实际状况，自动计算出当前水头下电站的最优机组组合和机组间的最经济负荷分配方案。将全厂总功率分配到运行机组中，AGC功率响应速率为76%，调节精度稳定在死区500kW范围内。AGC调节精度及调节速率都满足电网“两个细则”规定要求。

5 结束语

自动发电控制（AGC）着重解决电力系统在运行中的负荷分配问题。电力系统的供电频率是系统正常运行的主要参数之一。若总输出功率与总功率消耗之间失去平衡时，频率就发生波动，严重时会出现系统崩溃。电力系统的负荷是不断变化的，這种变化有时会引起系统功率不平衡。要保证电能的质量，就必须提高自动发电控制（AGC）调节速率和调节精度。当频率偏离额定值后，快速调节发电机的出力以使电力系统的有功功率达到新的平衡，从而使频率能维持在允许范围之内。只有确保自动发电控制（AGC）调节速率和调节精度，才能够真正保证电网的安全及稳定。

参考文献

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