水電廠AGC自動發(fā)電控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)與優(yōu)化策略分析

以水電廠自動發(fā)電控制(agc)應(yīng)用過程中的雙母線頻率信號切換、總負(fù)荷設(shè)定方式、單機(jī)自動發(fā)電控制(agc)\"檢修態(tài)\"、設(shè)定值下發(fā)至調(diào)速器方式及安全策略改進(jìn)方面進(jìn)行闡述。

水電廠跨領(lǐng)域中是否可以實(shí)現(xiàn)自動發(fā)電控制這樣一個目標(biāo),和我國范圍之內(nèi)電力系統(tǒng)這和個體自動發(fā)電控制結(jié)果之間呈現(xiàn)出來的相互關(guān)系是較為密切的。但是現(xiàn)階段我國范圍之內(nèi)的各個中小規(guī)模水電廠自動化水平是較為低下的,為了可以我國范圍之內(nèi)中小型水電廠領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)\"無人值守\"這樣一個目標(biāo),針對自動發(fā)電控制技術(shù)在水電廠中得到的應(yīng)用就有一定的現(xiàn)實(shí)意義,希望可以在今后相關(guān)的工作人員對這個問題進(jìn)行分析的時候起到一定程度的借鑒性作用,最終在我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程向前推進(jìn)的過程中做出一定的貢獻(xiàn)。

在介紹多布水電廠自動發(fā)電控制(agc)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理、約束條件和負(fù)荷分配策略的基礎(chǔ)上,通過程序?qū)崿F(xiàn)調(diào)度對水電廠agc與一次調(diào)頻配合關(guān)系及負(fù)荷調(diào)節(jié)速率的方式.圖1幅,表1個.

以遺傳算法為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)出一種新的水電廠自動發(fā)電控制,該算法將約束條件采用罰函數(shù)法,從而將機(jī)組避免在非運(yùn)行區(qū)工作。仿真計(jì)算驗(yàn)證了該算法有效地解決了優(yōu)化問題中對求解多約束的處理。程序設(shè)計(jì)簡單,收斂速度快。實(shí)驗(yàn)證明多機(jī)組和大功率輸出時,受agc控制機(jī)組耗水量降低了1%~2%。

以遺傳算法為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)出一種水電廠自動發(fā)電控制算法。該算法有效地解決了優(yōu)化問題中對求解多約束條件的處理問題。程序設(shè)計(jì)簡單,收斂速度快。仿真計(jì)算驗(yàn)證了該算法的有效性。

水電廠自動發(fā)電控制（agc）牽涉到諸多因素，要真正取得實(shí)效，需要提供周全靈活的運(yùn)作模式和安全可靠的容錯協(xié)調(diào)手段．自動發(fā)電控制的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循如下原則：（1）應(yīng)考慮廠內(nèi)機(jī)組運(yùn)行方式的多樣性，使參加agc的機(jī)組處于相對優(yōu)化工況；（2）能周全靈活地選擇agc的運(yùn)作模式，和具備足夠的檢錯、糾措手段，以便適應(yīng)各制約因素的要求，發(fā)揮實(shí)際有效的作用；（3）注意相關(guān)功能的協(xié)調(diào)，追求最好的綜合經(jīng)濟(jì)效益．實(shí)現(xiàn)agc的宗旨則是為了安全、可靠、迅速、經(jīng)濟(jì)地發(fā)電．

運(yùn)用最小值原理的方法,根據(jù)水輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的各個參數(shù),求出最短時間控制的開關(guān)曲線,使得在不改變電廠原有設(shè)備的前提下,實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)對機(jī)組負(fù)荷調(diào)整的最短時間控制,經(jīng)濟(jì)效益顯著

水電廠本身具備可以改變輸出功率的功能,并且還可以有效地控制電力系統(tǒng)的自動發(fā)電.本文針對水電廠自動發(fā)電控制技術(shù)進(jìn)行了探討,從某些環(huán)節(jié)介紹了水電廠自動發(fā)電控制的任務(wù)和功能.并且還結(jié)合工程的實(shí)際情況,提出了水電廠自動發(fā)電系統(tǒng)控制的方案.

根據(jù)緊水灘水力發(fā)電廠的實(shí)際情況,分析研究電廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行策略,并簡述電廠梯調(diào)agc(自動發(fā)電控制)的軟件結(jié)構(gòu)、控制算法和運(yùn)行策略。對現(xiàn)場實(shí)際調(diào)試及試驗(yàn)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析,提出解決思路后予以處理。

華中網(wǎng)調(diào)的水電廠“無人值班”（少人值守）工作從1987年開始，至今已經(jīng)歷了15年的艱辛歷程。從功能上歷經(jīng)了分別單臺機(jī)組實(shí)現(xiàn)agc遙調(diào)、對全廠分層、agc控制，直至實(shí)現(xiàn)對流域梯級agc控制。在實(shí)際應(yīng)用上則經(jīng)過了繼續(xù)投運(yùn)、連續(xù)實(shí)用化運(yùn)行、直對實(shí)現(xiàn)“無人值班”（少人值守）和進(jìn)行梯級agc控制。在上述過程中解決了技術(shù)、管理和觀念上的諸多問題。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及人們生活水平的提高,對于電能的需求也在不斷增加,與此同時對于電能質(zhì)量也具有一定的要求,對于水電廠自動化水平的需求也在提高,經(jīng)過不斷的研究和分析,自動發(fā)電控制工程已經(jīng)逐漸成為水電廠發(fā)展過程中必不可少的部分。相比較于火電廠,水電廠具有靈活、起停迅速等優(yōu)點(diǎn),具有一定的調(diào)節(jié)作用,可以改變用電和發(fā)電之間的問題,因此,需要不斷適應(yīng)負(fù)荷的發(fā)電實(shí)際需求,所以,水電廠自動發(fā)電控制工程變得尤為重要。

電力工程飛快發(fā)展,對于水電廠機(jī)組而言,經(jīng)濟(jì)優(yōu)化對于電力系統(tǒng)提高經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)省資源能源至關(guān)重要,自動發(fā)電agc(automaticgenerationcontrol)技術(shù)已經(jīng)成為水電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行不可缺少的手段.通過運(yùn)行agc,可迅速獲得優(yōu)異電能,并及時滿足社會用電峰谷狀態(tài).進(jìn)而優(yōu)化水電經(jīng)濟(jì)經(jīng)營,將勞作工人的工作強(qiáng)度降低.此外對于保證社會用電使用的同時,確保用電平穩(wěn)合格、經(jīng)濟(jì)效益處于合理范圍.近來,對于發(fā)電廠而言,agc已變成水力發(fā)電的基本要求,同時亦為水電工程向高層次邁進(jìn)的趨向.本文將針對目前水電廠機(jī)組agc普遍的運(yùn)行狀況,對其運(yùn)行影響以及控制策略進(jìn)行科學(xué)分析.

近年來中國經(jīng)濟(jì)保持了快速發(fā)展,社會工業(yè)生產(chǎn)與人們生活模式的變化都導(dǎo)致用電量不斷增加,這既給我國電力行業(yè)發(fā)展帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn),同時也給電力行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了寶貴機(jī)遇。水電廠建設(shè)既能夠有效利用水力資源進(jìn)行發(fā)電,同時也能夠通過其它水工等設(shè)施的建設(shè)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及水利工程提供重要幫助,因此水電廠也是實(shí)現(xiàn)資源合理利用及可持續(xù)發(fā)展的重要電力設(shè)施。

本文介紹了水電廠實(shí)現(xiàn)自動發(fā)電控制可取得經(jīng)濟(jì)效益的計(jì)算方法，并用與過去運(yùn)行實(shí)績進(jìn)行對比的方法計(jì)算了各種不同類型水電廠用計(jì)算機(jī)控制后的經(jīng)濟(jì)效益，計(jì)算表明，不同類型電站的經(jīng)濟(jì)效益相差甚大。文章深入分析了影響經(jīng)濟(jì)效益的因素，得出的結(jié)論是：有調(diào)節(jié)性能好的水庫、參加系統(tǒng)調(diào)節(jié)、日負(fù)荷曲線變化大的水電廠具有最大的經(jīng)濟(jì)效益；合理安排機(jī)組啟停對優(yōu)化工況至為重要。

以二倍體遺傳算法為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了一種梯級水電廠自動發(fā)電控制(agc)算法。該算法既可用于離線制定梯級水電廠的日發(fā)電計(jì)劃,又可用于梯級水電廠的實(shí)時發(fā)電控制。算法中,出力限制條件在負(fù)荷分配方案的編碼中自動滿足,其它約束條件如負(fù)荷平衡、水量平衡(考慮梯級水庫間的水流流達(dá)時間)等則在計(jì)算個體適應(yīng)值時予以考慮。算法程序設(shè)計(jì)簡單,收斂速度快。仿真計(jì)算驗(yàn)證了該算法的有效性

為了適應(yīng)電網(wǎng)日益嚴(yán)格的調(diào)峰調(diào)頻要求,廣州蓄能水電廠對計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控(scada)系統(tǒng)進(jìn)行了全面改造升級,對其自動發(fā)電控制功能進(jìn)行了重新優(yōu)化設(shè)計(jì)。文中詳細(xì)介紹了廣州蓄能水電廠scada系統(tǒng)2種有功控制的計(jì)算方式,即功率調(diào)節(jié)方式和頻率調(diào)節(jié)方式,對今后電廠自動發(fā)電控制程序的設(shè)計(jì)有參考意義。

大型水電機(jī)組具有調(diào)節(jié)速度快,調(diào)節(jié)性能好等優(yōu)點(diǎn),保障了電網(wǎng)電能質(zhì)量.本文首先介紹了本大型水電站監(jiān)控系統(tǒng)改造后agc運(yùn)行實(shí)際情況,并根據(jù)電網(wǎng)發(fā)生的一起水電站agc運(yùn)行策略、安全閉鎖策略不合理、不完善引起的事件為經(jīng)驗(yàn),以電網(wǎng)調(diào)度下達(dá)的《agc電廠安全控制策略核查要點(diǎn)》為技術(shù)要求,重點(diǎn)排查agc安全策略是否完善,是否會對電網(wǎng)和電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行造成影響,并結(jié)合電網(wǎng)要求和各大型水電站agc運(yùn)行實(shí)際情況提出了防范和管理措施.

本文簡單介紹水電廠機(jī)組agc運(yùn)行過程中存在的問題,并針對其運(yùn)行影響分析,提出相對應(yīng)的控制措施,為相關(guān)工作者提供參考借鑒。

本文分析了鳳灘電廠agc投運(yùn)后,水輪機(jī)組因負(fù)荷調(diào)節(jié)頻繁而出現(xiàn)的一些不良狀況。對agc程序升級、優(yōu)化控制策略后,agc即能滿足省調(diào)的調(diào)峰、調(diào)頻任務(wù),又有效的避開水輪機(jī)組在振動區(qū)長時間運(yùn)行,減少機(jī)組磨損,使機(jī)組運(yùn)行在最優(yōu)工況下,達(dá)到水電廠及系統(tǒng)長期安全穩(wěn)定運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求做了闡述。對優(yōu)化水電廠agc控制策略有一定借鑒意義。

針對大唐琿春發(fā)電廠wgz-1025/18.44-10型直吹式鍋爐、n330-17.75/540/54型亞臨界凝汽式汽輪機(jī),自動發(fā)電控制(agc)系統(tǒng)在調(diào)試過程中存在的主蒸氣,再熱蒸汽溫度調(diào)整自動調(diào)節(jié)跟不上、送風(fēng)自動跟不上、協(xié)調(diào)控制中壓力控制線性差、加負(fù)荷過程氧量自動跟不上、水位波動較大、引風(fēng)自動跟不上、agc不能正常投入等問題,對機(jī)組自動發(fā)電控制系統(tǒng)進(jìn)行了ccs(協(xié)調(diào)控制系統(tǒng))與deh(汽輪機(jī)數(shù)字電液控制)系統(tǒng)接口處理和調(diào)整,根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)定的數(shù)據(jù)對給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)、引風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化改造,實(shí)現(xiàn)了機(jī)組agc可靠投入,機(jī)組運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性均有了顯著提高。

1引言\r\n近年來，發(fā)電側(cè)實(shí)現(xiàn)agc機(jī)組的自動控制大多采用監(jiān)控系統(tǒng)接收調(diào)度系統(tǒng)下發(fā)的遙調(diào)命令后再進(jìn)行響應(yīng)及調(diào)節(jié)，而劉家峽水電廠機(jī)組原來是采用rtu的遙控輸出點(diǎn)以繼電器吸合時間長短的脈沖控制方式進(jìn)行agc機(jī)組的功率調(diào)節(jié)，也就是必須接收遙控命令。而省調(diào)的系統(tǒng)不支持遙控方式進(jìn)行agc遠(yuǎn)程控制，因此，筆者組織開發(fā)了通信管理機(jī)，對遙控與遙調(diào)數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行了限定轉(zhuǎn)換，以及對機(jī)組調(diào)節(jié)的閉鎖保護(hù)，成功的對劉家峽水電廠各機(jī)組實(shí)現(xiàn)了agc遠(yuǎn)程控制。

主要介紹了五強(qiáng)溪水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)改造過程中,在保證電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下,自動發(fā)電控制agc從老監(jiān)控系統(tǒng)平滑過渡到新監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施。