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1、电站提供自动发电控制AGC调肖速率存在问题与优化策略1概述平班水电站安装有3台轴流转桨式水轮发电机组，计算机监控系统采用南京南瑞集团 公司NC2000系统，机组现地控制单元（LCU）为南京南瑞集团公司SJ-500型LCU.AGC功能集成 于南瑞NC2000系统，是计算机监控系统的一个功能模块。目前电站有功功率调肖模式为调速系 统采用开度模式，由监控系统实现有功功率调闭环，即监控系统设左有功功率目标值，调速系 统接收监控系统开出脉冲进行导叶开度调节，然后监控系统根据功率反馈值进行有功闭环调节。随着国家能源局和南方电网对并网电厂辅助服务管理及并网运行管理（简称两个 细 则“；）日益规范，电站提供自
2、动发电控制（AGC）服务也纳入“两个细则”；考核范囤，但AGC 调节速率一直未能得到有效改善，导致经常发生AGC考核费用。本文就监控系统AGC有功功率 分配及有功功率PID调节的优化策略进行探讨，以提高机组的AGC调节速率，并 经试验验证效 果良好。2 AGC调仔速率存在问题及分析2.1有功功率调节工作过程目前电站AGC功能的负荷给泄方式以瞬时总负荷给左值方式为主，并采用与机组容量 成等比例的负荷分配原则。AGC功能闭环运行后接收南方电网EMS系统或集控中心下 发的二次 调频指令，即总负荷给左值，然后按照AGC既泄的分配策略将全厂总有功功率 分配至参加AGC 调肖的各台机组LCU,机组PCL中
3、有功功率PID程序段再将AGC分配的有功 功率换算成调肖脉冲 宽度，驱动功率增减继电器触点闭合发给调速器。调速器再将接收到 的调盯脉冲转换成导叶开 度给龙变化量，进而算出导叶给定值并据此进行导叶调节，最终实现机组有功功率调节。2.2AGC调节速率存在的问题南方电网”两个细则；中对AGC服务考核由调节速率、调节范用和调肖精度等三个指 标构成，其中调节速率考核对水电厂的要求为单机AGC调节速率要达到30%额泄容量/min以上。 但从机组有功功率调右速率实际测试结果可分析出，当有功功率调节范用ΔP小于50 MW 时，机组有功功率调节速率基本上无法达到”两个细则；中对AGC调右速率的考核要
4、求，而AGC 功能参数中要求相邻两次有功功率设值变化范用不大于50 MW,所以在发电过程中只要AGC功能 投入运行就会出现AGC服务考核费用，具体测试数据参见表1.2.3原因分析1）在目前电站采用监控系统实现有功功率闭环调节的模式下，机组LCU要将机 组有 功功率调节量换算成开出脉冲驱动继电器吸合传给调速器，由于中间继电器的机械特性，同时 再加上继电器自身防抖、防粘等技术特点，导致继电器吸合时间要略小于理论上开出脉冲的时长，降低了 AGC的调节速率。2）计算机监控系统机组LCU有功功率PID调节采用逼近法计算，当调节量较大时调 节速率高，而在越接近有功功率目标值时苴调节速率越慢，从表1中可分析
5、出有功功 率调节疑 低于20 MW时调节速率变得更慢。同时AGC功能模块又采用与机组容疑成等比例的负荷分配原则，在机组容量一样且多台机组参与AGC调仔的条件下，即使有功功率调 节量很小，AGC功能 也会将有功功率调节量平均分配至参与AGC调口的机组，这样每台参与AGC调节的机组分到的 有功功率调节疑就更小，导致调肖速率一直处于慢速区，必 然使AGC调节速率要求更难以达到 单机30%额定容量/min以上。3）PID调节性能取决于英参数的整定情况，且调仃速率和超调量之间本就存在矛盾， 使其很难达到快速调节、超调又小的技术要求。因此监控系统机组LCU的有功功率 闭环PID为 了保证在调节不同的有功功
6、率调盯量时均不要出现大的超调，甚至振荡，比例系数Kp就不可能 设卷得过大，同时PID参数仅仅设置了一组固立参数，而且还只使用了比例项参数Kp,未设置积 分项参数Ki及微分项参数Kd,这样的参数设宜过于单一，灵活性不够，显然满足不了不同有功功 率调节量的调节速率要求。3优化策略及效果3.1优化策略探讨本文主要从讣算机监控系统角度分析了在开度模式下可能影响AGC调廿速率的原因， 因此也只针对汁算机监控系统可能影响到AGC调右速率的因素进行优化探讨和试验，以提高AGC 调节速率。3.1.1采用AGC小负荷分配模式为避免AGC功能在有功调节量较小时仍采用与机组容量成等比例分配原则，在南瑞 NC2000
7、系统的AGC功能中增加小负荷分配策略，当南方电网EMS系统或集控中心下发 的相邻 两次总有功功率设置相差较小时（ΔP不大于20 MW） , AGC功能不再将下发的有功功率调 节量平均分配至各机组，而直接分配至负荷量最小的一台机组，机组负荷一样时按机组序号由 小到大进行分配，若一台机组进行小负荷调整不能满足要求便再增加一台进行参与调节，当有 功功率调肖量大于小负荷设值范囤时则采用等比例分配方法，这样 可有效改善在有功功率调节 量较小时的AGC调肖速率。同时小负荷范用确定需根据机组容 量和工程经验值而定，不可一概 而论。3.1.2设宜分段PID调节参数计算机监控系统机组LCU的有功功率
8、PID调节参数主要由比例系数P_P_COE、调节 脉 冲最大长度P_MAX、调丹脉冲最小长度P_MIN构成。在参数优化策略上使用分段PID调节参数 替代原有单一固雄参数，并且只对机组AGC可调节有功功率区间80 MW≤P≤135 MW采用分 段调节策略，其调节参数优化逻辑图见图1,整个有功功率调丹过程使用不同参数实现组合调节， 增强灵活性。通过修改PLC有功功率PID调ij程序，将有功功率P80 MW时的有功功率调nM ΔP 分割为ΔP≤10 MW、10 MW4结论从机组试验结果和实际运行情况来看，在计算机监控系统中采用AGC小负荷分配模 式及分段PI
9、D调节参数两个优化策略，可有效改善在调速系统开度模式下的AGC调节速率，表 明了文中所述方案的可行性和有效性，对其他类似电站有一泄借鉴意义。当然本文中优化策略 所涉及的具体参数值并不一泄适合其他机组，需根据机组实际试验结果而立。参考文献魏守平。现代水轮机调节技术武汉：华中科技大学出版社，2002.2刘细辉，范进喜，吕晓东。机组有功功率波动分析与策略优化.水电站机电技术， 2016(10):17-18.王远洪，纪正堂。小湾电厂基于调速器功率闭环优化AGC调节速率研究.科技创新与 应用，2015(2):12-13.邹伦森。AGC技术在鲁布革水电厂的应用及优化研究.电力与能源发展，2013 (1) :1-6.倪宏伟，盛错，李正家。水电厂AGC控制系统性能分析及其优化应用.湖南电力， 2016 (1):43-45.
