韓清禹 談德才
【摘 要】在藏中電網(wǎng)“大機小網(wǎng)”的特殊情況下,藏木水電站自動發(fā)電控制(AGC)系統(tǒng)對穩(wěn)定電網(wǎng)頻率起著至關(guān)重要的作用。合理的控制策略是自動發(fā)電控制的關(guān)鍵。
【關(guān)鍵詞】自動發(fā)電控制;大機小網(wǎng);控制邏輯
0 背景
近年來,隨著電力系統(tǒng)自動化水平的不斷提高和規(guī)模的不斷擴大,自動發(fā)電控制為電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行做出了重大的貢獻。在西藏地區(qū),藏木水電站是藏中電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力最強的水電站,承擔(dān)著藏中電網(wǎng)的調(diào)頻、調(diào)峰及事故備用的重任。而且,在面臨嚴峻的“大機小網(wǎng)”的情況下,自動發(fā)電控制對于電網(wǎng)穩(wěn)定來說更是起到了決定性的作用。藏木水電站位于西藏自治區(qū)加查縣,是雅魯藏布江干流上規(guī)劃的第一個水電站,二等大(2)型工程,開發(fā)任務(wù)為發(fā)電,機組額定水頭53.5m,裝機容量510MW(85MW×6)。電站出線電壓等級為220kV,發(fā)電機電壓側(cè)接線為單元接線,高壓側(cè)進線6回,出線3回,接線方式為雙母線帶母聯(lián)斷路器接線。
1 結(jié)構(gòu)
根據(jù)公司規(guī)劃,在雅魯藏布江中游段共建設(shè)街需(待建)、藏木、加查(基建中)三個梯級電站,在已建成的山南業(yè)主建設(shè)管理營地設(shè)置山南集控中心,采用“擴大廠站”的模式對三個電站進行集控監(jiān)視和控制,實現(xiàn)梯級優(yōu)化調(diào)度。
藏木水電站及流域計算機監(jiān)控系統(tǒng)分層
AGC服務(wù)器采用安德里茨AK1703ACP系列機架,設(shè)置在山南集控中心。該服務(wù)器不僅可以直接執(zhí)行流域內(nèi)部的操作員下發(fā)的命令或設(shè)定的負荷曲線,還可以通過專用的電力調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)對上級調(diào)度單位下達的日負荷曲線、電壓曲線以及AGC命令進行執(zhí)行。
2 基本原理及功能
2.1 負荷計算
在系統(tǒng)頻率正常的情況下,自動發(fā)電控制服務(wù)器對當前AGC的總設(shè)定值為:
2.2 負荷分配
電站6臺機組單機容量相同,采用負荷平均分配的方式分配至所有參與AGC控制的機組。
PUNITSET=PAGCSET /N
PUNITSET:自動發(fā)電控制服務(wù)器當前單臺機組有功設(shè)定值
PAGCSET:自動發(fā)電控制服務(wù)器當前AGC的設(shè)定值
N:參與自動發(fā)電控制的機組臺數(shù)
負荷分配時還需考慮以下因素:
1)機組躲避振動區(qū)(其中1至3號機組振動區(qū)為30-65MW,4至5號機組振動區(qū)為35至60MW);
2)出力限制;
3)避免機組頻繁穿越振動區(qū),使所有機組穿越振動區(qū)總的次數(shù)最小。如機組負荷分配在振動區(qū)內(nèi),則按優(yōu)先級從高到低的順序增加機組負荷,最終使所有機組脫離振動區(qū);
4)盡量減少機組動作次數(shù)以延長其使用壽命(小負荷變化分配至優(yōu)先級高的機組)。
2.3 控制方式
AGC控制方式分為有功定值模式和有功曲線模式。
2.4 控制權(quán)限
控制權(quán)限分為山南集控、林芝集控和調(diào)度,用于閉鎖AGC控制功能的控制指令。調(diào)節(jié)權(quán)限相應(yīng)分為山南集控、林芝集控、調(diào)度,用于閉鎖全廠有功設(shè)定值或曲線等調(diào)節(jié)指令。
2.5 優(yōu)先級
每臺機組都有唯一不同的優(yōu)先級,為從1開始的整數(shù),優(yōu)先級數(shù)越小等級越高。優(yōu)先級用于功率的優(yōu)先分配順序。
2.6 自動開停機
由于藏木水電站機組開停機時間較長,為電網(wǎng)安全運行考慮,不做自動開停機控制。
2.7 約束條件
1)爬坡率,由于藏中電網(wǎng)“大機小網(wǎng)”現(xiàn)象異常嚴重,按調(diào)度要求,對全廠等值機組設(shè)定7MW/min的負荷變化速率;
2)頻率閉鎖,按照調(diào)度要求頻率超過50±0.18Hz時停止負荷的同向調(diào)整,并設(shè)定0.5Hz的返回值;
3)設(shè)定有效性閉鎖,為防止操作錯誤,除了對設(shè)定值是否超過最大值、最小值進行檢查,還對單次最大步長進行限制;
4)沖突閉鎖,一次調(diào)頻在AGC調(diào)節(jié)期間應(yīng)正常響應(yīng)。一次調(diào)頻動作,反向應(yīng)閉鎖AGC,同向不受影響。按照調(diào)度要求,一次調(diào)頻動作引起的全廠總功率的偏差在結(jié)束后應(yīng)被AGC重新調(diào)整回去;
5)設(shè)備閉鎖,當設(shè)備遇到故障或影響自動發(fā)電控制的異常時自動發(fā)電控制功能應(yīng)不可投入,已投入自動發(fā)電控制功能的機組LCU應(yīng)自動退出。
3 站內(nèi)調(diào)試
試驗開展前完成AGC信號核對和權(quán)限切換測試,并針對調(diào)試過程中可能遇到的問題編寫了事故預(yù)想和應(yīng)急預(yù)案。
3.1 開環(huán)調(diào)試
開環(huán)試驗中,6臺機組分別投入AGC開環(huán)模式,機組負荷分配正確。后將雙機投入開環(huán)測試,機組負荷分配正確。
3.2 閉環(huán)調(diào)試
開環(huán)試驗完成后,開始閉環(huán)測試,和開環(huán)試驗順序相同,分別進行單機、雙機和三機(按電網(wǎng)要求最多進行三機)測試。其中,3、5和6號機組負荷分配正確,合理躲避振動區(qū)。具體負荷擾動試驗結(jié)果見表1:
3.3 故障退出功能測試
閉環(huán)試驗完成后,手動模擬功率變送器故障、LCU通信故障、機組并網(wǎng)信號消失、水位異常信號報警,測試全部動作正確。
4 調(diào)度聯(lián)調(diào)
藏木水電站AGC通過調(diào)度遠方開閉環(huán)試驗,固定基點模式、自動調(diào)節(jié)模式和計劃跟蹤模式的測試。
5 結(jié)語
藏木水電站AGC投入運行后,系統(tǒng)未出現(xiàn)異常,負荷調(diào)整成功率達100%。為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行做出貢獻。
【參考文獻】
[1]虎勇.寶珠寺水電廠監(jiān)控系統(tǒng)AGC功能調(diào)試[J].四川水利發(fā)電,2002,21(2):20-23.
[2]伍永剛,何莉,余波.大型水電廠AGC調(diào)節(jié)策略研究[J].水電能源科學(xué),2007,25(4):109-112.