李先華 朱盛

摘 要：自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）是并網(wǎng)發(fā)電廠提供的有償輔助服務(wù)之一，AGC調(diào)節(jié)品質(zhì)直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，為保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行，自從2010年6月底華中電網(wǎng)“兩個(gè)細(xì)則”試啟動(dòng)以來，電網(wǎng)對(duì)電廠AGC調(diào)節(jié)性能有明確的規(guī)定，要求各水電廠AGC調(diào)節(jié)速率、調(diào)節(jié)精度、響應(yīng)時(shí)間等滿足華中電網(wǎng)“兩個(gè)細(xì)則”要求，并分月對(duì)電廠AGC運(yùn)行情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與考核。為此各廠為減少AGC考核發(fā)電量，不斷完善AGC調(diào)節(jié)性能，以滿足電網(wǎng)要求。

關(guān)鍵詞：AGC;有功功率變送器;五凌集控

中圖分類號(hào)：TK478 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2020）01-0171-02

0 引言

五強(qiáng)溪水電廠位于湖南沅水下游沅陵縣境內(nèi)，電廠以發(fā)電為主，兼有防洪、航運(yùn)等綜合利用效益，是沅水流域水電梯級(jí)開發(fā)的骨干電廠，電廠裝機(jī)容量125萬KW（5×250MW），是湖南省最大水電廠，電廠主要承擔(dān)華中電網(wǎng)調(diào)頻、調(diào)峰、調(diào)壓、斷面潮流控制及事故備用任務(wù)，2012年實(shí)現(xiàn)“無人值班、遠(yuǎn)程集控”。2019年02月五強(qiáng)溪水電廠發(fā)生一起因#5機(jī)有功功率變送器故障，導(dǎo)致全廠出力不斷下降，偏離華中電網(wǎng)計(jì)劃曲線運(yùn)行，最后導(dǎo)致AGC功能退出。本文通過對(duì)五強(qiáng)溪水電廠#5機(jī)有功功率變送器故障情況分析，提出AGC功能優(yōu)化意見，為其他AGC調(diào)節(jié)水電廠提供參考。

1 案例分析

1.1 現(xiàn)象描述

（1）2019年02月13日07∶43∶41，五強(qiáng)溪電廠#2、#3、#5機(jī)運(yùn)行，#1、#4機(jī)備用，網(wǎng)調(diào)給定總有功577.697MW，電廠實(shí)發(fā)總有功574.61MW，其中#2機(jī)195.3MW、#3機(jī)189.93MW、#5機(jī)191.51MW，此時(shí)五強(qiáng)溪#5機(jī)組有功功率反饋值正常，AGC運(yùn)行正常。（2）07∶44∶16五凌集控監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)“有功設(shè)定值越變幅！”、“AGC有功步長過大報(bào)警”，07∶44∶17網(wǎng)調(diào)給定總有功583.465MW，電廠總有功反饋值384.54MW（實(shí)際值為573.54MW），此時(shí)因有功設(shè)定值與實(shí)發(fā)值差值大于單步越變幅限值100MW，AGC未執(zhí)行分配。#2機(jī)197.32MW、#3機(jī)191.64MW、#5機(jī)有功反饋值為0MW（實(shí)際值190.7MW），電廠實(shí)際總負(fù)荷未變化。（3）07∶44∶48，網(wǎng)調(diào)給定總有功463.020MW，電廠總有功反饋值381.93MW（實(shí)際值為573.06MW），此時(shí)因有功設(shè)定值與實(shí)發(fā)值差值小于單步越變幅限值100MW，集控AGC下發(fā)#2機(jī)154.34MW、#3機(jī)185.79MW、#5機(jī)154.34MW分配指令。#2機(jī)195.13MW、#3機(jī)185.79MW、#5機(jī)有功功率反饋值為0MW（實(shí)際值為192.14MW）。（4）07∶44∶58，集控監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)“有功設(shè)定值越變幅！”、“AGC有功步長過大報(bào)警”，此時(shí)#5機(jī)有功反饋值為0MW（實(shí)際值188.59MW）、#2機(jī)173.79MW、#3機(jī)186.99MW，電廠總有功反饋值為360.78MW（實(shí)際值549.37MW），與電網(wǎng)調(diào)度給定總有功463.020MW相差100MW。（5）07∶45∶20，網(wǎng)調(diào)給定總有功388.293MW，集控AGC下發(fā)#2機(jī)5MW、#3機(jī)194.34MW、#5機(jī)188.95MW，電廠總有功發(fā)反饋值為360.78MW（實(shí)際值為557.29MW），#2機(jī)173.79MW、#3機(jī)186.99MW、#5機(jī)0MW（實(shí)際值為195.51MW）。（6）07∶45∶29，電廠總有功反饋值為282.328MW，與網(wǎng)調(diào)給定總有功388.293MW相差大于100MW，報(bào)“有功設(shè)定值越變幅！”、“AGC有功步長過大報(bào)警”。（7）07∶45∶34，五凌集控監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)“有功設(shè)定值越變幅！”、“AGC有功步長過大報(bào)警”，此時(shí)#5機(jī)有功反饋值為0MW（實(shí)際值264.84MW）、#2機(jī)107.86MW、#3機(jī)167.25MW，電廠總有功反饋值為277.64MW（實(shí)際值539.95MW），與電網(wǎng)調(diào)度給定總有功388.293MW相差超過100MW，AGC未執(zhí)行分配。07∶45∶52，網(wǎng)調(diào)給定總有功304.422MW，由于“AGC有功步長過大報(bào)警”未復(fù)歸，AGC未執(zhí)行分配。（8）07∶46∶24，網(wǎng)調(diào)給定總有功269.643MW，集控AGC分配指令#2機(jī)5MW（躲避振動(dòng)區(qū)）、#3機(jī)5MW（躲避振動(dòng)區(qū)）、#5機(jī)255MW，電廠總有功反饋值201.046MW，（實(shí)際值為459.47MW）。此時(shí)#5機(jī)有功反饋為0MW（實(shí)際值為266MW），#2機(jī)5.381MW、#3機(jī)185.52MW。（9）07∶46∶49，五凌集控手動(dòng)退出AGC網(wǎng)調(diào)控制功能。

1.2 原因分析

1.2.1 #5機(jī)有功值突變?cè)蚍治?/p>

正常情況下，監(jiān)控系統(tǒng)有功功率輸入為4-20mA模擬量，4mA對(duì)應(yīng)有功功率為0MW，一旦輸入小于4mA，監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)判斷通道數(shù)據(jù)質(zhì)量故障，此時(shí)集控AGC會(huì)自動(dòng)退出。五強(qiáng)溪電廠#5機(jī)組有功功率反饋回路如∶有功功率組合變送器（A0061，輸入為PT二次電壓、CT二次電流，輸出0-20mA），下串接3個(gè)擴(kuò)路變送器（A0062調(diào)速器系統(tǒng)、A0063監(jiān)控系統(tǒng)、A0064測(cè)振測(cè)擺系統(tǒng)，輸入均為0-20mA，輸出為4-20mA）。此次異常的原因是#5機(jī)組有功功率組合變送器A0061故障，給3個(gè)擴(kuò)路變送器輸入量為0mA，擴(kuò)路變送器A0063會(huì)輸出4mA量（對(duì)應(yīng)0MW），故監(jiān)控系統(tǒng)不會(huì)報(bào)#5機(jī)組有功功率通道數(shù)據(jù)質(zhì)量故障，五凌集控側(cè)五強(qiáng)溪電廠全廠AGC不會(huì)自動(dòng)退出[1]。五強(qiáng)溪電廠#5機(jī)組有功功率變送器接線圖1所示。

1.2.2 AGC機(jī)組降負(fù)荷原因分析

由于#5機(jī)AGC參與了負(fù)荷分配，且有功反饋始終為0MW，造成每次電廠實(shí)發(fā)總有功值總比前一次網(wǎng)調(diào)給定總有功值小，網(wǎng)調(diào)檢測(cè)電廠實(shí)發(fā)總有功值變小后，會(huì)下調(diào)網(wǎng)調(diào)給定總有功值，總計(jì)五次，有效執(zhí)行三次，當(dāng)網(wǎng)調(diào)給定總有功值與電廠實(shí)發(fā)總有功值相比超過最大調(diào)節(jié)變幅100MW，就報(bào)“有功設(shè)定值越變幅！”、“AGC有功步長過大報(bào)警”，AGC不執(zhí)行;當(dāng)網(wǎng)調(diào)給定總有功值與電廠實(shí)發(fā)總有功值相比小于最大調(diào)節(jié)變幅100MW，AGC程序就會(huì)正常分配，直至AGC功能退出。

2 處理過程

（1）五凌集控監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)五強(qiáng)溪電廠“AGC有功調(diào)功步長過大 動(dòng)作/復(fù)歸”報(bào)警，并且調(diào)度給定有功數(shù)據(jù)在減少，詢問網(wǎng)調(diào)是否改動(dòng)或減少五強(qiáng)溪調(diào)度給定有功數(shù)據(jù)。網(wǎng)調(diào)告知并未改動(dòng)或減少五強(qiáng)溪電廠調(diào)度給定有功數(shù)據(jù)。（2）五凌集控將AGC控制模式由“網(wǎng)調(diào)”切至“集控”。（3）五凌集控下達(dá)五強(qiáng)溪電廠全廠有功設(shè)定值300MW、350MW，發(fā)現(xiàn)#2、#3機(jī)有功未進(jìn)行分配，同時(shí)發(fā)現(xiàn)#5機(jī)組有功顯示為0MW，機(jī)組導(dǎo)葉開度為64%，立即通知電廠檢查，而#5機(jī)組實(shí)際負(fù)荷可能為260-270MW。（4）五凌集控退出#2、#3機(jī)有功成組，逐步增加#2、#3機(jī)組負(fù)荷。同時(shí)向網(wǎng)調(diào)匯報(bào)并申請(qǐng)開五強(qiáng)溪電廠#4機(jī)組并網(wǎng)、停#5機(jī)組備用獲準(zhǔn)。因#5機(jī)組有功顯示為0，遠(yuǎn)程停機(jī)時(shí)導(dǎo)致機(jī)組不能自動(dòng)減負(fù)荷，通知五強(qiáng)溪電廠現(xiàn)地電手動(dòng)停機(jī)[2]。

3 案例引發(fā)的思考

（1）五強(qiáng)溪電廠#5機(jī)有功變送器故障后全廠AGC未自動(dòng)退出，原因是由于五強(qiáng)溪電廠有功功率組合變送器（A0061），下串接3個(gè)擴(kuò)路變送器（A0062調(diào)速器系統(tǒng)、A0063監(jiān)控系統(tǒng)、A0064測(cè)振測(cè)擺系統(tǒng)），此次故障變送器為#5機(jī)組有功功率組合變送器（A0061），送監(jiān)控系統(tǒng)的擴(kuò)路變送器（A0063）并未故障，故監(jiān)控系統(tǒng)不會(huì)報(bào)#5機(jī)組有功功率通道數(shù)據(jù)質(zhì)量故障，五強(qiáng)溪電廠全廠AGC不會(huì)自動(dòng)退出。（2）五強(qiáng)溪電廠AGC自動(dòng)減負(fù)荷，原因是#5機(jī)有功顯示突然變?yōu)?，網(wǎng)調(diào)側(cè)AGC系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到五強(qiáng)溪電廠有功反饋值突然下降后，為逐步抬高五強(qiáng)溪電廠負(fù)荷，網(wǎng)調(diào)側(cè)AGC會(huì)自動(dòng)下發(fā)大于當(dāng)前有功反饋值且與其差值小于100MW（最大調(diào)節(jié)變幅）的AGC有功給定值，但此時(shí)#5機(jī)組并未退出AGC調(diào)節(jié)，導(dǎo)致集控側(cè)AGC仍對(duì)#5機(jī)分配有功，引起#2、#3機(jī)有功分配值減少，此時(shí)#5機(jī)有功反饋值一直為0MW，故導(dǎo)致此過程持續(xù)循環(huán)，網(wǎng)調(diào)AGC給定值持續(xù)下降。（3）故障處理過程中應(yīng)沉著冷靜，此次事故處理過程中將AGC切“集控”模式后，集控側(cè)下達(dá)全廠有功給定300MW、350MW因超過全廠有功反饋值100MW（最大調(diào)節(jié)變幅），故未進(jìn)行分配，耽誤部分處理時(shí)間，此時(shí)應(yīng)將所有機(jī)組AGC切單機(jī)，分別對(duì)機(jī)組進(jìn)行有功給定，提高調(diào)功速度，及時(shí)恢復(fù)負(fù)荷。（4）故障前可能已出現(xiàn)信號(hào)抖動(dòng)情況，此信號(hào)抖動(dòng)被調(diào)速器電調(diào)系統(tǒng)檢測(cè)到，但并未影響機(jī)組調(diào)功及有功反饋。運(yùn)行值班過程中發(fā)現(xiàn)任何異常信號(hào)均應(yīng)認(rèn)真分析，及時(shí)通知電廠值班人員，盡可能的將事故壓制在萌芽狀態(tài)。（5）五強(qiáng)溪電廠庫水位變化較大時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知電廠將機(jī)組導(dǎo)葉開限調(diào)整至比滿負(fù)荷開度時(shí)大2-3%開度，防止反饋故障時(shí)機(jī)組過負(fù)荷[3]。

4 優(yōu)化建議

（1）實(shí)現(xiàn)機(jī)組總有功與線路總有功超差退全廠AGC功能。集控及電廠AGC程序中通過將機(jī)組總有功與線路總有功進(jìn)行比較，兩者差值（取絕對(duì)值）超過一定值（30MW）保持5s后發(fā)“AGC機(jī)組總有功與線路總有功超差”報(bào)警，判斷有功功率測(cè)量回路出現(xiàn)異常退出全廠AGC。（2）實(shí)現(xiàn)單臺(tái)機(jī)組有功突變閉鎖機(jī)組有功給定調(diào)節(jié)功能，防止機(jī)組負(fù)荷超調(diào)。修改#1-#5機(jī)組PLC程序，實(shí)現(xiàn)發(fā)電態(tài)下“機(jī)組有功（變送器）”與“機(jī)組有功（百抄表）”比較，當(dāng)兩者差值（取絕對(duì)值）超過20MW并保持2s，發(fā)“發(fā)電態(tài)下有功功率突變”報(bào)警，判斷有功功率測(cè)量回路異常，閉鎖機(jī)組有功給定調(diào)節(jié)功能，但不閉鎖單步脈沖調(diào)節(jié)功能。（3）因電廠已無多余的測(cè)量用PT/CT，改為獨(dú)立變送器需從現(xiàn)有功率組合變送器PT二次并線接入電壓，CT二次串線接入電流，現(xiàn)測(cè)量PT/CT已接入了定子電流A0021、定子電壓A0031、功率組合變送器A0061三個(gè)變送器，接線復(fù)雜，再增加變送器增加了PT二次回路短路、CT二次回路開路的風(fēng)險(xiǎn)，暫不具備改為獨(dú)立變送器的條件，需進(jìn)一步研究機(jī)組電測(cè)量變送器配置優(yōu)化的可行性。

5 結(jié)語

AGC調(diào)節(jié)性能的好壞，直接關(guān)系到電廠及電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)也影響電廠發(fā)電收益，不管電廠是從自身利益還是從電網(wǎng)安全角度出發(fā)，都應(yīng)確保AGC控制程序完善，滿足華中電網(wǎng)“兩個(gè)細(xì)則”要求，本文通過對(duì)機(jī)組有功功率變送器故障提出了AGC功能優(yōu)化建議，所提方法和措施對(duì)相關(guān)電站有參考借鑒價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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