观音岩水电站调度自动化研究与分析.pdf

2017年7月25日第34卷第4期通毪电．涿技术TelecomPowerTechnologyJul．25，2017，V01．34No．4doi：10．19399／j．cnki．tpt．2017．04．109观音岩水电站调度自动化研究与分析鬻粼：王岩(大唐观音岩水电开发有限公司，四川攀枝花617012)摘要：通过对观音岩水电站计算机监控系统与调度通信设计原理分析，详细介绍了水电厂与调度通信的体系结构，调度自动化主要的运行模式，以及AGC、AVC控制模式及分配策略。关键词：调度自动化；AGC；AVC；监控系统ResearchandAnalysisonDispatchingAutomationofGuanyinyanHydropowerStationWANGYan(DatangGuanyinyanHydmpowerDevelopmentCo．，Ltd．，Panzhihua617012，China)Abstract：Basedontheanalysisofthedesignprincipleofthecomputerrrlonitoringsystemanddispatchingcommumca—tionofGuanyinyanHydropowerStation，thearchitectureofthecommunicationbetweenthehydropowerplantandthedis—patchingstation，dispatchingauto瑚tionmainoperationmode，andintroducesA。(；C，AVCcontr01modeandanocationstrategyareintroducedindetail．Keywords：dispatchingautomation；A(℃；AVC；monitoringsystem0引言在电力行业中，电力调度自动化是电力系统的重要组成部分，是通过以计算机监控系统为核心的控制系统和远动装置实现的，它可以帮助运行值班人员提高运行管理水平，使电力系统运行处于安全、稳定、经济状态。计算机监控系统实现水电站机组及相关设备设施的启动、停止、调控，运行监视等，以及机组并网发电运行的自动控制过程。通过该系统的实时监控，可以将实时数据、设备和机组运行状况及调度需要的遥测信息通过调度通信服务器上送到电力调度中心，实现电站与调度之间的上送数据和下达指令，接收并执行调度下发的各种控制、调节指令。1系统结构观音岩水电站调度自动化主体结构由4台调度通讯服务器分别与云南电网、南方电网进行通信。AGC、AVC及其接口软件采用南京南瑞集团公司开发的NC2000V3．o系统。电厂与调度之间实时数据是通过远动通讯装置经由调度数据网及调度专线网络实现相互通讯与控制。电厂侧调度通讯服务器将采集到的数据上送调度中心，调度中心可以实时监视电厂设备运行状况，调度给电厂侧下发调节指令，经由调度通讯服务器将调节指令发给主机服务器执行，同时主机服务器配有AGVC模块，调度下发的负荷调节指令经过AGVC模块进行相关运算，最终按照预定的分配策略分配到每一台参加AGC、AVC的机组。目前国内电力系统中水电站调度控制主要方式有AGC(自动发电控制)、AVC(自动电压控制)。AGC、AVC系统与调度之间的关系如图1所示。收稿日期：2叭7一04—27作者简介：王岩(1985一)，女，辽宁锦州人，硕士，工程师，主要研究方向为水电站计算机监控系统维护与管理。母线电压机端电压有功功率无功功率远动通讯(主)远动通讯(备)叭矿电厂监控系统AGVc模块nJ乡#l机组PLc#5机组PLc有功、无功|I有功、无功调节指令弋乡<乡调节指令#1机组调速系统#5机组调速系统励磁系统是然图1AGC／AVC系统结构图(1)AGCAGC是电力调度自动化系统中非常重要的功能之一，是并网发电厂有偿辅助服务之一，发电机组在允许调节出力范围内，按照调度下发的负荷调节指令，来完成发电机组出力的调整，以满足和适应电网用电用户的电力需求，并使系统安全、可靠、稳定、经济的运行。根据电厂实际情况，每台机组的运行限制条件不完全相同，以发电机组安全可靠运行为前提，以经济运行为原则，综合考虑各电厂机组运行数量、发电机组的组合方式和各台机组之问的负荷分配。目前，大部分水电厂的计算机监控系统都设有自动发电控制(AGC)功能，AGC的投入不仅仅保证电网、发电机组安全、可靠运行，同时大大地提高运行值 2017年7月25日第34卷第4期通镶电潦技术TelecomPowerTechnologyJul．25，2017，V01．34No．4班人员的工作效率。在水电站，考虑到每一台机组的运行工况、设备特性等因素，使其在同一水头情况下，发出相同有功功率时，耗水量可能不同。因此，应综合考虑水库来水、蓄水情况、机组设备特性、机组运行工况(汽蚀区、振动区)、机组耗水量等多方面因素，通过水电厂的自动发电控制(AGC)功能，达到机组安全、稳定、经济运行的目的L1J。(2)AVC自动电压控制(AVC)是指按一定的约束条件和要求以自动的方式来控制电厂母线电压或电厂无功功率的自动化技术。能够提高电网电压质量、降低电网损耗、增强电力设备稳定、使电网安全经济运行。水电厂AVC系统接收调度中心下发的全厂负荷调节目标(母线电压、全厂总无功等)，按照预先设定的分配策略(电压曲线、恒母线电压、恒无功)合理分配给每台参与分配的机组，通过有效调节发电机组无功功率，达到全厂目标控制值，实现水电厂自动电压调节、控制。2AGC控制模式及分配策略正常情况下，机组不能长时间运行在振动区，尽量避免机组频繁穿越振动区，降低发电机组设备损坏的风险，优化全厂发电效率。观音岩电厂AGC功能的实现主要采用负荷控制方式。目前AGC负荷控制方式有三种：电厂定值方式、电厂曲线方式、调度定值方式。负荷控制方式主要是通过下发负荷调整指令实现调度对电厂负荷调节的控制，通过负荷给定对可调电厂参与负荷调整的机组进行有功设值。观音岩电站AGC功能采用调度定值方式，即调度能量管理系统通过电厂调度通信服务器下发全厂总有功分配值，此时AGC模块通过计算按照预先设定分配原则将这个总负荷值分配到各台参加AGC调节的机组[2]。观音岩电站主要采用等比例分配策略。这是较为简单的一种负荷分配原则，设定值设置范围为最小与最大出力范围之间，否则无效；全厂AGC电厂控制方式时：电厂总有功设定值越可调容量上限，按上限执行；越可调容量下限按下限执行；全厂AGC调度控制方式时：调度远方设定值应在最小与最大出力范围内，否则设值无效。观音岩电站AGC安全性策略包括自动避开振动区策略、AGC水头变换策略。当水头手动、自动之间切换时，保持切换前水头值不变，机组负荷调节范围、振动区、全厂负荷调节范围不变；切换后，若当前水头测量值与切换前差值在梯度范围内，则自动刷新跟踪新的水头值；若不在差值梯度内，不刷新，保持原水头值不变；无论是自动或手动水头，程序运行过程中，若水头变化超过2m限值，保持当前水头不变，不退AGC。同时，观音岩电站AGC设置了全厂AGC功能自动退出条件：当发生有可能影响系统安全的事件时，立刻退出全厂AGC功能：(1)频率越故障上限、频率越故障下限(上限50．5Hz、下限49．5Hz)；(2)AGC运算时设定与实发偏差过大；(3)机组事故或切机；(4)LCU故障；(5)调度通讯故障。当发生如下影响机组安全运行的情况则退出单机AGC功能：(1)机组有功不可调：机组非发电态、调速器非自动、有功PID调节未投人；(2)机组LCU故障：与主机通讯中断、机组有功测量故障。3AvC控制模式及分配策略AVC以母线电压为调节目标。AVC提供两种控制模式：定值方式与曲线方式。观音岩电站AVC控制采用的是定值方式。在该方式运行下，调度下发母线电压目标值，电厂按照无功分配策略调节机组无功功率，对全厂无功负荷进行合理分配，使电厂母线电压保持在给定水平[3]。分配策略包括按无功容量成比例原则；按实发有功比例原则。观音岩电站采用无功容量成比例分配原则。在AVC分不同机组组合投入成组控制的情况下，AVC分配功能与分配原则相一致。当设备运行异常并对AVC系统无功功率正常分配带来影响时，AVC系统应退出运行，以避免AVC错误分配造成事故扩大。观音岩电站设备异常退出AVC的安全性策略包括：全厂AVC功能投入时，发生如下条件之一，则全厂AVC退出并报警。全厂AVC退出条件有：(1)无机组投入AVC；(2)母线越故障电压上下限(上限550kV、下限500kV)；(3)并网机组状态突变；并网机组有事故；(4)机组与主机通讯故障；(5)机组功率测量故障；(6)与调度通讯故障(与调度通讯两路通道均中断、15min未收到调度下发的电压设定值)；(7)电压设定与受控偏差过大；(8)电压增量异常；(9)双母线电压无有效测量等。当机组AVC功能投入时，如下条件之一发生时，则该机组AVC退出并报警。单机AVC退出条件包括：(1)机组无功不可调：机组处于非发电态、励磁系统非远控、无功PID调节退出；(2)机组LCU故障：与主机通讯中断、机组无功测量品质坏；(3)机组有功测量故障；(4)输入测点品质坏：发电机状态品质坏。4结束语观音岩水电站调度自动化系统运行稳定，AGC、AVC投入运行以来，达到了经济运行的目的，但是在今后运行中需进一步优化分配策略，更好地满足电网调度控制方式、满足电网系统的需要。参考文献：[1]刘小力，陆建宏．水电站AGc／AVc控制简介[J]．中国高新技术企业，2008，(13)：50一51．[2]凌胜军．水电站AGC控制策略[J]．电力系统保护与控制，2016，(8)：48—49．[3]兰彬．浅析水电站AVc优化实现[J]．科技研究，2014(7)：25—26．