紫坪铺水电厂AGC试验分析
时间：2022-10-27 06:57:32
【摘 要】本文通过对紫坪铺水电厂AGC试验的介绍，系统地说明了全厂AGC试验体系、试验内容及安全性保护策略 。为作为水利枢纽工程的电站实现AGC，在试验内容、安全性保护策略等方面有一定的借鉴价值。
【关键词】紫坪铺水电厂；AGC试验；实验体系；借鉴价值
1 引言
电厂自动发电控制AGC安全、可靠、稳定的运行既关系到电厂发电机组经济优化运行，又涉及到电网的稳定水平和电能质量。由于AGC某些安全性、保护未得到完善导致溜负荷事件多次发生而影响电网的稳定运行。
紫坪铺水利枢纽工程位于四川省岷江上游都江堰市麻溪乡境内，距成都60km，大坝为砼面板堆石坝，坝高156m，总库容11.12亿m3。紫坪铺电厂于2005年11月首台机组投产发电， 2006年4月四台机组全部投产。监控系统上位机采用南瑞自控公司自主研发的NC2000系统。根据华中电网《两个细则》要求，有库容调节能力的水电厂必须完善AGC功能，具备随时投运的条件。监控厂家到场准备对我厂AGC程序进行升级，并对程序进行完善和消缺。 为保证升级后程序的稳定可靠，及消缺后程序达到预期目标，特进行厂内AGC试验。
2 控制参数设置
依据AGC组态软件完成AGC输入输出参数配置并形成参数配置表。表1中对与调度相关的参数明确了其设定值：
表1 AGC试验相关控制参数设置表
序号 参数名称 设置值
1 参与AGC调试机组台数 4
2 AGC基本运行周期 3s
3 全厂有功调节死区 6MW
4 调度有功设值和实发值最大差值（不跨越振动区） 40MW
5 当地有功设值和实发值最大差值（不跨越振动区） 40MW
6 调度有功设值和实发值最大差值（跨越振动区且等值机振动区大小大于40 MW的） 当前等值机振动区大小+20 MW
7 当地有功设值和实发值最大差值（跨越振动区且等值机振动区大小大于40 MW的） 当前等值机振动区大小+20 MW
8 调度/当地有功设值上限（由电厂最大下泄流量决定） 590MW
9 调度/当地有功设值下限（由电厂最小下泄流量决定） 120MW
10 故障频率上限/下限 50.5/49.5Hz
11 最大水头/最小水头 132.8/74.8m
12 相邻两次水头差值限值 4m
13 当前工作水头 93m
14 1#、2#、3#、4#机组振动区域 45MW-94.1MW
15 1#、2#、3#、4#机组运行区域 0MW-165.61MW
3 单机AGC开环、闭环试验
试验目的：检查机组在各种组合下的负荷优化分配情况，在负荷转移过程中负荷波动是否正常，能否正确避开振动区，全厂有功给定低于设定的全厂最小有功设定值时的动作情况及全厂有功给定高于设定的全厂最大有功设定值时的动作情况
3.1 单机AGC开环试验
在操作员站上调出AGC控制画面，在AGC控制画面设定基本参数，其数值如表2所示：
表2 单机AGC开环试验基本参数设置表
机组工况 1#机组 2#机组 3#机组 4#机组
停机 停机 模拟发电态 174.38MW
调节方式 开环
控制方式 开环
全厂最小（大）有功设定（MW） 120（590） 水头（M） 93
开机优先系数 0 0 0 0
停机优先系数 1 8.1 7.0 1
开停机指导
AGC投入否 投入
AGC分配值（MW） 0 0 35.77 174.38
3.1.1 单机AGC开环调节下的负荷分配试验
为了保障下游供水需求，全厂原总有功为174.38MW，现通过上位机给定总有功210MW，测试单机AGC开环控制下的负荷分配是否正常，其结果如表3：
表3 单机AGC开环控制下的负荷分配结果
机组工况 1#机组 2#机组 3#机组 4#机组
原全厂总有功（MW） 174.38 给定总有功MW 210
AGC分配有功（MW） 35.77 非AGC发有功MW 174.38MW
AGC分配值（MW） 0 0 35.77 174.38
结论：单机AGC开环调节下的负荷分配正确，与试验目标一致。
3.1.2单机AGC开环控制下的躲避振动区试验（当前水头振动区45MW-94MW）
为了保障下游供水需求，全厂原总有功为174.38MW，现通过上位机给定总有功210MW，测试单机AGC开环调节下的躲避振动区是否正常，其结果如表4：
表4 单机AGC开环调节下的躲避振动区试验结果
机组工况 1#机组 2#机组 3#机组 4#机组
原全厂总有功（MW） 174.38 给定总有功MW 230
AGC分配有功（MW） 35.77 非AGC发有功MW 174.38MW
AGC分配值（MW） 0 0 35.77 174.38
结论：上位机报“全厂总有功设值在全厂联合振动1区，设值无效，与试验目标一致。
3.1.3 单机AGC开环调节下的有功给定低于设定的全厂最小有功设定值（躲避最小下泄流量）试验
为了保障下游供水需求，全厂原总有功为174.38MW，现通过上位机给定总有功100MW，测试单机AGC开环调节下的躲避最小下泄流量是否正常，其结果如表5：
表5 单机AGC开环调节下的躲避最小下泄流量试验结果
机组工况 1#机组 2#机组 3#机组 4#机组
原全厂总有功（MW） 174.38 给定总有功（MW） 100
AGC分配有功（MW） 35.77 非AGC发有功（MW） 174.38MW
AGC分配值（MW） 0 0 35.77 174.38
结论：上位机报“全厂有功设定值越限，设值无效”，与试验目标一致。
3.2 单机AGC闭环试验
在操作员站上调出AGC控制画面，在AGC控制画面设定基本参数，其数值如表6所示：
表6单机AGC闭环调节试验基本参数设置表
机组工况 1#机组 2#机组 3#机组 4#机组
调节方式 闭环
控制方式 开环
全厂最小（大）有功设定（MW） 120（590） 水头（M） 93
开机优先系数 0 0 0 0
停机优先系数 1 1 1 1
开停机指导
AGC投入否 投入
3.2.1单机AGC闭环调节下有功给定低于设定的全厂最小有功设定值（躲避最小下泄流量）试验
为了保障下游供水需求，全厂原总有功为106.57MW，现通过上位机给定总有功118MW，1#机组设定有功为7MW，4#机组设定有功为100.93MW，测试单机AGC闭环调节下的躲避最小下泄流量是否正常，其结果如表7：
表7 单机AGC开环调节下的躲避最小下泄流量试验结果
机组工况 1#机组 2#机组 3#机组 4#机组
7MW 停机 停机 100.93MW
原全厂总有功（MW） 106.57 给定总有功（MW） 118
AGC分配有功（MW） 8.6 非AGC发有功（MW） 101.38
AGC分配值（MW） 8.6 0 0 101.38
结论：上位机报“全厂有功设定值越限，设值无效”
3.2.2 单机AGC闭环调节下的躲避振动区试验（当前水头振动区45MW-94MW）
为了保障下游供水需求，全厂原总有功为108.61MW，现通过上位机给定总有功160MW，1#机组设定有功为6.55MW，4#机组设定有功为102.29MW，测试单机AGC闭环调节下的躲避振动区（当前水头振动区45MW-94MW）是否正常，其结果如表8：
表8 单机AGC闭环调节下的躲避振动区试验结果
机组工况 1#机组 2#机组 3#机组 4#机组
6.55MW 停机 停机 102.29MW
原全厂总有功（MW） 108.61 给定总有功（MW） 160
AGC分配有功（MW） 8.6 非AGC发有功（MW） 102.29
AGC分配值（MW） 8.6 0 0 102.06
结论：上位机报“全厂总有功设值在全厂联合振动1区，设值无效”
3.2.3 单机AGC闭环调节下的负荷分配试验
为了保障下游供水需求，全厂原总有功为109.52MW，现通过上位机给定总有功200MW，1#机组设定有功为7MW，4#机组设定有功为102.06MW，测试单机AGC闭环调节下的负荷分配是否正常，其结果如表9：
表9 单机AGC闭环调节下的负荷分配试验结果
机组工况 1#机组 2#机组 3#机组 4#机组
7MW 停机 停机 102.06MW
原全厂总有功（MW） 109.52 给定总有功（MW） 200
AGC分配有功（MW） 98.39 非AGC发有功（MW） 102.06
AGC分配值（MW） 98.39 0 0 100.93
结论：单机AGC闭环调节下的负荷分配正常
3.2.4 单机AGC闭环调节下的有功给定高于设定的全厂最大有功设定值（躲避最大下泄流量）试验
为了保障下游供水需求，全厂原总有功为199.35MW，现通过上位机给定总有功600MW，1#机组设定有功为98.64MW，4#机组设定有功为101.61MW，测试单机AGC闭环调节下的躲避最大下泄流量是否正常，其结果如表10：
表10 单机AGC闭环调节下的躲避最大下泄流量试验结果
机组工况 1#机组 2#机组 3#机组 4#机组
98.64MW 停机 停机 101.61MW
原全厂总有功（MW） 199.35 给定总有功（MW） 600
AGC分配有功（MW） 98.39 非AGC发有功（MW） 101.38
AGC分配值（MW） 98.39 0 0 101.38
结论：上位机报“全厂有功设定值越限，设值无效”
3.2.5 在1#机组PLC程序内将“一次调频信号动作”设值为1，观察AGC闭锁情况试验
为了保障下游供水需求，全厂原总有功为199.58MW，现通过上位机给定总有功240MW，1#机组设定有功为98.39MW，4#机组设定有功为101.38MW，将1#机组PLC程序内将“一次调频信号动作”设值为1，观察AGC闭锁情况，其结果如表11：
表11 AGC闭锁情况结果
机组工况 1#机组 2#机组 3#机组 4#机组
98.39MW 停机 停机 101.38MW
原全厂总有功（MW） 199.58 给定总有功（MW） 240
AGC分配有功（MW） 不分配 非AGC发有功（MW） 101.38
AGC分配值（MW） 不分配 0 0 101.38
结论：上位机报“一次调频动作，全厂有功设定上调闭锁”。全厂有功调节和1#机组有功调节都被闭锁。
3.2.6 在1#机组PLC程序内将“一次调频信号动作”设值为0，观察AGC闭锁情况试验
为了保障下游供水需求，全厂原总有功为199.58MW，现通过上位机给定总有功240MW，1#机组设定有功为97.29MW，4#机组设定有功为100.93MW，将1#机组PLC程序内将“一次调频信号动作”设值为0，观察AGC闭锁情况，其结果如表12：
表12 AGC闭锁情况结果
机组工况 1#机组 2#机组 3#机组 4#机组
97.29MW 停机 停机 100.93MW
原全厂总有功（MW） 199.58 给定总有功（MW） 240
AGC分配有功（MW） 139.07 非AGC发有功（MW） 100.93
AGC分配值（MW） 139.07 0 0 100.93
结论：继续执行本次被闭锁的命令
―300MW―350MW时，机组AGC各种动作情况正常，与试验目标一致。
4 结束语
紫坪铺水电厂AGC试验准备时间50余天，厂内试验选择夜间负荷低谷期间进行，试验耗时10余小时。所有试验项目、安全策略做到了尽可能完善，厂内试验完成后不久，正式进行了与省调联调试验。全厂AGC投运三年多以来，运行基本稳定、可靠。作为四川电网省属调频电厂，不断完善升级AGC功能，完全符合华中电网《两个细则》中有库容调节能力的水电厂必须完善AGC功能，具备随时投运的条件的要求，它对于维持电力系统的稳定运行和电厂的安全经济运行都发挥重要作用。
参考文献：
[1]向俊任，阎应飞，王群，等.紫坪铺水电厂AGC调试试验报告 [R].成都：紫坪铺水电厂，2009.
[2] 四川省电力公司调度中心，四川省电力公司通信自动化中心.四川电网自动电压控制系统（AGC）功能规范[Z].2008.4.
作者简介：
向俊任（1979―），男，四川江安人，工程师，学士，从事水电厂设备运行工作。
曹建高（1986―），男，四川泸州人，助理工程师，学士，从事水电厂设备运行工作。