安控系统对厂级AGC的影响

安控系统对厂级AGC的影响

屈志和

（阳城国际发电有限责任公司山西晋城048102）

摘要：随着AGC系统的进一步发展，AGC分级控制方式己经逐步体现出其优越性，这就要求电力企业必须具备厂级负荷分配系统以实现负荷的优化分配。本文在全面的了解AGC系统的基础上，主要就是针对安控系统对厂级负荷分配的影响进行研究。

关键词：AGC；厂级负荷分配；安全稳定控制系统

引言

AGC（AutomaticGenerationControl）自动发电控制的简称，是通过控制发电机有功出力来跟踪电力系统的负荷变化来满足互联电力系统间按计划要求交换功率的一种控制技术。它的投入将提高电网频率质量，提高经济效益和管理水平。

近些年来，随着对安全、可靠、优质和经济运行要求的提高，各大区电网都对频率的调整非常重视，并实行了严格的考核。为实现这一目标，全国各大电网均不同程度地采用了AGC技术。目前基本上各电厂均实现了单机AGC调度。

1AGC系统及电厂机组配置简介

1.1.厂级AGC的优点

厂级AGC作为衔接电网负荷指令与机组负荷控制的中间枢纽系统，既能满足电网安全、优质、经济运行需要，又能提高发电厂经济效益。

与单机AGC调度方式相比，厂级AGC具有以下优点：

（1）厂级负荷经济分配可以减少调度中心与火电厂单元机组DCS之间的数据交换，调度中心不再需要处理大量的数据，节省了一定的资源；

（2）能够综合考虑火电厂内所有单元机组的运行工况，易于优化组合运行机组，实现负荷的经济分配，减少供电标准煤耗量；

1.2.某厂机组配置及安控系统简介

某电厂共八台机组，升压站主接线方式，一期为采用4/3接线方式，由6台350MW发电机和三条500kV线路组成三个完整串，二期2台发电机以两个不完整3/2串接入500kV系统。发输电送出系统采用三回500kV交流输电线路，以专厂、专线、专供的方式接入华东电网，落点在江苏准阴，线路全长760km。电厂一期工程安装6×350MW亚临界燃煤发电机组，二期工程安装2×600MW亚临界间接空冷汽轮发电机组。

2厂级AGC系统简介及问题说明

2.1.厂级AGC系统简介

某厂为远距离、点对网输电，考虑送出系统安全策略，配置了安控切机系统，安控运行方式较复杂，如果按照常规对电厂实施单台机组的AGC功能，由于电网所涉及的机组比较多，电网调度无法充分考虑各台机组的运行工况，不仅存在安全稳定装置不同的切机策略与机组负荷分配配合的问题，而且不能在发电厂内部实现各台机组的最佳经济负荷分配，导致发电效率不高、发电企业所得经济效益较低。

针对某厂八台机组及远距离输电安全特点，配置全厂AGC系统实现安全与经济调度。厂级AGC系统在满足安控约束的前提下，自动自行负荷分配。依照AGC系统的基本要求，某厂厂级AGC系统可以实现如下功能：

1）自动适应安控运行方式，自动校核安控调节限值

2）自动调整控制出力机组，自动补偿异常机组负荷缺额

3）自动适应厂站及机组检修方式

4）全厂机组煤耗优化调度

2.2.安控系统对厂级AGC的影响

此项目难度较大，历时一年最终调试完毕。调试中发现依照现有的标准，因安控的约束无法做到完全自由的调节。安控系统对厂级AGC的影响主要表现在四个方面

1）全厂AGC可调范围的影响

2）负荷分配的影响

3）全厂调节速率的影响

4）AGC运行模式的选择的影响

2.2.1.安控系统对全厂调节范围的影响

以常用的方式一为例说明：

（1）安控校核上限计算方法：

第一步：小机控制出力机组数量：机组运行状态&切机压板投入状态&控制出力母线选择

第二步：大机控制出力机组数量：机组运行状态&切机压板投入状态

第三步：安控校核上限计算方法：（大机控制出力机组数量+小机控制出力数量）依据安控限额表计算安控校核上限。

（2）安控校核下限计算方法：

第一步：机组调节下限：各机组的实际调节下限之和。例如：175*6+330*2=1710MW

第二步：安控校核下限：使用安控校核下限，计算的全厂下限落在安控定义的全厂某个负荷段，则重新计算的安控校核后的全厂下限。

例如：全厂有功总和超过1800MW时，因处在220＞∑P≥180段内，此段内要求控制出力机组数量2台，小机300MW，大机450MW，所以此时全厂的安控校核下限为：175*5+300+450+330=1955MW。

2.2.2.安控系统对厂级AGC负荷分配的影响

（1）在安控区间段内，各机组的负荷可按设定的分配策略执行。

（2）跨安控点升负荷时，优先将控制出力机组提升到安控限额，其余机组负荷有可能降低。

（3）降负荷时，控制出力机组因限额的约束不调节，其余机组承担调节任务。

2.2.3.安控系统对厂级AGC调节速率的影响

（1）升负荷反调现象

跨安控点升负荷时会出现反调现象，而反调现象无法避免。反调过程中全厂速率降低，部分时间段速率为反方向值。

详情请见升负荷反调过程推算表。

升负荷反调数据推算表

反调现象曲线图：

（2）降负荷速率受限

在降负荷过程中会出现控制出力机组到达限额后不再调节，全厂调节速率受限。

调节过程中出现因安控限额的约束导致全厂调节速率降低、部分时间段不进行调节的情况。

（3）机组比例值对全厂调节速率的影响

在预知计划曲线时，可提前干预，但各机组间比例偏差过大时，部分机组提前调节完毕后，将不参与调节，会对全厂调节速率有影响。

（4）全厂单步步长对全厂调节速率的影响

在对分配目标进行干预时，还需注意全厂单步步长不能过小。若机组单步步长过小，其余机组进入DCS调节死区，将不参与调节。

2.2.2.安控系统对厂级AGC运行模式的影响

（1）SCHEO模式，能可靠使用。

（2）SCHEE模式，在安控区间内调节情况良好。但在跨安控点时，受安控限额的约束，会出现反调现象，不利于电网稳定运行。

（3）AUTOR模式，在安控区间内调节情况良好。但在跨安控点时，受安控限额的约束，会出现反调现象，不利于电网稳定运行。

3总结

某厂厂级AGC在满足安控的约束下对电网安全的影响主要集中在以下几个方面：

（1）导致省调AGC系统的可调范围波动较大，甚至会发生计算限额与实际限额不符，无法调节的问题。

（2）导致省调AGC系统的可调速率波动较大，预测速率与实际速率不符，不利于快速调节。

（3）当电厂发生反调时，电网频率异常将加剧恶化，在参与紧急调节时，反调导致的后果将更加严重。

厂级AGC系统受安控的约束，将有部分区间不适合调度进行AGC调节。出现这种问题是因为：

（1）调度与电厂之间的数据交换量较少，电网不了解电厂机组的实际情况，电厂不知道电网的需求。

（2）调度端AGC系统功能较弱，没有厂站特性描述功能，没有将实时负荷预测数据下发至电厂AGC系统，仅考虑电网频率平衡的偏差值，电厂端难以快速响应电网的需求。

（3）AGC系统对机组读取的控制参数较少，仅取机组的调节上限、调节下限、调节速率、机组有功实测四个数值，无法对机组的运行状态进行预估。

（4）AGC系统控制层面太浅，仅起到负荷传递功能。无法做到对重要辅机的控制、煤耗数据实时读取等功能。

（5）厂级AGC系统逻辑算法过于简单，没有机组特性描述功能。

目前新能源在电网中的比重越来越高，AGC在电网日常调度的重要性愈发重要，火电的机组特性与电网调节需求的矛盾也将日益突出。如果能重新考虑AGC系统的控制模型，不仅可以提高电网的稳定性，提高电网吸纳新能源的能力，同时也可降低火电厂的发电成本。

参考文献：

[1]江苏电网统调发电机组运行考核办法，2015.

[2]江苏电网统调发电机组辅助服务管理办法，2015.

[3]牛玉广.自动发电控制AGC

[4]阳城发输电系统稳定运行规定，2014.

作者简介：屈志和（1988.3-），男，汉族，籍贯；河南省邓州，阳城国际发电有限责任公司，工程师，学士学位，主要研究方向：发电厂继电保护。