CN104617603A - 一种防止水电站agc功率波动的方法 - Google Patents

Abstract

本发明针对可能引起投入AGC功能的水电站功率波动的原因，提出本发明公开了防止水电站AGC功率波动的方法，主要通过水电站自动水头测量信号的品质和变化幅度、AGC的全厂有功功率分配值、全厂实际总有功功率、全厂出线总有功功率、全厂总有功功率出力下限、全厂总有功功率出力上限的判断，实现水电站AGC水头方式切换无扰切换，可有效的防止水头信号值不正常变化引起的波动。

Description

一种防止水电站AGC功率波动的方法

技术领域

本发明属于电力控制技术领域，具体为一种防止水电站AGC功率波动的方法。

背景技术

水电站AGC控制功能是实现全厂有功功率自动分配至各发电机组的一种控制功能，是实现电网自动发电控制和电网频率调节的一种手段。水电站水头信号直接影响AGC功能中发电机组的有功功率出力的上、下限，水头信号的改变直接影响机组和水电站的有功功率。

目前，大部分水电站都配置手动水头设定和自动手头设定两种方式对AGC中全站的水头值进行配置，以下五种方式出现时，将引起AGC功能中水头信号的改变，导致全厂总有功功率的波动。

(1)手动水头方式下，水电站运行人员误操作；

(2)自动水头方式下，水头信号传感器故障或水头计算程序出错；

(3)手动水头方式下，运行AGC功能的服务器重启，水头值重新初始化，水电站全厂实际总有功功率大于全厂总有功功率出力上限；

(4)手动水头方式下，运行AGC功能的服务器重启，水头值重新初始化，水电站全厂实际总有功功率小于全厂总有功功率出力下限；

(5)自动水头向手动水头切换或手动水头向自动水头切换过程中，由于两种方式水头信号值相差较大。

如何有效的防止水头信号值不正常改变引起的有功功率波动是迫切需要解决的难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种防止水电站AGC功率波动的方法，包括以下步骤：

1)、AGC程序初始化后，水头设定方式默认为自动水头，水头数据与初始化前保持一致；

2)、利用水头信号模块，根据自动水头信号品质和波动幅度，判断自动水头信号的有效性

当自动水头信号无效时切换至手动水头方式下；

当全厂有功功率分配值与全厂实际总有功功率之差的绝对值大于变化阀值时拒绝执行分配值；

当全厂实际总有功功率大于全厂有功功率上限时，退出全厂AGC功能；

当全厂有功功率实际总有功功率与全厂出线总有功功率之差的绝对值大于变化阀值时，退出全厂AGC功能。

优选的，本发明适用于水电站为存在自动水头和手动水头两种水头方式，且水头选择方式可自动切换的水电站。同样，本发明适用于全厂总有功功率按照设定曲线值、设定有功给定值的AGC水电站。

本发明发可作为AGC的保护控制策略、防止水电站AGC水头方式切换过程中，由于AGC策略不合理或运行人员操作不当引起的功率波动。

本发明针对可能引起投入AGC功能的水电站功率波动的原因，提出一种水电站AGC水头方式切换防止功率波动的方法，主要通过水电站自动水头测量信号的品质和变化幅度、AGC的全厂有功功率分配值、全厂实际总有功功率、全厂出线总有功功率、全厂总有功功率出力下限、全厂总有功功率出力上限的判断，实现水电站AGC水头方式切换无扰切换，可有效的防止水头信号值不正常变化引起的波动。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

一种防止水电站AGC功率波动的方法，包括以下步骤：

1)、AGC程序初始化后，水头设定方式默认为自动水头，水头数据与初始化前保持一致；

2)、利用水头信号模块，根据自动水头信号品质和波动幅度，判断自动水头信号的有效性

当自动水头信号无效时切换至手动水头方式下；

当全厂有功功率分配值与全厂实际总有功功率之差的绝对值大于变化阀值时拒绝执行分配值；

当全厂实际总有功功率大于全厂有功功率上限时，退出全厂AGC功能；

当全厂有功功率实际总有功功率与全厂出线总有功功率之差的绝对值大于变化阀值时，退出全厂AGC功能。

水电站AGC有功功率分配原则一般有按容量成比例分配和按等微增益原则分配。本发明以按容量成比例分配AGC水电机组为例进行介绍。其依据式(1)所示。

P_Set＝P_AGC+P_{Dis_AGC}   (1)

式(1)中，P_Set为全厂总有功功率设定值(可以是曲线设定值和给定定值设定值)；

P_AGC为投入AGC功能的机组的AGC有功功率分配值之和；

P_{Dis_AGC}为未投入AGC功能的实际有功功率之和。

投入AGC功能发电机组分配到的有功功率分配值如式2所示。

$P_i=P_{\mathrm{AGC}}*\frac{P_{i\max }}{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{P}_{i\max }},(i=\mathrm{1,2}...,n)---\left(2\right)$

式(2)中，P_i为AGC分配到第i台参加AGC机组的有功功率分配值；

P_AGC为投入AGC功能的机组的AGC有功功率分配值之和；

P_imax为第i台机组水头信号值下的的最大有功出力上限。

机组最大的有功出力上限与水头信号值关系式(3)：

P_imax＝f(h)(i＝1，2...，n)   (3)

式(3)中，P_imax为第i台机组水头信号值下的的最大有功出力上限；

h为水电站AGC功能中使用的水头信号(可为自动或水头信号)。

从式(1)、(2)、(3)可以看出，水头信号值的改变将引起机组水头信号值下的的最大有功出力上限P_imax的改变，从而导致AGC分配到第i台参加AGC机组的有功功率分配值P_i的波动，最终引起全厂有功功率P的波动。要实现防止水头信号不正常改变引起的全厂有功功率波动，加入以下防止水头信号值不正常改变引起的有功功率波动的控制方法：

1、根据自动水头下水头信号品质和波动幅度，判断自动水头信号的有效性，自动水头信号无效时切换至手动水头方式下，其实现如式(4)所示。

$h=\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{qh}}_{\mathrm{auto}}\\ {\mathrm{qh}}_{\mathrm{man}}\end{array}\right.---\left(4\right)$

式(4)中，h为水电站AGC功能中使用的水头信号；

h_auto为自动水头计算得到的水头信号；

h_man为自动水头设定的水头信号；

q为自动水头计算可靠性变量，其计算如式(5)所示。

式(5)中，为水头信号的品质变量，其计算如式(6)所示；

μ为当前水头信号值突变变量，其计算如式(7)所示；

δ为当前水头信号值超上限变量，其计算如式(8)所示；

θ为当前水头信号值超下限变量，其计算如式(9)所示。

式(6)中，当前水头信号品质为好时值为“1”；当前水头信号品质为坏时值为“0”。

$\mathrm{\&mu;}=\left\{\begin{array}{cc}1& \left(\right|h_{\mathrm{current}}-h_{\mathrm{last}}|<\mathrm{\&epsiv;})\\ 0& \left(\right|h_{\mathrm{current}}-h_{\mathrm{last}}|\&GreaterEqual;\mathrm{\&epsiv;})\end{array}\right.---\left(7\right)$

式(7)中，ε为当前自动水头信号和前一次水头信号对比差值；

h_last为上一次有效水头信号值。

$\mathrm{\&delta;}=\left\{\begin{array}{cc}1& h_{\mathrm{current}}\&le;h_{\max }\\ 0& h_{\mathrm{current}}>h_{\max }\end{array}\right.---\left(8\right)$

$\mathrm{\&theta;}=\left\{\begin{array}{cc}1& h_{\mathrm{current}}\&GreaterEqual;h_{\min }\\ 0& h_{\mathrm{current}}<h_{\min }\end{array}\right.---\left(9\right)$

式(8)、(9)中，h_current为当前水头信号值；

h_max为自动水头信号最大值；

h_min为自动水头信号最小值。

2、当全厂水头信号发生改变时，若全厂AGC投入，全厂有功分配值将发生改变，本方法根据AGC的全厂有功功率分配值与全厂实际总有功功率，计算两者之差取绝对值，当绝对值大于变化阀值时拒绝执行分配值，其实现如式(10)所示，本策略可防止水头改变后，全厂分配值大于或小于实发功率，导致全厂实发功率的改变。

$P_{\mathrm{AGC}}=\left\{\begin{array}{cc}{p}_{\mathrm{AGC}}& \left(\right|P_{\mathrm{AGC}}-P_{\mathrm{ACT}}|\&le;{\mathrm{\&delta;}}_1,|p_{\mathrm{ACT}}-p_{\mathrm{OUT}}|\&le;{\mathrm{\&delta;}}_2)\\ p_{\mathrm{AGC\; LAST}}& \left(\right|P_{\mathrm{AGC}}-P_{\mathrm{ACT}}|>{\mathrm{\&delta;}}_1,|p_{\mathrm{ACT}}-p_{\mathrm{OUT}}|>{\mathrm{\&delta;}}_2)\end{array}\right.---\left(10\right)$

AGC的全厂有功功率分配值与全厂实际总有功功率，计算两者之差取绝对值，其实现如式(11)所示。

|P_AGC-P_ACT|≤δ₁   (11)

式(10)、(11)中，p_AGCLAST为全厂有功功率前一次有效分配值；

P_AGC为全厂有功功率分配值；

P_ACT为全厂实际总有功功率；

δ₁为AGC的全厂有功功率分配值与全厂实际总有功功率的梯度限制；

3、当水头发生改变引起功率发生改变时或全厂实发功率改变时，根据全厂有功功率实际总有功功率与全厂出线总有功功率，计算两者之差取绝对值，其实现如式(12)所示，当绝对值大于变化阀值时退出全厂AGC功能，本策略用于保护水头改变时引起全厂实发功率和出线功率不一致引起的功率波动。

|p_ACT-p_OUT|＜δ₂   (12)

式(12)中，p_OUT为全厂出线总有功功率；

δ₂为全厂有功功率实际总有功功率与全厂出线总有功功率的梯度限制。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种防止水电站AGC功率波动的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、AGC程序初始化后，水头设定方式默认为自动水头，水头数据与初始化前保持一致；

2)、利用水头信号模块，根据自动水头信号品质和波动幅度，判断自动水头信号的有效性

当自动水头信号无效时切换至手动水头方式下；

当全厂有功功率分配值与全厂实际总有功功率之差的绝对值大于变化阀值时拒绝执行分配值；

当全厂实际总有功功率大于全厂有功功率上限时，退出全厂AGC功能；

当全厂有功功率实际总有功功率与全厂出线总有功功率之差的绝对值大于变化阀值时，退出全厂AGC功能。

2.如权利要求1所述的一种防止水电站AGC功率波动的方法，其特征在于，所述的水电站为存在自动水头和手动水头两种水头方式，且水头选择方式可自动切换的水电站。

3.如权利要求1所述的一种防止水电站AGC功率波动的方法，其特征在于，所述的水电站为全厂总有功功率按照设定曲线值、设定有功给定值的AGC水电站。