CN104682393A - 抽水蓄能电站机组自动发电和自动抽水的控制方法 - Google Patents

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单鹏珠
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戎刚
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State Grid Electric Power Research Institute
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
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Abstract

本发明公开了一种抽水蓄能电站机组自动发电和自动抽水的控制方法，包括以下步骤：a)抽水蓄能电站根据电网调度主站负荷设定方式接收全厂总负荷设定值P*；b)判断紧急支援功能是否投入； c)对全厂总负荷设定值P总负荷进行合法性判断；d)确定合理的开停机台数及机组间的负荷分配；e)如机组自动起停功能投入，则自动对机组进行开停机操作；否则由运行人员手动进行机组的启停；f)自动判断机组处于发电模式还是抽水模式；g)机组启停控制指令及机组负荷设定值自动下达至现地PID控制单元，并由现地控制单元自动对机组进行启停控制和负荷调节。本发明满足了电网二次调频的需求，同时具备了电网发生事故时给予紧急支援的功能。

Description

抽水蓄能电站机组自动发电和自动抽水的控制方法
技术领域
本发明涉及一种抽水蓄能电站可逆式水泵水轮机机组自动发电和自动抽水的控制方法，属于自动控制技术领域。
背景技术
抽水蓄能电站可逆式水泵水轮机机组运行工况复杂，电站运行值班人员需要根据电力系统需求不断操作机组在发电、抽水、停机等工况间进行切换，并调节机组有功功率以满足电网调度的要求。由于抽水蓄能电站机组工况转换控制方式复杂，且电网对抽蓄机组起停时间和负荷调节时间也有严格要求，而运行人员手动调整机组往往达不到调度要求，因此抽水蓄能电站急需一种能够迅速可靠的自动发电和自动抽水的控制方法。
常规水电站自动发电控制(AGC)以电站上下游水位和电力系统潮流为约束条件，综合考虑电厂及机组的运行限制条件，在确保电厂安全运行的前提下，通过全厂运行机组的成组调节，迅速的实现全厂有功功率的调整，从而满足电力系统要求。常规水电机组AGC能够实现电站的经济运行，减少水量损耗，避免机组的频繁启动。常规水电机组AGC可根据调度给定的全厂总负荷设定值或者负荷曲线实现全厂负荷的自动调节和机组的自动启停。
现有的常规水电站自动发电控制（AGC）技术存在以下缺点：(1)不具备自动抽水控制（PJC）功能；(2)不具备根据负荷曲线预判调节功能；(2)不具备紧急支援功能。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于，提供一种符合抽水蓄能电站可逆式水泵水轮机机组的自动发电和自动抽水控制方法，解决了抽水蓄能机组发电、抽水、停机等工况频繁转换及负荷调节完全依赖人工操作的问题，降低了由人工进行机组控制调节所带来的误操作风险，提高了抽水蓄能电站根据电网调度要求进行自动发电、自动抽水和负荷调节的响应速度，满足了电网二次调频的需求，同时具备了电网发生事故时给予紧急支援的功能。
本发明的技术方案为：一种抽水蓄能电站机组自动发电和自动抽水的控制方法，其特征是，包括以下步骤：
a)抽水蓄能电站根据电网调度主站负荷设定方式接收全厂总负荷设定值P*；
b)判断紧急支援功能是否投入，如投入则在全厂总负荷设定值基础上叠加紧急支援负荷附加值△P，即P总负荷=P*+△P；
c)对全厂总负荷设定值P总负荷进行合法性判断，如设定值P总负荷大于全厂负荷可调容量上限P2或小于全厂负荷可调容量下限P1，则判定设值不合法，拒绝执行并报警提示；
d)根据全厂可运行机组台数及全厂总负荷设定值P总负荷，确定合理的开停机台数及机组间的负荷分配；
e)如机组自动起停功能投入，则自动对机组进行开停机操作；否则由运行人员手动进行机组的启停；
f)自动判断机组处于发电模式还是抽水模式；
g)机组启停控制指令及机组负荷设定值自动下达至现地PID控制单元，并由现地控制单元自动对机组进行启停控制和负荷调节。
前述的抽水蓄能电站机组自动发电和自动抽水的控制方法，其特征是，所述的电网调度主站负荷设定方式有三种：包括全厂总有功计划负荷曲线、全厂总负荷设定值和紧急支援负荷设定值。
前述的抽水蓄能电站机组自动发电和自动抽水的控制方法，其特征是，所述抽水蓄能电站机组自动启停控制方式有两种：通过运行人员手动设定全厂总负荷设定值和电网调度远方下发全厂总负荷设定值对机组进行自动启停。
前述的抽水蓄能电站机组自动发电和自动抽水的控制方法，其特征是，所述抽水蓄能电站机组自动控制调节有两种模式：在机组发电方向和机组抽水方向均可实现对机组启停的自动控制和对机组有功功率的自动调节。
前述的抽水蓄能电站机组自动发电和自动抽水的控制方法，其特征是，所述抽水蓄能电站对于全厂总有功计划负荷曲线的调节方式为：机组启停控制指令根据计划负荷曲线的时间点提前启动或停止机组，减少机组启停所带来的迟滞时间。
前述的抽水蓄能电站机组自动发电和自动抽水的控制方法，其特征是，所述抽水蓄能电站紧急支援功能运行的方式为：在电网发生大功率缺失，系统频率严重偏离正常范围时，电网主站根据电网潮流情况，自动调用抽水蓄能电站可支援容量，快速恢复电网频率。
本发明所达到的有益效果：
（1）本发明实现了抽水蓄能机组的自动抽水控制功能，可以完成对可逆式水泵水轮机机组在发电方向和抽水方向机组启停的自动控制和机组有功功率的自动调节；
（2）本发明实现了负荷曲线的预判调节功能，消除了机组起停过程所造成的负荷调节迟滞，对电网的电力潮流平衡起到了改善作用；
（3）实现了抽水蓄能机组的紧急支援功能，在电网发生大功率缺失、系统频率严重偏正常范围时，电网主站可以自动根据电网潮流情况，调用抽水蓄能电站可支援容量，实现快速恢复电网频率的功能。
附图说明
图1是本发明的逻辑框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
抽水蓄能电站自动发电和自动抽水控制功能是指抽水蓄能电站接收远方电网调度主站下达的负荷曲线、总负荷设定值或紧急负荷设定值，并综合考虑电站各种约束条件及优化策略，通过优化的电站机组启停台数及机组间负荷分配方式，使全厂总出力满足调度要求。
如图1所示，一种抽水蓄能电站机组自动发电和自动抽水的控制方法，包括以下步骤：
a)抽水蓄能电站根据电网调度主站负荷设定方式接收全厂总负荷设定值P*；
b)判断紧急支援功能是否投入，如投入则在全厂总负荷设定值基础上叠加紧急支援负荷附加值△P，即P总负荷=P*+△P；
c)对全厂总负荷设定值P总负荷进行合法性判断，如设定值P总负荷大于全厂负荷可调容量上限P2或小于全厂负荷可调容量下限P1，则判定设值不合法，拒绝执行并报警提示；
d)根据全厂可运行机组台数及全厂总负荷设定值P总负荷，确定合理的开停机台数及机组间的负荷分配；
e)如机组自动起停功能投入，则自动对机组进行开停机操作；否则由运行人员手动进行机组的启停；
f)自动判断机组处于发电模式还是抽水模式；
g)机组启停控制指令及机组负荷设定值自动下达至现地PID控制单元，并由现地控制单元自动对机组进行启停控制和负荷调节。
其中，所述的电网调度主站负荷设定方式有三种：包括全厂总有功计划负荷曲线、全厂总负荷设定值和紧急支援负荷设定值。
所述抽水蓄能电站机组自动启停控制方式有两种：通过运行人员手动设定全厂总负荷设定值和电网调度远方下发全厂总负荷设定值对机组进行自动启停。
所述抽水蓄能电站机组自动控制调节有两种模式：在机组发电方向和机组抽水方向均可实现对机组启停的自动控制和对机组有功功率的自动调节。
所述抽水蓄能电站对于全厂总有功计划负荷曲线的调节方式为：机组启停控制指令根据计划负荷曲线的时间点提前启动或停止机组，减少机组启停所带来的迟滞时间。
所述抽水蓄能电站紧急支援功能运行的方式为：在电网发生大功率缺失，系统频率严重偏离正常范围时，电网主站根据电网潮流情况，自动调用抽水蓄能电站可支援容量，快速恢复电网频率。
本发明对硬件系统无额外要求，且使用UNIX/LINUX开源操作系统，成本低廉，减少了硬件和软件成本，同时进一步提高了系统的安全性和可靠性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种抽水蓄能电站机组自动发电和自动抽水的控制方法，其特征是，包括以下步骤：
a)抽水蓄能电站根据电网调度主站负荷设定方式接收全厂总负荷设定值P*；
b)判断紧急支援功能是否投入，如投入则在全厂总负荷设定值基础上叠加紧急支援负荷附加值△P，即P总负荷=P*+△P；
c)对全厂总负荷设定值P总负荷进行合法性判断，如设定值P总负荷大于全厂负荷可调容量上限P2或小于全厂负荷可调容量下限P1，则判定设值不合法，拒绝执行并报警提示；
d)根据全厂可运行机组台数及全厂总负荷设定值P总负荷，确定合理的开停机台数及机组间的负荷分配；
e)如机组自动起停功能投入，则自动对机组进行开停机操作；否则由运行人员手动进行机组的启停；
f)自动判断机组处于发电模式还是抽水模式；
g)机组启停控制指令及机组负荷设定值自动下达至现地PID控制单元，并由现地控制单元自动对机组进行启停控制和负荷调节。
2.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站机组自动发电和自动抽水的控制方法，其特征是，所述的电网调度主站负荷设定方式有三种：包括全厂总有功计划负荷曲线、全厂总负荷设定值和紧急支援负荷设定值。
3.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站机组自动发电和自动抽水的控制方法，其特征是，所述抽水蓄能电站机组自动启停控制方式有两种：通过运行人员手动设定全厂总负荷设定值和电网调度远方下发全厂总负荷设定值对机组进行自动启停。
4.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站机组自动发电和自动抽水的控制方法，其特征是，所述抽水蓄能电站机组自动控制调节有两种模式：在机组发电方向和机组抽水方向均可实现对机组启停的自动控制和对机组有功功率的自动调节。
5.根据权利要求2所述的抽水蓄能电站机组自动发电和自动抽水的控制方法，其特征是，所述抽水蓄能电站对于全厂总有功计划负荷曲线的调节方式为：机组启停控制指令根据计划负荷曲线的时间点提前启动或停止机组，减少机组启停所带来的迟滞时间。
6.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站机组自动发电和自动抽水的控制方法，其特征是，所述抽水蓄能电站紧急支援功能运行的方式为：在电网发生大功率缺失，系统频率严重偏离正常范围时，电网主站根据电网潮流情况，自动调用抽水蓄能电站可支援容量，快速恢复电网频率。
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