CN107591847A - 一种利用变参数的方式调节水电机组agc的方法 - Google Patents

一种利用变参数的方式调节水电机组agc的方法 Download PDF

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本发明涉及一种水轮发电机组AGC调节方法。该方法包括以下步骤：1)划分发电机机组的负荷段；2)针对N个不同负荷段分别进行大负荷扰动试验和小负荷扰动试验，确定大负荷扰动试验的目标负荷以及小负荷扰动试验的目标负荷；3)确定N个不同负荷段在大负荷扰动试验和小负荷扰动试验过程中分别对应的功率调节量；4)建立发电机机组AGC调节参数表：5)将AGC调节参数表导入AGC中，对发电机机组进行参数调节；该方法解决了AGC调节时在部分工况存在超调、欠调的问题，从而适应了不同的负荷段以及不同的符合调节量。

Description

一种利用变参数的方式调节水电机组AGC的方法
技术领域：
本发明属于水轮发电机组领域，具体涉及一种水轮发电机组AGC调节方法。
背景技术
随着调度及电厂自动化水平提高，水电机组自动发电控制系统(AGC)已广泛应用到各大中型水电站，水电厂AGC根据调度下发负荷指令考虑运行限制条件下，一般以经济运行为原则确定机组的运行台数和机组间的负荷分配。
图1为水电机组AGC控制结构示意图，其具体的工作原理如下：
调度将电厂或单机负荷指令发送至电厂AGC，电厂AGC将负荷指令下发至AGC下位机，下位机将负荷给定值与实际值进行比较按照一定调节规定(一般为PID调节)发出脉冲信号，调速器接受脉冲信号进行积分进行增减导叶开度，调整机组负荷。
按照相关标准和电力调度管理机构要求水电厂应投入AGC，包括有全厂成组模式、单机模式，并对机组AGC响应时间、调节速率等指标做了相应的规定，但目前普遍存在调节性能较差，不能完全满足AGC技术要求，造成AGC性能考核量较大。主要表现在部分工况下水电机组AGC调节速率满足要求，但在其他工况又存在超调较大或者欠调的问题。
如图2所示；在大的功率偏差情况下调节速率满足要求，但在较小的功率偏差下调节速率又不够。
由于水轮发电机组水轮机出力与导叶开度(工程中用实测接力器行程代替导叶开度)存在较大的非线性特性，如图3所示；水轮机在不同工况下水锤效应也是有所差别的，会影响机组AGC的动态调节特性。经过分析可知，影响水电机组AGC调节性能的参数主要有下位机PID参数、最小脉宽、最大脉宽、调节周期等，目前水电机组AGC的调节时只采用一组参数，一旦选定后所有的工况下都采用这组参数，由于水轮机出力、水锤效应的非线性导致该组参数不能完全适应于所有工况和调节量，导致AGC调节性能在部分工况存在超调、欠调的问题，不能满足AGC性能要求。
发明内容
为了解决背景技术中的问题，该发明提出一种利用变参数的方式调节水电机组AGC的方法，该方法解决了AGC调节时在部分工况存在超调、欠调的问题，从而适应了不同的负荷段以及不同的符合调节量。
本发明的具体技术方案是：
本发明提供了一种利用变参数的方式调节水电机组AGC的方法，包括以下步骤：
1)划分负荷段；
实测发电机机组导叶开度与功率并绘制导叶开度和功率的关系曲线，根据导叶开度和功率的关系曲线的线性关系以及历史AGC指令负荷的目标负荷将发电机机组的负荷范围分为N个不同负荷段；N大于等于2；
2)针对N个不同负荷段分别进行大负荷扰动试验和小负荷扰动试验，确定大负荷扰动试验的目标负荷以及小负荷扰动试验的目标负荷；
2.1)确定大负荷扰动试验的目标负荷；
根据历史AGC负荷指令的目标负荷，以时间T为周期，绘制历史AGC负荷指令曲线；统计一个周期T内历史AGC负荷指令范围概率事件；历史AGC负荷指令范围概率事件具体是：将所有目标功率指令挑选出来，选取出现次数最多的目标负荷作为大负荷扰动试验中目标负荷或者求取所有目标负荷的平均值作为大负荷扰动试验中目标负荷；
2.2)确定小负荷扰动试验的目标负荷；
依据大负荷目标负荷，在此基础之上以正负至少1％机组额定容量作为小负荷扰动试验的目标负荷；
3)确定N个不同负荷段在大负荷扰动试验和小负荷扰动试验过程中分别对应的功率调节量；
3.1)确定N个不同负荷段在大负荷扰动试验对应的功率调节量；
根据历史AGC负荷指令的目标负荷对应的功率调节量，以时间T为周期，绘制历史AGC负荷指令调节量曲线；统计一个周期T内历史AGC负荷指令的目标负荷对应功率调节量的概率事件；历史AGC负荷指令的目标负荷对应功率调节量的概率事件具体是：将所有功率调节量挑选出来，选取出现次数最多的功率调节量作为大负荷扰动试验中调节量或者求取所有功率调节量的平均值作为大负荷扰动试验中目标负荷；
3.2)确定N个不同负荷段在小负荷扰动试验对应的功率调节量；
依据大负荷扰动试验的功率调节量，在此基础之上以正负至少1％机组额定容量作为小负荷扰动试验的功率调节量；
4)根据步骤2)和步骤3)建立发电机机组AGC调节参数表：AGC调节参数表为不同负荷段、不同功率调节量中大负荷扰动试验和小负荷扰动试验时所对应的AGC调节参数值；
5)将AGC调节参数表导入AGC中，对发电机机组进行参数调节；具体的调节过程是：
设初始AGC负荷给定值为PC0，当前运行过程中的AGC负荷实际值为PC；
首先判定PC属于所述AGC调节参数表中的哪一个负荷段，再计算调节量ΔP＝|PC-PC0|，判断是属于小负荷扰动试验时的功率调节量还是大负荷扰动试验时的功率调节量，AGC自动调用AGC调节参数表中对应的AGC调节参数，对发电机机组进行参数调节。
优选的方案是，所述时间T≥6个月。
优选的方案是，所述N＝4。
上述AGC调节参数值包括下位机PID参数、最小脉宽、最大脉宽、调节周期。
本发明的有益效果是：
本发明的方法通过将机组负荷分为若干段，通过实测机组出力与导叶开度关系曲线，将机组负荷分为若干段，找到出每个负荷段对应的大扰动负荷试验的目标负荷和功率调节量、小扰动负荷试验的目标负荷和功率调节量，绘制AGC调节参数表，当机组AGC负荷调节时根据AGC调节参数表对发电机机组进行调节，该方法适应所有负荷段和调节量，解决了AGC调节时在部分工况存在超调、欠调的问题，同时调节精度高、准确性高。
附图说明
图1为水电机组AGC控制结构示意图；
图2为现有发电机机组AGC调节过程中实际调节后功率和目标调节后功率的曲线对比图；
图3为现有调节时导叶开度与发电机机组出力的曲线关系示意图；
图4为本发明实施例中发电机机组负荷分段示意图；
图5为采用本发明进行发电机机组AGC调节过程中实际调节后功率和目标调节后功率的曲线对比图。
具体实施方式
步骤1)实测每个发电机机组导叶开度与功率曲线，根据根据导叶开度和功率的关系曲线的线性关系以及历史AGC指令负荷的目标负荷将机组负荷范围分为N个负荷段；(本实施中采用分为4段)，如图4所示。
步骤2)针对4个不同负荷段分别进行大负荷扰动试验和小负荷扰动试验，确定大负荷扰动试验的目标负荷以及小负荷扰动试验的目标负荷；
步骤2.1)确定大负荷扰动试验的目标负荷；
根据历史AGC负荷指令的目标负荷，以时间6个月为周期，绘制历史AGC负荷指令曲线；统计一个6个月内历史AGC负荷指令范围概率事件；历史AGC负荷指令范围概率事件具体是：将所有目标功率指令挑选出来，选取出现次数最多的目标负荷作为大负荷扰动试验中目标负荷或者求取所有目标负荷的平均值作为大负荷扰动试验中目标负荷；
步骤2.2)确定小负荷扰动试验的目标负荷；
依据大负荷目标负荷，在此基础之上以正负至少1％机组额定容量作为小负荷扰动试验的目标负荷；
步骤3)确定N个不同负荷段在大负荷扰动试验和小负荷扰动试验过程中分别对应的功率调节量；
步骤3.1)确定N个不同负荷段在大负荷扰动试验对应的功率调节量；
根据历史AGC负荷指令的目标负荷对应的功率调节量，以6个月为周期，绘制历史AGC负荷指令调节量曲线；统计6个月内历史AGC负荷指令的目标负荷对应功率调节量的概率事件；历史AGC负荷指令的目标负荷对应功率调节量的概率事件具体是：将所有功率调节量挑选出来，选取出现次数最多的功率调节量作为大负荷扰动试验中调节量或者求取所有功率调节量的平均值作为大负荷扰动试验中目标负荷；
步骤3.2)确定N个不同负荷段在小负荷扰动试验对应的功率调节量；
依据大负荷扰动试验的功率调节量，在此基础之上以正负至少1％机组额定容量作为小负荷扰动试验的功率调节量；
步骤4)通过步骤2)和步骤3)建立发电机机组AGC调节参数表：AGC调节参数表为不同负荷段、不同功率调节量中大负荷扰动试验和小负荷扰动试验时所对应的AGC调节参数值；如表1所示；
表1AGC调节参数
负荷范围 调节量△P(大扰动) 调节量△P(小扰动)
0～P1 AGC参数1 AGC参数2
P1～P2 AGC参数3 AGC参数4
P2～P3 AGC参数5 AGC参数6
P3～P4 AGC参数7 AGC参数8
。。。 。。。 。。。
步骤5)将AGC调节参数表导入AGC中，对发电机机组进行参数调节；具体的调节过程是：
设初始AGC负荷给定值为PC0，当前运行过程中的AGC负荷实际值为PC；
首先判定PC属于所述AGC调节参数表中的哪一个负荷段，再计算调节量ΔP＝|PC-PC0|，判断是属于小负荷扰动试验时的功率调节量还是大负荷扰动试验时的功率调节量，AGC自动调用AGC调节参数表中对应的AGC调节参数，对发电机机组进行参数调节。
根据图5与图2进行比较，可以很清晰地发现图5的调节过程中基本没有功率超调与欠调现象，调节效果较好。

Claims (4)

1.一种利用变参数的方式调节水电机组AGC的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)划分发电机机组的负荷段；
实测发电机机组导叶开度与功率并绘制导叶开度和功率的关系曲线，根据导叶开度和功率的关系曲线的线性关系以及历史AGC指令负荷的目标负荷将发电机机组的负荷范围分为N个不同负荷段；N大于等于2；
2)针对N个不同负荷段分别进行大负荷扰动试验和小负荷扰动试验，确定大负荷扰动试验的目标负荷以及小负荷扰动试验的目标负荷；
2.1)确定大负荷扰动试验的目标负荷；
根据历史AGC负荷指令的目标负荷，以时间T为周期，绘制历史AGC负荷指令曲线；统计一个周期T内历史AGC负荷指令范围概率事件；历史AGC负荷指令范围概率事件具体是：将所有目标功率指令挑选出来，选取出现次数最多的目标负荷作为大负荷扰动试验中目标负荷或者求取所有目标负荷的平均值作为大负荷扰动试验中目标负荷；
2.2)确定小负荷扰动试验的目标负荷；
依据大负荷目标负荷，在此基础之上以正负至少1％机组额定容量作为小负荷扰动试验的目标负荷；
3)确定N个不同负荷段在大负荷扰动试验和小负荷扰动试验过程中分别对应的功率调节量；
3.1)确定N个不同负荷段在大负荷扰动试验对应的功率调节量；
根据历史AGC负荷指令的目标负荷对应的功率调节量，以时间T为周期，绘制历史AGC负荷指令调节量曲线；统计一个周期T内历史AGC负荷指令的目标负荷对应功率调节量的概率事件；历史AGC负荷指令的目标负荷对应功率调节量的概率事件具体是：将所有功率调节量挑选出来，选取出现次数最多的功率调节量作为大负荷扰动试验中调节量或者求取所有功率调节量的平均值作为大负荷扰动试验中目标负荷；
3.2)确定N个不同负荷段在小负荷扰动试验对应的功率调节量；
依据大负荷扰动试验的功率调节量，在此基础之上以正负至少1％机组额定容量作为小负荷扰动试验的功率调节量；
4)根据步骤2)和步骤3)建立发电机机组AGC调节参数表：AGC调节参数表为不同负荷段、不同功率调节量中大负荷扰动试验和小负荷扰动试验时所对应的AGC调节参数值；
5)将AGC调节参数表导入AGC中，对发电机机组进行参数调节；具体的调节过程是：
设初始AGC负荷给定值为PC0，当前运行过程中的AGC负荷实际值为PC；
首先判定PC属于所述AGC调节参数表中的哪一个负荷段，再计算调节量ΔP＝|PC-PC0|，判断是属于小负荷扰动试验时的功率调节量还是大负荷扰动试验时的功率调节量，AGC自动调用AGC调节参数表中对应的AGC调节参数，对发电机机组进行参数调节。
2.根据权利要求1所述的利用变参数的方式调节水电机组AGC的方法，其特征在于：所述时间T≥6个月。
3.根据权利要求2所述的利用变参数的方式调节水电机组AGC的方法，其特征在于：所述N为4。
4.根据权利要求3所述的利用变参数的方式调节水电机组AGC的方法，其特征在于：所述AGC调节参数值包括下位机PID参数、最小脉宽、最大脉宽、调节周期。
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