CN112736934B - 一种水电机组开度模式下一次调频与agc叠加控制方法 - Google Patents

一种水电机组开度模式下一次调频与agc叠加控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水电机组开度模式下一次调频与AGC叠加控制方法，该方法为：在机组运行过程中，一次调频及AGC指令动作时不用互相屏蔽和设置优先级，采用机组ACG命令及一次调频动作共同叠加运行。本发明在一次调频动作时，同时出现AGC指令的情况下，使得水电机组监控系统大闭环有功控制值为AGC调度新指令值的基础上叠加一次调频动作后功率值，这样就实现了在系统闭环条件下，即有AGC指令新控制值，同时也包含一次调频动作值，从而实现一次调频动作量也AGC的信号叠加，机组负荷控制精确。

Description

一种水电机组开度模式下一次调频与AGC叠加控制方法
技术领域
本发明属于水电机组导叶关闭技术领域，具体涉及一种水电机组开度模式下一次调频与AGC叠加控制方法。
背景技术
随着大型水电机组的建设，水电机组在电网中的占比也在不断的提高，水电机组影响电力系统的频率稳定性的问题也逐渐体现出来，水电机组的调节品质的优劣和运行的可靠性直接影响到水轮发电机组乃至电力系统的安全可靠运行和电能质量。在电网中，用户对电能的需求与发电企业所发出的电能时保护平衡状态，当产生不平衡时电网必须进行调整，调整的手段主要有一次调频及自动发电控制(automatic generation control，AGC),而在水电机组运行过程中，一次调频控制是发电机调速器运行时的一项基本功能，当电网频率的变化量超出频率死区时，机组调速器根据频率变化量相应的改变机组所带负荷；在永态转差率一定的情况下，一次调频调整量由频率偏差决定，而电网频率偏差一般较小，因此一次调频调整量小，当系统负荷偏差较大时，必须通过AGC二次调频来实现负荷平衡。自动发电控制(automatic generation control，AGC)，是调整全电网发电出力与全电网负荷平衡。
目前大型水电机组功率调节通过机组监控系统大闭环来实现的，即监控系统给机组调速器增减指令，调速器通过接受增减命令来增减开度给定，在通过内部控制系统来调节水轮机导叶开度，最终达到增减机组有功出力的目的。而电厂在通过调度接收AGC指令时，是通过电厂内部监控系统的有功功率的大闭环实现机组负荷的增减。机组在一次调频动作则单纯通过调速器内部测量单元根据测量频差来进行动作的。目前电厂实施控制策略一般有两种，即一次调频优先策略和AGC优先策略。一次调频优先策略为在一次调频动作后，退出监控系统有功调节功能，机组有功设定值跟踪实发值，这种状态下AGC下发指令时，机组无法完成AGC指令。AGC优先策略为AGC动作时，退出调速器一次调频功能，等AGC动作完成后在恢复一次调频状态。这种状态当AGC动作时，出现频率偏差则一次调频无法进行动作。
因此实现水电机组在一次调频及AGC同时动作时形成叠加控制的方法是非常必要的，对电网安全也有一定的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种水电机组开度模式下一次调频与AGC叠加控制方法，以解决现有技术中存在的问题。
本发明采取的技术方案为：一种水电机组开度模式下一次调频与AGC叠加控制方法，该方法为：在机组运行过程中，一次调频及AGC指令动作时不用互相屏蔽和设置优先级带来的无法同时控制的影响，采用机组ACG命令及一次调频动作共同叠加运行。
一种水电机组开度模式下一次调频与AGC叠加控制方法，该方法的具体步骤如下：
步骤1、机组运行时，通过调度系统获得调度下发的AGC指令值为PAGC(i)；设定PAGC(i)'为电厂监控系统AGC实时的给定值；
步骤2、通过测量获得系统当前频率值为f(i)；
步骤3、判断机组在一次调频动作情况，判断当|fed-f(i)|≤fsq时，一次调频未动作，则PAGC(i)'＝PAGC(i)，其中，f(i)为系统当前频率值，fed为系统额定频率，fsq为一次调频的频率死区，PAGC(i)为调度系统AGC实时的给定值；PAGC(i)'为电厂监控系统AGC实时的给定值；
步骤4、判断机组在一次调频动作情况，判断当|fed-f(i)|≥fsq时，一次调频动作，则
Figure BDA0002855777590000031
其中，EP为机组设定的调差系数；
步骤5、执行负荷，则机组当前有功功率值P(i)＝PAGC(i)'。
在机组运行过程中，如果一次调频和AGC信号同时出现时，也不会出现AGC与一次调频互相干扰，从而使得机组出现一定负荷的来回波动现象。
该控制方法为只是涉及到监控系统内部计算方法的逻辑计算改进，不需要对现场调速器及其附件进行硬件改造和现场试验记录数据，较为容易实现。
步骤2中系统当前频率值为现场一次母线PT测量值。
现场一次母线PT测量值通过整形电路形成标准方波信号进入水电站监控系统现地PLC频率测量端口中。
整形电路前还安装有滤波电路。
方波信号利用现地PLC内部晶振模块配合计数器模块计算出信号频率，再送给电厂监控系统。
机组有功功率通过发电机出口三相PT及CT输出信号进入现场功率变送器，将相应的有功无功整定成标准的4-20mA电流信号输入到水电站监控系统现地PLC中，再送给电厂监控系统。
水电站监控系统现地PLC通过交换机通讯模块或无线模块连接到电厂监控系统。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明在一次调频动作时，同时出现AGC指令的情况下，使得水电机组监控系统大闭环有功控制值为AGC调度新指令值的基础上叠加一次调频动作后功率值，这样就实现了在系统闭环条件下，即有AGC指令新控制值，同时也包含一次调频动作值，从而实现一次调频动作量也AGC的信号叠加，机组负荷控制精确，有效解决了目前水电机组一般采用有功功率闭环的形式来进行机组有功功率的控制中当AGC指令及一次调频工况同时出现时、AGC指令及一次调频动作指令不能同时叠加导致机组负荷控制不到位的问题。
附图说明
图1为本发明计算流程图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明进行进一步介绍。
实施例1：一种水电机组开度模式下一次调频与AGC叠加控制方法，该方法为：机组并网正常运行过程中，P(i)为机组当前有功功率值，PAGC(i)为调度系统AGC实时的给定值；PAGC(i)'为电厂监控系统AGC实时的给定值；系统当前频率值为f(i)；EP为机组设定的调差系数；Ped为机组的额定有功功率；fed为系统额定频率；fsq为一次调频的频率死区。
机组并网运行时，当单独出现AGC有指令一次调频未动作时，即|fed-f(i)|≤fsq，其厂监控系统AGC实时的给定值及机组有功功率为：
P(i)＝PAGC(i)'＝PAGC(i)
其中：P(i)为实际机组当前有功功率值；
PAGC(i)为调度系统AGC实时的给定值；
PAGC(i)'为电厂监控系统AGC实时的给定值；
机组并网运行时，当出现需要一次调频工况时，即|fed-f(i)|≥fsq，同时出现AGC下发指令工况时，则：
Figure BDA0002855777590000051
P(i)＝PAGC(i)'
其中：PAGC(i)为调度系统AGC实时的给定值；
PAGC(i)'为电厂监控系统AGC实时的给定值；
P(i)为实际机组当前有功功率值；
fed为系统额定频率；
f(i)为电网当前实际频率；
EP为机组设定的调差系数。
所以在一次调频动作时，同时出现AGC指令的情况下，使得水电机组监控系统大闭环有功控制值为AGC调度新指令值的基础上叠加一次调频动作后功率值，这样就实现了在系统闭环条件下，即有AGC指令新控制值，同时也包含一次调频动作值，从而实现一次调频动作量也AGC的信号叠加。
本发明在一次调频动作时，同时出现AGC指令的情况下，使得水电机组监控系统大闭环有功控制值为AGC调度新指令值的基础上叠加一次调频动作后功率值，这样就实现了在系统闭环条件下，即有AGC指令新控制值，同时也包含一次调频动作值，从而实现一次调频动作量也AGC的信号叠加，有效解决了目前水电机组一般采用有功功率闭环的形式来进行机组有功功率的控制，机组并网运行时，一次调频是通过机组调速器本身进行控制，当AGC指令及一次调频工况同时出现时，由于监控及调速器计算配合问题，AGC指令及一次调频动作指令不能同时叠加，则会出现机组负荷控制不到位的问题。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种水电机组开度模式下一次调频与AGC叠加控制方法，其特征在于：该方法为：在机组运行过程中，一次调频及AGC指令动作时不用互相屏蔽和设置优先级，采用机组ACG命令及一次调频动作共同叠加运行；水电机组开度模式下一次调频与AGC叠加控制方法的具体步骤如下：
步骤1、机组运行时，通过调度系统获得调度下发的AGC指令值为PAGC(i)；设定PAGC(i)'为电厂监控系统AGC实时的给定值；
步骤2、通过测量获得系统当前频率值为f(i)；
步骤3、判断机组在一次调频动作情况，判断当fed-f(i)≤fsq时，一次调频未动作，则PAGC(i)'＝PAGC(i)，其中，f(i)为系统当前频率值，fed为系统额定频率，fsq为一次调频的频率死区，PAGC(i)为调度系统AGC实时的给定值；PAGC(i)'为电厂监控系统AGC实时的给定值；
步骤4、判断机组在一次调频动作情况，判断当fed-f(i)≥fsq时，一次调频动作，则
Figure FDA0003988370170000011
其中，EP为机组设定的调差系数；
步骤5、执行负荷，则机组当前有功功率值P(i)＝PAGC(i)'。
2.根据权利要求1所述的一种水电机组开度模式下一次调频与AGC叠加控制方法，其特征在于：步骤2中系统当前频率值为现场一次母线PT测量值。
3.根据权利要求2所述的一种水电机组开度模式下一次调频与AGC叠加控制方法，其特征在于：现场一次母线PT测量值通过整形电路形成标准方波信号进入水电站监控系统现地PLC频率测量端口中。
4.根据权利要求3所述的一种水电机组开度模式下一次调频与AGC叠加控制方法，其特征在于：整形电路前还安装有滤波电路。
5.根据权利要求3所述的一种水电机组开度模式下一次调频与AGC叠加控制方法，其特征在于：方波信号利用现地PLC内部晶振模块配合计数器模块计算出信号频率，再送给电厂监控系统。
6.根据权利要求1所述的一种水电机组开度模式下一次调频与AGC叠加控制方法，其特征在于：机组有功功率通过发电机出口三相PT及CT输出信号进入现场功率变送器，将相应的有功无功整定成标准的4-20mA电流信号输入到水电站监控系统现地PLC中，再送给电厂监控系统。
7.根据权利要求6所述的一种水电机组开度模式下一次调频与AGC叠加控制方法，其特征在于：水电站监控系统现地PLC通过交换机通讯模块或无线模块连接到电厂监控系统。
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