專利名稱：Agc系統在水電廠不同水頭下跨越振動區的方法
技術領域：
本發明屬電力系統自動化控制領域，涉及AGC系統在水電廠不同水頭下跨越振動區的方法。
背景技術：
自動發電控制(AGC)是現代電網控制中的一項重要功能，也是能量管理控制系統(EMS)中重要的閉環控制功能。水電廠自動發電控制的具體內容是根據水庫上游來水量或電力系統的要求，考慮電廠及機組的運行限制條件，在保證電廠安全運行的前提下，以經濟運行為原則，確定電廠機組運行臺數、運行機組的組合和機組間的負荷分配。在完成這些功能時，要同時避免由于電力系統負荷短時波動而導致機組的頻繁起、停。電廠主設備運行穩定、自動控制裝置動作可靠是自動發電控制正常投入運行的前提條件。不同類型的水電廠考慮各自的特點和要求，實現的自動發電控制功能不盡相同，但一般包括以下幾種1)按給定負荷曲線方式運行。2)按給定負荷方式運行。3)自動調頻(AFC)。4)低頻自啟動與高周波減出力。5)經濟運行。其核心內容是電廠內機組的經濟運行。目前水電廠的AGC系統采用采用的是負荷均分，水頭不參與負荷調整，假如給定某負荷，當負荷分配后正是機組振動區，將長期在振動區運行，未具備自動避開振動功能，因此只有聯系調度重分負荷或是退出AGC閉環運行。
發明內容
本發明的目的是提供一種AGC系統在水電廠不同水頭下跨越振動區的方法，可使水電機組根據不同水頭穿越振動區分配負荷，充分改善機組運行狀態，使機組穩定安全高效運行。實現本發明的上述目的所采取的技術方案包括下列步驟
①繪制出各機組水頭與振動區函數關系曲線；
②根據水頭與振動區函數關系式建立全廠數據結構模型，包括機組當前出力，全廠運行上下限，各振動區上下限限賦值，將該函數關系式寫入計算機程序計算；
③利用水電廠上傳的全廠運行上下限，個振動區邊界遙測信息，建立基于遙測信息的水電廠動態運行區間圖，并輸入計算機進行處理；
④手動/自動向計算機輸入水頭采集數值，計算機向水電廠控制器輸出控制模式來使機組合理避開振動區分配負荷處理。在本發明的上述技術方案中，水電廠的控制器以固定基點方式參與區域控制，當輸入水頭采樣數據后，控制器自行分配過振動區的負荷；當實際出力未進入振動區，目標出力落入振動區時，將目標出力限制在靠近實際出力側振動區邊緣；當目標出力穿越振動區時，根據控制器的基點模式和區域調節需求判斷是否允許水電廠跨越振動區，允許跨越則將目標出力定為基點功率，同時跨越振動區，否則將目標出力限制在當前出力側的振動邊緣。
在本發明上述的步驟①中，應將各機組個水頭下的振動區域分別寫入計算機程序進行邏輯判斷，從而達到合理分配負荷。在本發明上述的步驟④中，在任何一種情況下，每次只選擇一水電廠控制器跨越振動區，如果上次選擇跨越振動區的水電廠控制器仍未結束跨越過程，將重設置水頭采集數據。水電廠機組跨越振動區過程中，機組受命令最大允許變幅約束，不受控制器調節步長的限制，以保證能快速安全跨越振動區。本發明的有益技術效果是改變了傳統AGC靜態振動區建模方式，在AGC系統建立面向全廠控制器的動態振動區模型，生成可觀測的水電廠有功功率動態運行區間，實時掌握水電廠的可調節區間和振動范圍，提出水電廠振動區的具體跨越方法，使機組出力有效地避開水輪機的振動區間，并在合適時機快速安全跨越振動區，充分利用水電機組的調節優勢，使機組安全高效運行。
圖1為X X水電站#1機組水頭與振動區函數關系曲線。圖2為X X水電站#2機組水頭與振動區函數關系曲線。圖3為X X水電站#3機組水頭與振動區函數關系曲線。圖4為全廠穿越振動區指令分配測試閉環測試曲線。圖5為調度方式指令分配閉環測試曲線。``
具體實施例方式AGC功率回路靜態檢查
根據規范要求，對機組及AGC有功調節回路進行檢查，XX水電廠機組AGC有功調節回路設計為當AGC有功閉環調節投入是，調速器作為執行機構控制導葉，導葉控制流量調整機組出力，有功閉環調整由監控系統AGC功率調節回路實現。頻差回路靜態檢查
根據規范要求，對機組調頻回路進行檢查，XX水電廠機組頻率調節回路設計為機組調頻回路死區O. 05Hz，調差系數4%，一次調頻上限為50. 2Hz，一次調頻與AGC采用疊加關系，即當電網頻率超出調節死區時，調速器響應一次調頻動作，同時監控AGC有功控制回路根據頻差在AGC設定值上疊加一次調頻有功出力增量，保證一次調頻動作有功調整量正確。上傳調度信號及調度下發信號核對。AGC遙信/遙測信息
權利要求
1.一種AGC系統在水電廠不同水頭下跨越振動區的方法，其特征是包括下列步驟 ①繪制出各機組水頭與振動區函數關系曲線； ②根據水頭與振動區函數關系式建立全廠數據結構模型，包括機組當前出力，全廠運行上下限，各振動區上下限限賦值，將該函數關系式寫入計算機程序計算； ③利用水電廠上傳的全廠運行上下限，個振動區邊界遙測信息，建立基于遙測信息的水電廠動態運行區間圖，并輸入計算機進行處理； ④手動/自動向計算機輸入水頭采集數值，計算機向水電廠控制器輸出控制模式來使機組合理避開。
2.根據權利要求1所述的AGC系統在水電廠不同水頭下跨越振動區的方法，其特征是水電廠的控制器以固定基點方式參與區域控制，當輸入水頭采樣數據后，控制器自行分配過振動區的負荷；當實際出力未進入振動區，目標出力落入振動區時，將目標出力限制在靠近實際出力側振動區邊緣；當目標出力穿越振動區時，根據控制器的基點模式和區域調節需求判斷是否允許水電廠跨越振動區，允許跨越則將目標出力定為基點功率，同時跨越振動區，否則將目標出力限制在當前出力側的振動邊緣。
3.根據權利要求2所述的AGC系統在水電廠不同水頭下跨越振動區的方法，其特征是步驟①中，應將各機組個水頭下的振動區域分別寫入計算機程序進行邏輯判斷，從而達到合理分配負荷。
4.根據權利要求2所述的AGC系統在水電廠不同水頭下跨越振動區的方法，其特征是步驟④中，在任何一種情況下，每次只選擇一水電廠控制器跨越振動區，如果上次選擇跨越振動區的水電廠控制器仍未結束跨越過程，重新設置水頭采集數據。
5.根據權利要求2所述的AGC系統在水電廠不同水頭下跨越振動區，其特征是水電廠機組跨越振動區過程中，機組受命令最大允許變幅約束。
全文摘要
本發明屬電力系統自動化控制領域，涉及AGC系統在水電廠不同水頭下跨越振動區的方法。包括下列步驟1)繪制出各機組水頭與振動區函數關系曲線；2)根據水頭與振動區函數關系式建立全廠數據結構模型，包括機組當前出力，全廠運行上下限，各振動區上下限限賦值；3)利用水電廠上傳的全廠運行上下限，個振動區邊界遙測信息，建立基于遙測信息的水電廠動態運行區間圖；4)手/自動輸入水頭采集數值，控制模式使機組合理避開振動區分配負荷處理。本發明可使水電機組根據不同水頭穿越振動區分配負荷，充分改善機組運行狀態，使機組穩定安全高效運行。
文檔編號H02J3/00GK103036232SQ20121053601
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月13日 優先權日2012年12月13日
發明者黃濤, 王小侶 申請人:大唐(云南)水電聯合開發有限責任公司