三板溪电厂AGC安全性策略
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[摘 要] 水电厂AGC首先需确保安全，对于三板溪电厂这种百万级电厂agc安全性尤为重要，不仅考虑各种防误措施，还需考虑超大容量机组调节稳定性，这对于电网安全至关重要，文章侧重介绍H9000 v4.0AGC程序对于三板溪电厂负荷平稳调节采取的特殊措施。文中针对大型机组平稳调节而引入有功补偿调节策略，它有效保证了三板溪电厂这样的大型机组开机、停机、跨越振动区过程中平稳调节，最大限度减少可能造成的电网负荷波动。修正等容量有功分配策略兼顾了效率优化和减少机组磨损，水头滤波处理考虑了水头可能出现的各种异常情况。另外对于双机切换、功能切换采用相应措施，并对于机组有功调节结果进行监视，防止机组调节失败造成偏离有功设定值。文中采取的策略在实践中证明是可行且行之有效的。
[关键词] 三板溪电厂；计算机监控系统；自动发电控制；安全措施
引言
五凌电力三板溪电厂位于沅水流域上游的贵州境内，拥有四台250MW的立式混流水力发电机组，500kV主接线采用单母线接线，通过500kV一回出线接入华中电网。计算机监控系统采用H9000v4.0，自动发电控制(AGC)是其中一个重要组成部分，负责电站自动经济运行。自2005年5月26日第一台机组投运以来，目前已经投运4台机组，具备调试投运AGC条件。AGC调度方式分为集控和厂控模式，设定值来源有操作员设定值，集控有功设定值。全厂总有功设定值改变需要开停机或跨越振动区时，由于增减负荷机组台数有可能不同，所以增减负荷的速度也可能不同，极端情况如增有功需要开机时，由于其他发电态机组减有功带来总有功大幅下降，而开机增有功机组加负荷缓慢，这样导致总有功不增反而大幅下降的局面，给电网带来较大冲击；另外上下游水位数据质量故障或其他异常原因导致水头大幅跳变，因为AGC中机组特性曲线依赖于水头[6]，水头意外变化会给AGC运行带来较大影响。针对AGC运行中可能出现的问题，程序采用了相应的策略，并且取得较好效果。
1、 三板溪电厂AGC系统安全冗余设计
三板溪电厂监控系统有两台应用服务器RBAPWS1和RBAPWS2运行AGC程序，两台服务器硬件配置与运行软件完全相同，同时接受数据采集服务器发送的实时数据，根据有功设定值来源不同，获得电厂目标有功值，两台机同步计算，并由主控机将计算结果采用H9000内部通讯规约通讯给上位机其他工作站，必要时直接将开停机命令和调功命令下发到相应机组LCU。
RBAPWS1和RBAPWS2互为热备，操作员可以手动进行主备切换；当主控机发生通讯故障时，备用机自动切为主控，监控系统退出AGC；当备用机发生通讯故障时，主控机不受影响。当两台机均出现通讯故障时，监控系统各机自动将AGC状态切为退出状态。
2、 功能模式切换时有功跟踪
AGC功能退出时，程序中“全厂总有功给定值”、“集控总有功给定值”跟踪全厂实发总有功。当控制方式为有功给定方式时，当电站控制权为“厂控”时，“集控总有功给定值”跟踪全厂实发总有功；当电站控制权为“集控”时，“全厂总有功给定值” 跟踪全厂实发总有功。当控制方式为负荷曲线给定和频率控制方式时，“全厂总有功给定值”、“集控总有功给定值”跟踪全厂实发总有功，这样保证系统在模式切换时负荷平稳变化。
3、 AGC开停机策略
AGC确定机组开停机需遵循下列原则：
1） 防止频繁开停机。
2） 尽可能减少实发值与目标值功率缺额。
3） 每次只有一台机组开机或停机。
4） 机组并网不到一分钟禁止对机组执行停机操作，机组停机备用不到一分钟禁止对机组开机操作。
4、AGC跨越振动区策略
为了减少机组磨损，同时尽可能提高电厂效率，根据三板溪电厂机组效率曲线及振动区分布，AGC在下述三种情况下跨越振动区：
1）机组不跨越振动区造成功率缺额比跨越振动区后造成的功率缺额大于跨越振动区死区。。
2）组跨越振动区后效率增加超过设定的效率死区。
3）在振动区边缘等待跨越机组有功与其他机组最小有功差额超过60MW。
AGC一次分配最多三台机组同时跨越振动区，跨越振动区时采用上述有功补偿策略以防止负荷大幅波动。
5、机组有功调节监视
AGC监测机组是否朝AGC计算函数得出的机组设定值方向调整。如果机组在40秒内没有调节，同时机组实发值与最终设定值之间的偏差大于最大有功调节偏差，三板溪电厂定为30MW，则发出“有功调节失败报警”，并将该机组退出有功成组。该功能适用于没处于有功补偿但联控可调机组，对于某台机组出现有功调节失败情况，AGC能很快调节机组跟踪有功给定，而不至于造成长时间功率缺额。
6、限值保护策略
限值保护有以下四种情况：
1） 当有功设定值变幅越过预先设定的变幅，程序拒绝接受保持原值不变。
2） 当有功设定值越过预先设定的上下限或程序根据水头计算当前全厂可发最大最小有功值，程序拒绝接受保持原值不变。
3） 频率设定值变幅越过预先设定的变幅，程序拒绝接受保持原值不变。
4） 频率设定值越过设定的上下限值，程序拒绝接受保持原值不变。
7、修正等容量负荷分配中步长策略
因为三板溪电厂机组容量相同，各类型流量特性曲线接近，采用等容量分配接近最优解。负荷分配遵从下述原则：
1)机组不能运行在振动区
2)不能频繁跨越振动区
3)当给定总有功大于实发总有功时，机组尽可能不减负荷；当给定总有功小于实发总有功时，机组尽可能不增负荷；
4)机组不能频繁调节（小负荷变化由1或2台机移动）。
为了防止机组频繁调节，程序设定40MW的步长循环分配，增有功时，每次循环由实发有功最小的机组优先增加负荷，步长最大为40MW，小于40MW则由一台机组承担，超过部分，下次循环采用相同方法找出分配有功最小机组增加负荷，直至分配完毕（当然需考虑机组流量特性曲线允许最大最小有功值）。减负荷时，有功分配策略类似。这样负荷变幅不大时，只有一台或两台机组采用调节，可以防止机组过于频繁调节，同时也可减少多台机组参与小负荷波动造成累计负荷偏差，较好地跟踪有功给定值。
8、AGC水头滤波处理策略
水头计算采用公用LCU上游水位减下游水位，当公用LCU上游水位或下游水位数据质量故障时，采用10KVLCU上游水位减下游水位；如果公用及10KV LCU水位数据质量都有故障时，水头保持不变。
程序每秒钟读一次水头，当读取水头与上次有效水头值差值小于0.5米时，认为该次水头有效，超过0.5米，则认为水头无效，将该值丢掉。AGC水头采用最近10次有效水头取平均值，当AGC水头变化超过0.3米时，程序将根据水头和预存特性曲线重新计算机组允许最大最小值和振动区等。
9、结语
本文针对三板溪电厂AGC侧重考虑超大型电站如何安全平稳调节负荷问题，对于大型电厂，不仅要求正确分配负荷，还需保证调节负荷时平滑调节，防止大的负荷波动。这对于中小电站也具有借鉴意义，只有各电厂AGC安全平稳运行，才能保证电网安全。三板溪电厂AGC自2007年08月下旬正式投运以来，运行良好，保证了三板溪电厂安全自动运行，实践证明文中采用的安全策略是行之有效的。
参考文献：
[1] 王德宽，袁宏，王峥瀛等，H9000 V4.0计算机监控系统计算特点概要，水电自动化与大坝监测，2007,31(3)：16-18