AGC调节死区的合理运用

摘要： 本文结合盐锅峡水电厂实际情况，对机组在AGC控制调节下运行时开机台数计算方法的分析，找出盐锅峡电厂有不同容量机组参与AGC控制调节时出现多开机现象的原因。通过对AGC调节死区进行合理运用，解决了容量相差不太大的不同容量的机组参与AGC控制调节运行时多开机的问题，保证AGC控制机组在枯水时期负荷变动不太大的情况下，确定最佳开机台数，达到节水增效的目的。 主题词：AGC 调节死区 运用 一、前言 盐锅峡水电厂机组监控系统上位机部分采用南瑞自动控制公司开发的SSJ-3000水电厂计算机监控系统，改造完成后全厂的AGC同时投入运行。在AGC调试阶段，根据我厂对机组参与AGC控制调节运行时提出的要求，本着“尽量减小机组在开、停机过程中负荷的波动”的原则，按照调度给定的全厂总负荷以某一台机的容量为依据，将开机的台数一次计算出，然后由AGC进行负荷分配、控制调节。随着我厂增容改造的进行，机组的额定容量变为：5#、8#、9#、10#等4台机组为50MW、其余6台机组均为45MW，调度给定负荷时就根据有增容机组容量给定，导致原AGC控制运行时经常出现多开机的现象，迫使我厂机组退出AGC运行。AGC调试阶段的控制策略已经与我厂机组容量的变化不相适应，与实际需要开停机台数出现了矛盾。我们针对原AGC控制程序中计算开机台数的算法进行了分析，提出合理运用AGC调节死区的办法来解决这一矛盾。 二、开机台数计算 在原AGC控制程序中，全厂机组在调度给定负荷下开机台数的计算如下： 在该计算方法中，我厂以一号机的容量为依据来计算开机台数的。如果Nagcneed大于Nagc时就需要开机，开机台数是Nagcneed截去取整后减去Nagc；如果Nagcneed小于Nagc时就需要停机，停机台数是Nagc截去取整后减去Nagcneed。从开、停机台数的计算方法来看，AGC控制开停机台数的原则是“开机时尽量少开机，停机时尽量少停机”，其少开机或少停机的量是以AGC调节死区和备用容量的大小来调节的。对我厂而言，由于机组的容量比较小，一般设定备用容量的大小为零。根据调度规程规定，全厂负荷的调节死区为当前给定负荷的3%，即： Pdead = Ptotal 3% 因此，在AGC控制下，根据调度给定负荷的大小，开机台数的多少实际上可以用AGC的调节死区来进行调节的。 三、存在的问题 从AGC这种计算开机台数的方法可以看出，当给定负荷稍大于临界负荷[1]时，AGC控制就要开一台机。未增容前，我厂机组容量相同，在38.8米的水头下，带负荷的能力均为43MW。在这种情况下，调度给定负荷时AGC控制运行比较正常，因此这种开机台数的计算方法是比较适应的。部分机组经过增容后，我厂有45MW的机组6台，50MW的机组4台。机组的容量不相同，导致调度在给定负荷时往往大于这一临界值。目前在黄河来水偏枯的情况下，我厂一般只能有两到三台机运行，此时如果调度给的负荷为90MW时，我厂增容机组和未增容机组搭配运行，45MW和50MW各开一台，就可以完全满足给定符合稍大于临界负荷的调度要求。如果在AGC控制模式下运行，由于没有考虑有增容后的机组在运行，往往给定负荷在稍大于临界负荷时AGC就要求多开一台机，显然这种开机方式就显得不合理了。于是运行人员对监控系统AGC控制提出缺陷。 水电厂实现AGC控制运行的最终目的是在保证电厂安全运行的前提下，以经济运行为原则，确定电厂机组运行台数、运行机组的组合和机组间的负荷分配，以最少的耗水量发出最大的电能。我厂AGC控制运行出现的这一问题与实现全厂AGC的目的不一致，迫使我厂退出AGC运行。为了解决这一问题，要求运行人员将每天的负荷变化进行单独记录，我们依照记录作了各种模拟试验，验证在原AGC的控制模式下运行时，如果增容后的机组不参与AGC运行，则开、停机台数的计算是正确的；如果有增容的机组参加AGC运行，在计算开、停机的过程没有考虑增容部分，就出现多开机的现象。一般来讲，如果一个电厂的机组容量不相同，在AGC计算开、停机台数时要根据调度给定的负荷，选择机组的最佳组合来确定开机台数和负荷分配。如果我厂要采用这种方法，就要重新选择AGC控制调节的计算方法，对已经进行了监控改造的我厂，难度和工程量就比较大了，那么有没有一种简单而有效的方法来处理我厂AGC存在的问题呢？ 四、处理方法 在监控系统改造调试阶段，为了满足运行提出调节精度的要求，我们曾做了大量的工作，保证单机PID调节误差可以达到给定负荷1%的范围内，即： 如果在调度给定负荷P的情况下，AGC分配到各台机的负荷为Pi,此时全厂的负荷调节误差δ就有如下关系： 由上述分析我们可以知道：当AGC分配给每台机的负荷不超过其在当前水头下的最大负荷时，由PID的调节精度完全可以保证全厂的实发负荷误差在调度给定负荷3%的范围内。因此，我们可以在原AGC控制模式下，采用适当改变AGC调节死区的方法来改变AGC控制的开机台数。 在AGC控制计算开机台数的公式中，我厂规定Pbackup为零，死区为当前负荷的3%。由于我厂增容与未增容的机组容量相差不大，在上位机的数据库中增加根据当前运行机组改变Pdead 的功能块， 当50MW的机组有n台在发电时，在原来的死区基础上增加n*4.85（扣除增容机组与未增容机组5MW容量差值的3%），如图一。这样，当有50MW的机组发电时，根据我厂的实际机组容量带负荷，就避免了多开机的情况。 通过上述方法，虽然解决了多开机问题，但在负荷减小时，AGC的调节死区同样起作用，造成停机不正常。于是在AGC停机控制中计算需要开机台数时，将计算公式中的Pdead取消，变为： 只要给定负荷小于一号机的容量的整数倍，既38.8米水头下，43MW整数倍即可。 举例说明： 当前我厂的3#、10#机组在运行时所带负荷为80MW。在原来的计算方法中，如果负荷大于88.4MW时就要多开一台机。在当前水头下，这两台机的最大带负荷能力为90MW，显然不合理。通过改变计算死区的方法后，当机组的设定负荷大于93.25时才要求多开一台机，这样在不多开机的情况下满足了调度给定90MW负荷的要求。如果当前开机为3、5、10号机所带负荷为130MW时，当设定负荷小于86MW时AGC就要求停一台机。 五、运行中注意事项及小结 在保证原AGC负荷分配、调整和开、停机计算方法不变的情况下，通过上述方法解决了我厂不同容量机组搭配运行时多开机的问题。运行过程中，至于开机优先系数设定等仍与以前一样。 这种修改方法并没有考虑在不同负荷情况下机组的最佳组合，只有容量为50MW的机组在发电时上述修改才有效。因此在运行过程中，运行人员根据附表所列不同负荷下的最佳机组组合和负荷曲线适当调整机组的优先系数，保证机组的最佳组合。当调度给定负荷大于当前实发负荷时，若实际发电的增容机组满足最佳开机台数的要求，全厂负荷设定与调度给定一致；若不满足要求，可以将负荷写小，待增容机组发电后将全厂负荷调整到调度给定负荷。当调度给定负荷小于当前实发负荷有停机要求时，设定负荷必须小于一号机当前水头下最大负荷（43MW）的整数倍，待发出停机令后负荷再设为调度给定负荷。 经过修改后，通过一段时间的试运行，可以满足调度根据我厂机组的容量给定负荷的要求。但在采用上述办法解决我厂多开机问题时，首先要求机组的PID调节误差要满足要求，其次我厂增容与未增容的机组容量相差不大。如果上述两个条件不满足，这种方法能否有效还有待于验证。 注解： [1] 临界负荷：在当前负荷下，需要再开一台机的最小负荷或要停一台机的最大负荷。