水电机组一次调频与AGC典型控制策略的工程分析及优化_何常胜
浅析水电厂一次调频与AGC的配合
浅析水电厂一次调频与AGC的配合发表时间：2016-11-09T14:07:01.293Z 来源：《电力设备》2016年第17期作者：王磊褚召伟[导读] 某水电厂位于黄河上游，共安装5台大型水轮发电机组，全厂总装机容量为1350MW，是西北电网重要的调峰调频厂。
（刘家峡水电厂甘肃永靖 731600）摘要：简要介绍了一次调频和自动发电控制的原理，结合其在某水电厂运行过程中出现的长时间运行在振区，一次调频和自动发电控制交叉动作等问题，给出了的改进方法。
关键词：一次调频；自动发电控制；水电厂；振动区间1 概述某水电厂位于黄河上游，共安装5台大型水轮发电机组，全厂总装机容量为1350MW，是西北电网重要的调峰调频厂。
频率是电力系统重要的运行参数，是衡量电能质量的重要指标，频率变化对系统的安全可靠运行有重要影响。
电力系统负荷的不断变化导致系统频率波动，因此需要不断地调节发电机组的输出功率维持机组转速（频率）在规定的范围内，确保电网频率控制在合格的范围内。
电力系统频率的控制主要通过一次调频和二次调频实现。
一次调频主要是在动态过程中起到调节频率的作用，由发电机组调速系统自身的频率调节特性对电网频率变化进行自动调整，其特点是频率调整速度快，由调速系统的静态特性和动态调节实现。
一次调频能迅速减小或消除电网频率波动，提高电力系统抗干扰能力。
二次调频是通过参与调频机组或电厂的负荷调整，将偏离正常值的频率调整到要求稳定值[1]。
主要由电网自动发电控制（Automatic Generation Control，AGC）系统实现。
实施AGC可为电力系统的供需实时平衡服务，可以提高电网运行的经济性，降低运行人员的劳动强度[2]。
2 AGC与一次调频的控制原理2.1AGC控制原理电力系统的规模不断扩大，自动化调度方式在逐渐取代人工调度方式，越来越多的发电机组接入了AGC，由电网调度能量管理系统（Energy Management System，EMS）直接控制发电机组的出力。
提高66万机组AGC和一次调频性能的方法
提高66万机组AGC和一次调频性能的方法【摘要】为了满足某省电网“两个细则”的要求，在保证机组安全性的前提下，对协调控制系统的AGC自动发电控制（Automatic Generation Control）和一次调频的控制结构和控制方法需要进行相应的改进，为该厂争取一定的经济利益。
对协调控制系统的AGC 和一次调频内部参数深入研究与探讨，总结经验积极改进达到该省电网指标要求。
【关键词】协调控制；AGC；一次调频；方法0 前言本人有幸被省调派遣到某省某电厂对该电厂进行系统调试，参与了该厂的66万机组的全程调试工作，为此写下调试管理过程中的一点心得体会。
根据该省电网两个办法规定AGC机组的调节速率由电网调度机构能量管理系统（EMS）测定，调节速率必须达到1.5%额定容量/每分钟，达不到要求的运行机组按每超过0.1%额定容量/每分钟每天考核100元；AGC的调节精度由电网EMS系统，日平均调节精度必须达到0.5%额定容量，达不到要求的运行机组按每超过0.1%额定容量每天考核300元。
一次调频要求：45秒平均调节速率必须达到2%额定容量，达不到要求的运行机组每超过0.1%额定容量/每分钟每天考核100元。
按照此要求计算每月的考核费用是笔不小的开支。
1 提高AGC和一次调频性能的方法针对如此严格的指标考核要求，热控专业人员集思广益，共同研究改善AGC 和一次调频性能参数，不断提高该厂机组AGC和一次调频性能使其满足电网的要求。
1.1 校准AGC负荷指令和负荷反馈信号，提高调节精度要提高机组的负荷调节速率，其首要前提是要确保机组接收的负荷指令与电网调度指令的一致，否则，再高的调节速率也于事无补。
因此我们的第一步工作便是校准AGC负荷指令信号，具体在如下两个方面落实。
在AGC系统中，先由电网调度EMS系统通过微波送至电厂侧远动RTU，再由RTU通过硬接线送至机组DCS系统，期间传送距离远、环节多，同时信号经过模拟量及数字量的转换，极易引起指令信号的偏差，我们仔细检查了RTU 与DCS系统之间的传输电缆，确保电缆屏蔽的可靠性；在AGC闭环联调试验前，先进行AGC离线调试，即在电网调度EMS系统与电厂侧远动RTU、AGC 接口装置及DCS系统之间进行AGC信号调试，确保各系统之间的指令信号快速、准确、可靠。
龙滩水电站一次调频与AGC二次调频间的策略优化
龙滩水电站一次调频与AGC二次调频间的策略优化程抱贵;王鹏宇【摘要】根据南方电网一次调频要求及龙滩水电站调速器特性，介绍了一次调频与AGC二次调频之间影响和策略优化过程。
经机组实际运行验证了优化后策略的有效性，对南方电网区域电厂具有一定的借鉴作用。
【期刊名称】《水电站机电技术》【年(卷),期】2011(034)005【总页数】4页(P52-55)【关键词】一次调频;二次调频;策略;优化【作者】程抱贵;王鹏宇【作者单位】龙滩水电开发有限公司,广西天峨547300;龙滩水电开发有限公司,广西天峨547300【正文语种】中文【中图分类】TV7360 引言龙滩水电站安装7台单机容量700MW混流式水轮发电机组，是南方电网装机容量最大的水电电源点。
电站以500kV电压等级接入电网系统，由南网总调直接调度，在系统中担任调峰、调频和事故备用，电能主要送往广东及广西两省区。
龙滩水电站调速器控制系统采用双冗余微机数字控制器系统，并网情况下本身具有开度调节、功率调节两种控制模式。
机组实际运行中采用开度调节模式，通过机组计算机监控系统的功率给定进行功率闭环调节。
调速器一次调频给定回路与外部二次调频给定回路相互独立，实现两个给定叠加后进行控制输出。
1 机组一次调频功能1.1 一次调频原理机组并网运行时，因受外界负荷变动影响，电网频率发生变化并超出机组调速器设定的频率死区时，机组调节系统频率特性所固有的能力开始参与调节作用，改变机组所带的负荷,这就是机组一次调频过程。
机组一次调频调节能力的大小(开度或功率值)与频率偏差及设置的永态转差率Bp值有关，如图1所示。
1.2 一次调频特点由图1所知，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。
相对于二次调频，一次调频没有指令响应延时，其给定由调速器直接作用于电液转换部分，因此其调节速度要快。
水电站一次调频协调控制优化
经对 一次 调频 动作调 节不 合格 的原 因进行 分 析 ，提 出 了 对 机 组 有 功 功 率 分 配 逻 辑 程 序 进 行优 化 的方 案 。 ２ ． １ 程序 优 化 对 象 的 分 析 远动装置 ＡＧ Ｃ程序负责全厂成组控制机组
２１
２ ０ １ ６年 增 刊
云 南 电力 技术
容 量足 够 （ 即当前负荷 加上 调节量 后 的总负荷 不超过 ２ ２ ５ Ｍｗ ），则直 接 分配 到该 机 组上 ； 某 水 电站 总装 机 容 量 为 ６×２ ２ ５ Ｍｗ ，机 组 若优先 级最高 的成组机组旋转备用容量不够 时 ， 负荷 调 节 由 两部 分 叠 加 控 制 ：一 是 机 组 ＡＧＣ 自 则平均分配到各 台成组控制机组上 。 动有功 控制 ，二 是调速 器一次 调频 动作产 生 的 ２）当 设 定 值 与 上 一 次 设 定 值 偏 差 超 过 ２ ５ 调节量 。 Ｍｗ 时 ，则 平 均 分 配 到各 台成 组 控 制 机组 。 全 厂机组既有 Ａ Ｇ Ｃ控制机组 又有单机控制 ３）当单机控 制机组 总有功 功率变化超 过 ３ 机 组 同 时 运 行 的 工 况 下 ，若 全 厂 总 负 荷 设 定 不 Ｍｗ 时 ，ＡＧＣ将 重 新 计 算 各 成 组 控 制 机 组 的分 变 ，则一 次调频 动作 时 ，优先级最 高的 Ａ Ｇ Ｃ控 配值 。 制 机 组 一 次 调 频 动 作 调 节 量 不 满 足 系 统 考 核 指 １ ． ２ 调 速 器 一 次 调 频 动 作逻 辑 标要求 。 在 ＧＣ Ｂ闭合 （ 并 网 ）、调 速 器 控 制 方 式 为
２） 设定值 与上一次设定值之间的差值不超 过６ ０ Ｍｗ 时 ，设定值才能正常下设 。否则 ，设
定无效 。 １ ． １ ． ２ 有 功 分 配 原 则 １） 当 设 定 值 与 上 一 次 设 定 值 偏 差 不 超 过
浅析某电厂330MW机组AGC方式下协调控制系统的优化
浅析某电厂330MW机组AGC方式下协调控制系统的优化发布时间：2021-06-25T03:02:20.651Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第6期作者：刘运兵沈妹[导读] 根据某省经信委会同电监办联合下发的《电网统调发电机组辅助服务管理实施办法》和《电网统调发电机组运行考核办法》（简称两个细则），对涉网调峰发电机组从运行管理到性能指标进行全面的考核，要求发电机组AGC方式下速率达到1.5%；一次调频全程投入，动作幅度达到3%，并且对响应时间做分段要求；江苏南热发电有限责任公司摘要：随着电网两个细则考核的实施，电网对机组的负荷快速响应及电能质量提出更高的要求。
涉网机组在AGC方式下，机组的AGC 调节速率、AGC 调节精度均要满足电网负荷需求。
我厂立足于现有系统，通过外挂PLC（AGC优化逻辑），解决控制系统快速性与稳定性的矛盾入手，在满足网调负荷变化速率的基础上，最大限度地提高调节精度，并保证机组压力及其他各运行参数的稳定。
本文主要介绍针对330MW 机组的特点，对协调控制策略作一些优化改进方案，和对部分子系统调节特性进一步优化措施，以及进一步提高协调控制调解品质、提高锅炉效率的设想。
关键词：AGC 协调控制前馈汽温优化0 引言根据某省经信委会同电监办联合下发的《电网统调发电机组辅助服务管理实施办法》和《电网统调发电机组运行考核办法》（简称两个细则），对涉网调峰发电机组从运行管理到性能指标进行全面的考核，要求发电机组AGC方式下速率达到1.5%；一次调频全程投入，动作幅度达到3%，并且对响应时间做分段要求；AGC精度达到0.5%。
AGC控制系统作为涉网发电机组DCS 功能中的核心控制部分，承担着单元机组协调锅炉、汽机侧各个闭环控制系统以响应调度负荷指令的重要任务，是连接电网与单元机组之间的桥梁，其性能直接影响着电网有功调节水平和机组运行的安全性、稳定性、经济性。
目前，330MW亚临界机组在运行过程中，随着机组工况和煤种的变化，尤其是燃煤掺配燃烧带来的燃料发热量频繁变动，机组被控对象的动态特性相对较差，过程的滞后和惯性也随之变大，系统的非线性和时变性的特征越来越显著，导致机组的稳定性差，在稳定的工况及升、降负荷过程中主汽压力、燃料量、各级汽温、风量等关键参数的波动明显，AGC 的投入、AGC 指令频繁波动以及AGC 负荷响应加快，这些因素又加剧了各调节系统的不稳定性，给机组安全和稳定带来隐患。
211133257_某大型水电站AGC控制功能若干问题的分析与优化
某大型水电站ＡＧＣ控制功能若干问题的分析与优化胥 津（国能大渡河瀑布沟水力发电总厂）摘 要：近年来，电网对发电企业ＡＧＣ功能投入要求及考核指标越来越重。
作为大型水电站，同时距离负荷中心近，电站ＡＧＣ功能的稳定运行肩负起保证维持电网稳定性的重大责任。
本文主要介绍某大型水电站ＡＧＣ功能投入运行以来存在的问题，通过对现象的分析，查找出ＡＧＣ功能漏洞，并采取适当的措施，进一步完善电站ＡＧＣ功能，保证电网安全稳定，同时取得了较好的经济价值、社会价值。
关键词：ＡＧＣ；电网稳定；安全；社会价值０ 引言该大型水电站ＡＧＣ功能于２０１２年正式投入运行。
２０１６年之前，该水电站所属电网ＡＧＣ功能投入运行的电站仅两家。
电站因距离省网负荷中心近，调节效果好，因此，省网公司对该水电站ＡＧＣ系统的各项运行指标要求一直比较高。
特别是２０１８年，随着渝鄂背靠背柔性直流工程投产，电网结构发生变化，区域电网频率稳定性问题和超低频振荡风险更加严峻，省网公司对该水电站ＡＧＣ系统运行可靠性、投运率、调节精度、速度等也提出了更高的要求，考核更加严格。
另外，由于水电站ＡＧＣ功能投运时间早、经验不足、控制逻辑非常复杂、设计安全边际裕度较小等因素，ＡＧＣ控制逻辑在运行可靠性、调节精度、速度等方面存在不足，亟需进一步完善。
１ ＡＧＣ控制功能异常分析１ １ 问题现象２０１６～２０１９年，该水电站ＡＧＣ异常退出多次。
通过对期间退出现象进行统计，现象分类由多至少排列如下表所示。
表 ＡＧＣ功能异常退出现象统计序号现象１与省调通讯中断２机组总有功与线路总有功差值过大３机组有功采样突变４２Ｆ机组有功调节速率过快问题５ＡＧＣ水头采集与有功出力上限不匹配（续）序号现象６发变组保护装置断电重启、阿海珐保护装置自检７全站机组有功实发值超下限８省调给定全站机组有功超上下限９运行机组有功数据不刷新、有功突变ＥＤＣ退出通过对异常现象、历史数据的分析，结合现场试验查找ＡＧＣ功能漏洞。
火电厂AGC及一次调频控制逻辑优化
火电厂AGC及一次调频控制逻辑优化发布时间：2022-09-15T07:23:23.852Z 来源：《福光技术》2022年19期作者：赵倩[导读] AGC 及一次调频控制逻辑优化，较为复杂，涉及事项众多，需要从细节把控，结合现实应用中表现出来的问题，进行针对性改善，全面提升系统性能，为火电厂良性运转提供保障。
河南京能滑州热电有限责任公司河南省安阳市 456400摘要： AGC 及一次调频控制逻辑优化，较为复杂，涉及事项众多，需要从细节把控，结合现实应用中表现出来的问题，进行针对性改善，全面提升系统性能，为火电厂良性运转提供保障。
关键词：火电厂；AGC；一次调频；控制；逻辑；优化1 相关概述1.1AGC 系统AGC 系统一般指自动发电控制，通过自动控制程序，实现对控制区内各发电机组有功出力的自动重新调节分配，以维持系统频率、联络线交换功率在计划目标范围内的控制过程。
AGC 是由主站自动控制程序、信息传输通道、信息接收装置(远方终端)、机组协调控制系统(电厂监控系统)、执行装置、发电机组自动化装置等环节组成的整体。
1.2 一次调频一次调频，是指电网的频率一旦偏离额定值时，电网中机组的控制系统就自动地控制机组有功功率的增减，限制电网频率变化，使电网频率维持稳定的自动控制过程。
当电网频率升高时，一次调频功能要求机组利用其蓄热快速减负荷，反之，机组快速增负荷。
2 火电厂 AGC 及一次调频控制中存在的问题及处理 2.1AGC 控制存在问题 2.1.1 锅炉主控存在的问题在火电厂锅炉的主控中设计的前馈条件，容易出现前馈冗余问题，而且机组锅炉主控中设定的 PID 参数较强，同时很多火电机组都受到低氮燃烧改造的影响，锅炉运行的滞后性相对严重，多种情况的共同作用下，容易造成锅炉的运行出现燃料超调量异常、运行经济性较差等问题，甚至会出现炉膛负压和烟气氧量波动剧烈的问题，对锅炉安全运行造成威胁。
2.1.2 燃料主控存在的问题在电厂机组的原有燃料主控中 PID 调节器设定的参数较弱，不能形成理想的跟踪线性。
AGC在水电厂运行中的优化和应用研究
AGC在水电厂运行中的优化和应用研究摘要：本文以水电厂作为研究对象，探讨AGC在水电厂运行中的优化和应用以及相关问题。
首先结合我国的水电厂发展情况与改革情况对其进行了简要概述；主要介绍了AGC的概念、内涵与作用，以及电力系统控制的相关原则；具体讨论了电力系统对AGC控制的相关要求，并以此作为基础，重点分析了AGC在水电厂中的应用与优化问题。
希望能够通过本文初步论述为该方面的理论研究工作与应用实践工作提供一些有价值的信息，以供参考。
关键词：AGC；水电厂；运行优化；应用AGC又叫自动发电控制系统，主要是对当下发展绿色能源以及可持续发展战略的支持性手段，通过它可以解决诸如大型水力发电石的输出负荷比例不断增大的问题，也可以在规模化的电网发展与革新过程中，对传统模式下的手动调节与人工控制机组进行相应的升级控制，从而实现对可控制机组出力控制的目的，另一方面，通过这个优化与应用而达到水电厂运行效率的提升，为我国的居民生活水平提供更好的动力支持。
以下就从这方面展开具体的讨论。
一、概述在电力系统中，功率非常重要，以交流系统为例，电能基本概念就有视在功率、有功功率、无功功率与功率因素。
而且这些功率与电力系统间的关系也非常复杂，以有功功率为例，电网电能质量的指标以系统频率、系统电压最为重要，而系统频率的变化与系统负荷需求变动相关，其中，输出有功功率增大，导致发电机转速下降，从而频率降低，然而应用自动调节系统，则频率可以增加，反过来也成立，所以说有功功率与电力系统间的关系以动态为主，并且关系不存在固定性。
由于这种因素的存在，电力系统要求实现AGC控制。
二、AGC控制首先，从概念来看，AGC就是自动发电控制，即电力系统频率的二次调节。
它的分配原则相对复杂，其中的功能模块较多，如性能评价与监视、实时发电控制、备用监视、实时经济调度等；而且，在其各模块之间存在着密切的关系网络；比如，以实时发电控制作为中心，可以与其它五个模块相连，分别是备用监视、机组计划与经济调度、性能评价、联络线交易计划、SCADA及其它应用；而SCADA及其它应用又与联络线交易计划相关联，机组计划与经济调度又与负荷预计动态修正相关联。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
２． ２ 功率控制模式典型机组 溪洛渡水电站 总 装 机 容 量 为 １ 采 ８×７ ７ ０ ＭＷ， 用中水科技 Ｈ ９ ０ ０ ０ Ｖ ４． ０计算机监控系统和长江三 峡能事 达 电 气 股 份 有 限 公 司 生 产 的 ＷＢ Ｌ Ｄ Ｔ １ ５ ０ － 型调速器 。 控制模 式 为 功 率 控 制 模 式 ， 控制模型框 图如图 １ 所 示 。 图 中 ： ＫＰ 为 比 例 增 益 ； ＫＤ 为 微 分 ； ； 增益 ； 为积分增益 为微分时间常数 ＫＩ Ｔ１ ｅ ｖ ｐ 为功 率调差率 ； ｂ ｙｃ 为 导 叶 给 定 值 ； ｆｒ ｅ ｆ ｐ 为 永 态 转 差 率； 为频率给定值 ； Ｐｒ Ｐｇ ｆｇ 为频率反馈 ； ｅ ｆ 为功率给定 ； 为功率反馈 ； 为控制输出 。 ｙＰ Ｉ Ｄ
： ／ ／ ｈ ｔ ｔ ｗｗｗ． ａ ｅ ｓ ｉ ｎ ｆ ｏ ． ｃ ｏ ｍ１ － ｐ ｐ ４ ７
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
从图 １ 可 以 看 出 ， 稳态情况下保持机组功率为 设定值 ， 如果机组实 际 功 率 与 设 定 值 存 在 的 偏 差 超 出功 率 死 区 ， 该偏差将通过功率 Ｐ Ｉ Ｄ 环 节 的 作 用， 调整机组导叶开度 ， 拉回到功率死区范围内 ； 当系统 频率越限 时 ， 频 差 信 号 通 过 参 数ｅ ｐ 转换为功率偏 差， 与机组功率给定 、 机组实际功率反馈累加经功率 实现 一 次 调 频 作 用 。 模 型 中 功 率 指 令 由 Ｐ Ｉ Ｄ 环节 ， 监控系统模拟量输出 。 以下 通 过 溪 洛 渡 水 电 站 １ ５号机组一次调频与
ｆ Δ （ ） １ Ｐ Δ Ｃ 负荷指令由３ ２ ０ ＭＷ 频率响应后 将 机 组 ＡＧ ， 变化到 ２ ８ ０ ＭＷ 实 际 功 率 响 应 为 ２ ５ ９． ２ ３ ＭＷ， ｅ ｐ＝
ＡＧ Ｃ 指令引起的 调 功 量 和 一 次 调 频 作 用 引 起 的 调 频量的叠加与机组实际功率的变化量相吻合 。 机组 响应稳定后 ， 频率 恢 复 至 额 定 值 时 ， 调 频 分 量 消 失， 机组 出 力 恢 复 至 ＡＧ 实现了一次调频储 Ｃ 给 定 值， 备的有效 释 放 。 无 论 ＡＧ 机组一次调 Ｃ 是 否 投 入， 频均能正确响应 ， 且不会因为调频动作改变机组出 力， 将机组出力 拉 回 到 调 频 前 的 状 态 。 试 验 一 次 调 频作用产生的实际调节电量约为 ４ 机 ０ ９． ４ｋＷ ·ｈ， 组实际调节电量与理论调节电量的比值即调节电量
水 轮 机 及 压 力 引 水 系 统、 发电机等环 液随动放大 、 节， 其稳定性随积分 增 益 或 功 率 调 差 率 增 大 明 显 变 差， 从而限制了机组一次调频的动态响应速度 ， 也比
］ ４ ５ － 。 较容易产生振荡 ［
ＥＰ ＝０． ４ ５％ 。 一 次 调 频 与 ＡＧ Ｃ 联调试验曲线 如图 ２ 所示 。 图中 ： ｆ 为 仿 真 频 率； ｙ 为 导 叶 开 度； 。 为有功功率 Ｐ
１ ４ ６
何常胜 ， 等 水电机组一次调频与 ＡＧ Ｃ 典型控制策略的工程分析及优化
标为导叶开度 ， 一定的频差 Δ Ｐ ｆ 对应的机组功率 Δ 不同 ， 运行 水 头 高 时 Δ Ｐ ｙ 对应的机组功率增量 Δ 大； 运行水头低时 Δ Ｐ ｙ 对应的机组功率增量 Δ ４］ 。 小［ ） 功率控制模式下负荷指令直接由监控系统下 ２ 达模拟量去执行导 叶 开 度 ， 开度控制模式负荷指令 由监控系统经脉宽 调 制 ， 通过调速器积分后执行导 功率控制模 式 下 的 机 组 功 率 动 态 过 程 快 于 叶开度 ，
１ 技术要求
南方电网在 ２ 中国南方电网自动 ０ ０ ９ 年施行的 《 ） 》 ， 发电 控 制 （ 技 术 规 范 中 针对一次调频与 ＡＧ Ｃ 机 组 在 执 行 ＡＧ ＡＧ Ｃ 配合问题提出 ： Ｃ 设定值时应 该不受一次调频功 能 的 影 响 ， 出力变化应该是二者 。 叠加的效果 对水电厂的调速机构不能实现一次调 应满足 ： 机组在执行 频和二次调频共同叠加的机组 ， ＡＧ Ｃ 调节任务时不应该受到一次调频功能的干扰 ； 一次 调 频 在 ＡＧ 一 Ｃ 调 节 间 断 时 期 应 该 正 常 响 应； 次调 频 在 动 作 过 程 中 如 果 有 新 的 ＡＧ Ｃ 调 节 命 令， 应该立即执 行 ＡＧ Ｃ 调 节 命 令 。 对 ＡＧ Ｃ 调节速率 要 求： 以 机 组 开 始 响 应 开 始 计 时， 到机组离目标 值 ５ ＭＷ 时结束 计 时 ， 计 算 机 组 的 调 节 速 率， 其值
］ ５ ８ － ， 是保持电网有功平衡和频率稳定的重要手段 ［ 伴
随 ＡＧ Ｃ 和一次调频考核等技术指标和规定的不断 完善 ， 一 次 调 频 与 ＡＧ Ｃ 的配合策略逐渐得到重
］ ９ １ ０ － 。 视［
云南 省 内 已 投 运 的 大 型 水 电 机 组 ， 其一次调频 的控制策略按原理可分为开度控制模式和功率控制 ］ １ １ １ ２ － 。 但由于 不 同 厂 家 设 计 理 念 的 差 别 ， 模式 ［ 使得 ＡＧ Ｃ 与一 次 调 频 配 合 策 略 演 化 出 多 种 解 决 方 案 。 本文从典型控制策略出发 ， 以大量试验数据为基础 ， 详细分析了云南省内典型机组 ＡＧ Ｃ 与一次调频控 详 述 了 一 次 调 频 和 ＡＧ 制策 略 原 理 ， Ｃ 间的关系及 不足 ， 并针对两种控制模式的优缺点进行归纳总结 ， 为水电机组一次调频与 ＡＧ Ｃ 寻找更理想的配合策 略提供了参考依据 。
图 ２ 溪洛渡水电站一次调频与 Ａ Ｇ Ｃ 联调试验曲线 Ｆ ｉ ． ２ Ｔ ｅ ｓ ｔ ｃ ｕ ｒ ｖ ｅ ｏ ｆ ｆ ｒ ｅ ｕ ｅ ｎ ｃ ｍ ｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｒ ｉ ｍ ａ ｒ ｇ ｑ ｙ ｐ ｙ Ａ Ｇ Ｃ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ Ｘ ｉ ｌ ｕ ｏ ｄ ｕ ｈ ｄ ｒ ｏ ｏ ｗ ｅ ｒ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｙ ｐ
１ １］ ， 节的闭环回路包括了水轮机及引 水 系 统 ［ 在低负 荷段因转轮流态不 理 想 常 出 现 较 大 压 力 脉 动 ， 引起
此时功率死区选择不当 ， 将引起导叶频繁 负荷波动 ， 动作 ， 影响机组寿命 。 为阶跃变 ２） ＡＧ Ｃ 负 荷 指 令 由 监 控 系 统 输 出， 若阶跃量幅值 较 大 ， 导 叶 开 度 将 迅 速 大 幅 增 减， 化， 不利于机组安全运行 ， 建议采用斜坡函数输出 ， 优化 导叶开度增减速 率 。 选 用 图 １ 所 示 的 调 速 器 模 型 ， 参数 设 置 为 ： ＫＰ ＝０． ２ ４， ＫＩ ＝０． １ ６， Ｋ Ｄ ＝０， ｅ ｐ＝ ， ４％ ， Ｅｆ ＝０． ０ ５Ｈ ｚ ＥＰ ＝０． ４ ５％ 。 按 照 南 方 电 网 ＡＧ Ｃ 调节速率每分 钟 应 不 小 于 ６ ０％ 所 控 机 组 额 定 功率的要求 ， 单步调节 设 为 ２ 斜率设为２ ３ ０ ＭＷ ， ０， 仿真结果如图 ３ 所示 。
， 首先施加频差扰动 ０． 根据频率变化量与 １Ｈ ｚ 功率变化量的 比 值 可 得 理 论 调 频 量 为 １ ９． ２ ５ ＭＷ ， 即
图 １ 溪洛渡水电站模型框图 Ｆ ｉ ． １ Ｂ ｌ ｏ ｃ ｋ ｄ ｉ ａ ｒ ａ ｍ ｏ ｆ Ｘ ｉ ｌ ｕ ｏ ｄ ｕ ｈ ｄ ｒ ｏ ｏ ｗ ｅ ｒ ｇ ｇ ｙ ｐ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ
（ ） ２ ０ １ ５， ３ ９ ３
· 工程应用 ·
比率为 ８ ７． ７％ 。 功率 控 制 模 式 在 国 内 投 入 运 行 较 少 ， 根据目前 ， 已运行机组的工程 试 验 和 数 据 分 析 提 出 以 下 注 意 事项及改进建议 。 ） 功率控制 模 式 调 节 目 标 为 机 组 功 率 ， １ Ｐ Ｉ Ｄ调
５］ 。 开度控制模式下的机组功率动态过程 ［ ） 功率控制模 式 时 ， 由于闭环回路中包含了电 ３
分 析 两 者 配 合 策 略， 观察机组出力 ＡＧ Ｃ 联调试验 ， “ 跟踪情况 ， 调频 ” 与“ 调 功” 功能是否均能正常发挥 。 作用且 互 不 影 响 试 验 时 全 厂 ＡＧ Ｃ 成组控制退 出、 单机 ＡＧ 切断 调 速 Ｃ 以及一次调频功能均投入 ， 使水轮机调节系统在开环状态 器的频率测量信号 ， 运 行， 外 接 频 率 发 生 器， 仿 真 机 组 频 率 阶 跃 变 化， 以下电站均采用 ＡＧ Ｃ 负荷指令通过监控系统调节 （ ， 参 数 设 置 为： 此试验方 法 ） ＫＰ ＝０． ２ ４， ＫＩ ＝０． １ ６， ， ， ， 频率死 区 功 率 死 区 Ｋ Ｄ ＝０ｅ Ｅｆ＝０． ０ ５Ｈ ｚ ｐ＝４％
［３］ 。 应不小于每分钟 ６ ０％ 的所控机组额定功率 １ 南方电网在 ２ 南方电网电厂辅助 ０ ０ ９ 年施行的 《
调节 特 性 态特性通过调速器比例 — 积分 — 微分 （ Ｐ Ｉ Ｄ） 来实现的 ； 二 次 调 频， 即自动发电控制（ 是电 ＡＧ Ｃ） 经济 运 行 及 电 网 交 换 功 率 控 制 等 因 网从宏观控制 、 ４］ 。 一 次 调 频 与 ＡＧ 素上 ， 向 调 速 器 下 达 功 率 值［ Ｃ
；修回日期 ： 。 收稿日期 ： ２ ０ １ ４ ０ ２ ０ ８ ２ ０ １ ４ ０ ６ ２ ０ － － － － ） 。 云南电网公司科技项目 （ Ｋ－ＹＮ ２ ０ １ ２ ４ ３ ６ －
考核技术支持系统考核细则算法规范 》 中， 对一次调 频调节电量要求 ： 一次调频实际动作的调节电量／理 论动 作 调 节 电 量 的 百 分 比 小 于 ５ ０％ 则 判 为 １ ４］ 。 不合格 ［
０ 引言
一次 调 频 经 过 多 年 的 应 用 和 运 行 ， 为保证云南 电网及发电机组安 全 运 行 ， 提高电能质量及电网频 率控制水平 ， 迅速平 息 电 网 频 率 波 动 起 到 了 重 要 作
］ １ ３ － 。 一次调频是水电机组调节系统的自身频率／ 用［ 功率特性对电网的控制 ， 是由调速器的频率／功率静