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
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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【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。
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。
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。
火电机组一次调频和 AGC 原因与优化分析常珂发布时间:2021-09-09T03:21:44.441Z 来源:《福光技术》2021年11期作者:常珂[导读] 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。
安徽淮南平圩发电有限责任公司安徽淮南 232089摘要:在日常电网运作中,火电机组的一次调频控制功能必须满足能够实现稳定控制方面的要求,目前看某些机组控制系统某些参数(例如不等率、频差函数等)没有正确设置,很难获得理想的调节效果。
再加上和机组 AGC 功能没有有效协调,造成负荷响应不足、速率慢,很难持续性实施,造成一次调频控制功能无法满足要求,造成机组一次调频功能无法充分发挥作用,对于确保电网频率稳定性具有严重影响。
所以要对火电机组一次调频分析,并进行性能方面的优化,从而确保电网频率的稳定性。
关键词:火电机组;一次调频;AGC 原因;优化分析1一次调频相关概念一次调频指电网的频率偏离额定值时,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。
需注意,一次调频是控制系统的自发性动作,自动调节汽轮机阀门开度的增减,以暂时性的改变机组出力。
由于锅炉燃烧未来得及响应,无法从根源上平抑功率波动,因而属于有差调节,这是为了缓冲频率波动的必要调节。
当然最终还需消除功率偏差,主要依靠二次调频,也称自动发电控制(AGC),是指发电机组提供足够的可调整容量及一定的调节速率,在允许的调节偏差下实时跟踪频率,以满足系统频率稳定的要求。
一次调频的有效性主要体现在两方面:一是时间响应及时,若响应时间较长,调节方向与频率波动方向相反会引发“反调峰”加重电网调频负担;二是出力足够,出力不够无法有效的缓冲频率波动,调频效果不佳。
因此,为了保证电网一次调频有效性,需保证火电机组一次调频响应的快速性和出力的充足性。
电力系统一般要求火电机组的一次调频响应时间在 3 秒内,且出力限幅不低于 6%MCR,需在 1min 内完成负荷提升并稳定。
水电站机组一次调频与AGC性能优化何常胜;舒荣;刘兴福;董鸿魁;吴永智【摘要】阐述了水电站机组AGC与一次调频功能运行现状,并对4号机组进行试验分析,指出机组AGC与一次调频控制存在的配合缺陷,并对不匹配问题进行了优化改进.【期刊名称】《云南电力技术》【年(卷),期】2014(042)001【总页数】4页(P106-109)【关键词】一次调频;AGC;景洪水电站【作者】何常胜;舒荣;刘兴福;董鸿魁;吴永智【作者单位】云南电网公司电力研究院,昆明650217;云南电网公司电力研究院,昆明650217;云南电网公司电力研究院,昆明650217;云南电网公司电力研究院,昆明650217;华能澜沦江水电有限公司,昆明650217【正文语种】中文【中图分类】TM761.2;TV736目前,抑制电网频率的重要措施是一次调频和自动发电控制AGC(Automatic Generation Control)下达的二次调频,一次调频是指当外界负荷发生变化时,机组调速系统根据频率偏差迅速做出响应,自动地控制机组有功功率,保持电网有功功率的平衡和频率的稳定;AGC下达的二次调频是通过修改有功给定来控制发电机有功出力,从而从宏观上跟踪电力系统负荷变化、维持电网频率等于额定值,在电网频率恢复过程中,二次调频正确动作释放一次调频备用以实现频率无差调节。
一次调频与AGC下达的二次调频对电网频率的控制是一个协调互补的关系,电网频率在系统正常运行时始终处于波动状态,机组一次调频不断动作,同时电站AGC下达指令频繁,一次调频与AGC配合将直接影响机组稳定运行,因此需要对二者的协调性进行优化,确保二者正常发挥功能,文中通过对景洪水电站机组一次调频与AGC运行现状分析,结合规程对一次调频与AGC协联关系要求,给出能够较好解决水电站一次调频与AGC配合问题的建议。
某水电站安装有5台单机容量350 MW机组,总装机容量1 750 MW,以500 kV 及220 kV电压等级接入云南电网,在系统中担负基荷、调频、调峰及事故备用等任务。