水電廠自動發(fā)電控制培訓(xùn)

1、12目 錄第一章、電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整 第二章、水電廠自動發(fā)電控制（AGC）第三章、梯級水電廠經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制（EDC）3第一章第一章 電力系統(tǒng)頻率調(diào)整電力系統(tǒng)頻率調(diào)整 在穩(wěn)態(tài)情況下在穩(wěn)態(tài)情況下, 電力系統(tǒng)的頻率是全系統(tǒng)一致的運(yùn)行參電力系統(tǒng)的頻率是全系統(tǒng)一致的運(yùn)行參數(shù)。當(dāng)總出力和總負(fù)荷數(shù)。當(dāng)總出力和總負(fù)荷(包括網(wǎng)損包括網(wǎng)損)發(fā)生不平衡時發(fā)生不平衡時, 就會產(chǎn)生頻就會產(chǎn)生頻率的偏差。由于負(fù)荷是經(jīng)常發(fā)生變化的率的偏差。由于負(fù)荷是經(jīng)常發(fā)生變化的, 任何一處的負(fù)荷變?nèi)魏我惶幍呢?fù)荷變化都會引起全系統(tǒng)的功率不平衡化都會引起全系統(tǒng)的功率不平衡, 因而導(dǎo)致系統(tǒng)頻率的波動因而導(dǎo)致系統(tǒng)頻率的波動。所以。所以, 電力系統(tǒng)

2、運(yùn)行中的重要任務(wù)之一就是對頻率的監(jiān)視電力系統(tǒng)運(yùn)行中的重要任務(wù)之一就是對頻率的監(jiān)視與調(diào)節(jié)。頻率調(diào)節(jié)的任務(wù)就是當(dāng)系統(tǒng)有功功率不平衡而使頻與調(diào)節(jié)。頻率調(diào)節(jié)的任務(wù)就是當(dāng)系統(tǒng)有功功率不平衡而使頻率偏離額定值時率偏離額定值時, 調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)出力以達(dá)到新的平衡調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)出力以達(dá)到新的平衡, 從而保證從而保證將頻率偏移限制在允許的范圍內(nèi)。將頻率偏移限制在允許的范圍內(nèi)。 4第一章第一章 電力系統(tǒng)頻率調(diào)整電力系統(tǒng)頻率調(diào)整 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整是按照負(fù)荷變化的周期和幅值大小區(qū)別電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整是按照負(fù)荷變化的周期和幅值大小區(qū)別對待的對待的, 一般將負(fù)荷變化分解成三種成分。第一種幅度很小一般將負(fù)荷變化分解成三種成分。第

3、一種幅度很小, 周期周期又很短又很短, 一般小于一般小于10秒秒, 據(jù)有隨機(jī)性質(zhì)據(jù)有隨機(jī)性質(zhì), 稱為微小變動分量。第二稱為微小變動分量。第二種變動幅度較大種變動幅度較大, 周期大約在周期大約在10秒至秒至23分鐘之間分鐘之間, 屬于沖擊性的屬于沖擊性的負(fù)荷變動。第三種是長周期分量負(fù)荷變動。第三種是長周期分量, 周期大約在周期大約在23分鐘之分鐘之1020分分鐘之間鐘之間, 它是由生產(chǎn)、生活和氣象等引起的負(fù)荷變化它是由生產(chǎn)、生活和氣象等引起的負(fù)荷變化, 有其規(guī)律性有其規(guī)律性, 可以預(yù)測?？梢灶A(yù)測。 針對上述三種不同的負(fù)荷變動分量針對上述三種不同的負(fù)荷變動分量, 將頻率調(diào)整相應(yīng)劃分為將頻率調(diào)整相應(yīng)

4、劃分為一次、二次和三次調(diào)整。一次、二次和三次調(diào)整。51.1 1.1 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整 一次調(diào)整是針對第一種負(fù)荷變動分量，它是由發(fā)電機(jī)原動一次調(diào)整是針對第一種負(fù)荷變動分量，它是由發(fā)電機(jī)原動機(jī)和負(fù)荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)共同作用下完成的，因而響應(yīng)速度最機(jī)和負(fù)荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)共同作用下完成的，因而響應(yīng)速度最快。但由于調(diào)速器的有差調(diào)節(jié)特性快。但由于調(diào)速器的有差調(diào)節(jié)特性, , 不能將頻率偏差調(diào)到零，不能將頻率偏差調(diào)到零，也就是說一次調(diào)整是有差調(diào)節(jié)，負(fù)荷變動幅度越大也就是說一次調(diào)整是有差調(diào)節(jié)，負(fù)荷變動幅度越大, , 頻率偏差頻率偏差就越大就越大, , 因此靠一次調(diào)整不能滿足頻率質(zhì)量的要求。因此靠一次調(diào)

5、整不能滿足頻率質(zhì)量的要求。 設(shè)系統(tǒng)中僅有一臺發(fā)電機(jī)組和一個綜合負(fù)荷，它們的靜態(tài)設(shè)系統(tǒng)中僅有一臺發(fā)電機(jī)組和一個綜合負(fù)荷，它們的靜態(tài)頻率特性分別如圖頻率特性分別如圖1.11.1和圖和圖1.21.2，這些特性曲線都近似的以直線，這些特性曲線都近似的以直線替代。替代。 第一章第一章 電力系統(tǒng)頻率調(diào)整電力系統(tǒng)頻率調(diào)整61.1 1.1 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整 發(fā)電機(jī)組原動機(jī)的頻率特性的斜率發(fā)電機(jī)組原動機(jī)的頻率特性的斜率K KG G稱之為發(fā)電機(jī)的單稱之為發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率，它標(biāo)志了隨頻率的升降發(fā)電機(jī)發(fā)出功率減少或位調(diào)節(jié)功率，它標(biāo)志了隨頻率的升降發(fā)電機(jī)發(fā)出功率減少或增加的多寡，是可以整定的。綜合負(fù)荷的

6、靜態(tài)頻率特性也有增加的多寡，是可以整定的。綜合負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性也有一個斜率一個斜率K KL L，稱之為負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率，它標(biāo)志了隨頻率，稱之為負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率，它標(biāo)志了隨頻率的升降負(fù)荷消耗功率減少或增加的多寡，是不可以整定的。的升降負(fù)荷消耗功率減少或增加的多寡，是不可以整定的。第一章第一章 電力系統(tǒng)頻率調(diào)整電力系統(tǒng)頻率調(diào)整 f N f f N f 圖1.1 發(fā)電機(jī)靜頻特性圖 圖1.2 負(fù)荷靜頻特性 K G=PG/f KL=PL/f PG PLPGN PLN7第一章第一章 電力系統(tǒng)頻率調(diào)整電力系統(tǒng)頻率調(diào)整1.1 1.1 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整 發(fā)電機(jī)組原動機(jī)的頻率特性和負(fù)荷的頻率特性

7、的交點(diǎn)就是系發(fā)電機(jī)組原動機(jī)的頻率特性和負(fù)荷的頻率特性的交點(diǎn)就是系統(tǒng)的原始運(yùn)行點(diǎn)，如圖統(tǒng)的原始運(yùn)行點(diǎn)，如圖1.31.3中的中的O O點(diǎn)。設(shè)在點(diǎn)點(diǎn)。設(shè)在點(diǎn)O O運(yùn)行時負(fù)荷突然增運(yùn)行時負(fù)荷突然增加加PPL0L0，即負(fù)荷的頻率特性突然向上移動，即負(fù)荷的頻率特性突然向上移動PPL0L0，則由于負(fù)荷突，則由于負(fù)荷突增時機(jī)組出力不能及時隨之變化，機(jī)組將減速，系統(tǒng)頻率將下降。增時機(jī)組出力不能及時隨之變化，機(jī)組將減速，系統(tǒng)頻率將下降。而在系統(tǒng)頻率下降的同時，機(jī)組在調(diào)速器的一次調(diào)整作用下將增而在系統(tǒng)頻率下降的同時，機(jī)組在調(diào)速器的一次調(diào)整作用下將增加出力，負(fù)荷的功率將因它本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)而減少。前者沿原動加出力，負(fù)荷

8、的功率將因它本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)而減少。前者沿原動機(jī)的頻率特性向上增加，后者沿負(fù)荷的頻率特性向下減少，經(jīng)過機(jī)的頻率特性向上增加，后者沿負(fù)荷的頻率特性向下減少，經(jīng)過一個衰減的震蕩過程抵達(dá)一個新的平衡點(diǎn)，即圖一個衰減的震蕩過程抵達(dá)一個新的平衡點(diǎn)，即圖1.31.3中的中的OO點(diǎn)，點(diǎn)，對應(yīng)頻率偏移對應(yīng)頻率偏移ff = f= f0 0- f- f0 0 。根據(jù)圖。根據(jù)圖1.31.3中的幾何關(guān)系可以看出：中的幾何關(guān)系可以看出：8第一章第一章 電力系統(tǒng)頻率調(diào)整電力系統(tǒng)頻率調(diào)整1.1 1.1 頻率的一次調(diào)整頻率的一次調(diào)整 P PL0L0 = BO + AB = (K = BO + AB = (KG G + K+ K

9、L L) f = K) f = KS S * *f (1-1)f (1-1) K KS S稱系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率，它取決于發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率稱系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率，它取決于發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率和負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率。和負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率。K KS S標(biāo)志了系統(tǒng)負(fù)荷增加或減少時，在發(fā)標(biāo)志了系統(tǒng)負(fù)荷增加或減少時，在發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的共同作用下系統(tǒng)頻率上升或下降的多寡。電機(jī)和負(fù)荷的共同作用下系統(tǒng)頻率上升或下降的多寡。 P A P0 O B PL0 O f0 f0 f 圖1.3 頻率的一次調(diào)整 9第一章第一章 電力系統(tǒng)頻率調(diào)整電力系統(tǒng)頻率調(diào)整1.2 1.2 頻率的二次調(diào)整頻率的二次調(diào)整 二次調(diào)整是針對第二種負(fù)

10、荷變動分量二次調(diào)整是針對第二種負(fù)荷變動分量, 這種調(diào)整需要通過自這種調(diào)整需要通過自動或手動方式改變調(diào)頻發(fā)電機(jī)的同步器動或手動方式改變調(diào)頻發(fā)電機(jī)的同步器(也稱調(diào)頻器也稱調(diào)頻器)來實現(xiàn)。來實現(xiàn)。同步器位置的改變會平移調(diào)速系統(tǒng)的靜特性同步器位置的改變會平移調(diào)速系統(tǒng)的靜特性, 從而改變發(fā)電機(jī)出從而改變發(fā)電機(jī)出力力, 達(dá)到調(diào)頻的目的。如果參加調(diào)頻機(jī)組的容量足夠大達(dá)到調(diào)頻的目的。如果參加調(diào)頻機(jī)組的容量足夠大, 就可以就可以實現(xiàn)無差調(diào)節(jié)。二次調(diào)整除了對系統(tǒng)的備用容量有要求外實現(xiàn)無差調(diào)節(jié)。二次調(diào)整除了對系統(tǒng)的備用容量有要求外, 還要還要求調(diào)整速度能適應(yīng)負(fù)荷的變化求調(diào)整速度能適應(yīng)負(fù)荷的變化, 調(diào)節(jié)過程要穩(wěn)定。調(diào)

11、節(jié)過程要穩(wěn)定。 在圖在圖1.3中，如果不進(jìn)行二次調(diào)整，則在負(fù)荷增加中，如果不進(jìn)行二次調(diào)整，則在負(fù)荷增加PL0后后，頻率將下降至，頻率將下降至f0、功率增加為、功率增加為P0。在一次調(diào)整的基礎(chǔ)上進(jìn)行。在一次調(diào)整的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次調(diào)整，就是在頻率二次調(diào)整，就是在頻率f0超出允許范圍時，操作調(diào)頻器，增加超出允許范圍時，操作調(diào)頻器，增加發(fā)電機(jī)出力，使頻率特性向上移動。發(fā)電機(jī)出力，使頻率特性向上移動。10 設(shè)發(fā)電機(jī)增發(fā)設(shè)發(fā)電機(jī)增發(fā)PG0，則運(yùn)行點(diǎn)又將從點(diǎn)，則運(yùn)行點(diǎn)又將從點(diǎn)O 轉(zhuǎn)移到點(diǎn)轉(zhuǎn)移到點(diǎn)O，如圖如圖1.4所示。點(diǎn)所示。點(diǎn)O對應(yīng)的頻率為對應(yīng)的頻率為f0、功率為、功率為P0，即二次調(diào)整，即二次調(diào)整后頻率偏

12、移后頻率偏移ff由一次調(diào)整時的由一次調(diào)整時的f0= f0- f0 減少為減少為f0= f0- f0，可以供應(yīng)負(fù)荷的功率由一次調(diào)整時的可以供應(yīng)負(fù)荷的功率由一次調(diào)整時的P0增加為增加為P0。顯然，由。顯然，由于進(jìn)行了二次調(diào)整，系統(tǒng)頻率質(zhì)量有了改進(jìn)。根據(jù)圖于進(jìn)行了二次調(diào)整，系統(tǒng)頻率質(zhì)量有了改進(jìn)。根據(jù)圖1.4中的幾中的幾何關(guān)系可以看出：何關(guān)系可以看出：PL0 = PG0 + BC + AB = PG0 + KS *f (1-2) (1-2)或或 PL0 - PG0 = KS *f (1-3) (1-3) 如果如果PL0 =PG0，即發(fā)電機(jī)如數(shù)增加了負(fù)荷功率的原始，即發(fā)電機(jī)如數(shù)增加了負(fù)荷功率的原始增量增

13、量PL0，則，則f=0f=0，亦即實現(xiàn)了所謂的無差調(diào)節(jié)。無差調(diào)節(jié)，亦即實現(xiàn)了所謂的無差調(diào)節(jié)。無差調(diào)節(jié)如圖如圖1.41.4中虛線所示。中虛線所示。第一章第一章 電力系統(tǒng)頻率調(diào)整電力系統(tǒng)頻率調(diào)整11 f0f0 f0 f 圖圖1-4 頻率的二次調(diào)整頻率的二次調(diào)整121.3 頻率的三次調(diào)整頻率的三次調(diào)整 三次調(diào)整是針對第三種負(fù)荷變動分量三次調(diào)整是針對第三種負(fù)荷變動分量, 它隨時間調(diào)整機(jī)組出它隨時間調(diào)整機(jī)組出力執(zhí)行發(fā)電計劃力執(zhí)行發(fā)電計劃, 或每隔一段時間或每隔一段時間(如如1分鐘分鐘)按經(jīng)濟(jì)調(diào)度原則重新按經(jīng)濟(jì)調(diào)度原則重新分配出力。分配出力。 如果能準(zhǔn)確地預(yù)計系統(tǒng)短期負(fù)荷、合理地安排發(fā)電計劃（如果能準(zhǔn)確地

14、預(yù)計系統(tǒng)短期負(fù)荷、合理地安排發(fā)電計劃（包括機(jī)組啟停），既保證了全系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，又在事前就達(dá)包括機(jī)組啟停），既保證了全系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，又在事前就達(dá)到到AGC控制的要求，避免控制的要求，避免AGC頻繁調(diào)節(jié)機(jī)組。目前，尚有大量頻繁調(diào)節(jié)機(jī)組。目前，尚有大量機(jī)組不能參加機(jī)組不能參加AGC，如果這部分機(jī)組能嚴(yán)格按照計劃運(yùn)行，實，如果這部分機(jī)組能嚴(yán)格按照計劃運(yùn)行，實際上也參加了發(fā)電控制，只是手動控制（際上也參加了發(fā)電控制，只是手動控制（MGC）而已。對于）而已。對于AGC可控機(jī)組來說，可以直接按在線經(jīng)濟(jì)調(diào)度的結(jié)果重新分配可控機(jī)組來說，可以直接按在線經(jīng)濟(jì)調(diào)度的結(jié)果重新分配出力，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。出力，達(dá)到

15、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。第一章第一章 電力系統(tǒng)頻率調(diào)整電力系統(tǒng)頻率調(diào)整13第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 2.1 2.1 概述概述 水電廠以往通常是采用功率成組調(diào)節(jié)裝置，按流量水電廠以往通常是采用功率成組調(diào)節(jié)裝置，按流量( (或按水或按水位位) )調(diào)節(jié)裝置等實現(xiàn)負(fù)荷控制功能。在采用了計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)后調(diào)節(jié)裝置等實現(xiàn)負(fù)荷控制功能。在采用了計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)后，自動發(fā)電控制，自動發(fā)電控制(Automatic Generation Control,(Automatic Generation Control,簡稱簡稱AGC)AGC)功能功能在在水電廠控制領(lǐng)域得到了廣泛的使用。水

16、電廠控制領(lǐng)域得到了廣泛的使用。 AGCAGC是指按預(yù)定條件和要求，以迅速、經(jīng)濟(jì)的方式自動控制是指按預(yù)定條件和要求，以迅速、經(jīng)濟(jì)的方式自動控制水電廠有功功率來滿足系統(tǒng)需要的技術(shù)，它是在水輪發(fā)電機(jī)組自水電廠有功功率來滿足系統(tǒng)需要的技術(shù)，它是在水輪發(fā)電機(jī)組自動控制的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)全電廠自動化的一種方式。根據(jù)水庫上游動控制的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)全電廠自動化的一種方式。根據(jù)水庫上游來水量和電力系統(tǒng)的要求，考慮電廠及機(jī)組的運(yùn)行限制條件，在來水量和電力系統(tǒng)的要求，考慮電廠及機(jī)組的運(yùn)行限制條件，在保證電廠安全運(yùn)行的前提下，以經(jīng)濟(jì)運(yùn)行為原則，確定電廠機(jī)組保證電廠安全運(yùn)行的前提下，以經(jīng)濟(jì)運(yùn)行為原則，確定電廠機(jī)組運(yùn)行臺數(shù)、運(yùn)

17、行機(jī)組的組合和機(jī)組間的負(fù)荷分配。在完成這些功運(yùn)行臺數(shù)、運(yùn)行機(jī)組的組合和機(jī)組間的負(fù)荷分配。在完成這些功能時，要避免由于電力系統(tǒng)負(fù)荷短時波動而導(dǎo)致機(jī)組的頻繁起、能時，要避免由于電力系統(tǒng)負(fù)荷短時波動而導(dǎo)致機(jī)組的頻繁起、停。停。14第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 2.1 2.1 概述概述 由于水電廠調(diào)節(jié)性能好，調(diào)節(jié)速度快，一般情況下是由水由于水電廠調(diào)節(jié)性能好，調(diào)節(jié)速度快，一般情況下是由水電廠來承擔(dān)電力系統(tǒng)日負(fù)荷圖中的峰荷和腰荷，電網(wǎng)負(fù)荷給定電廠來承擔(dān)電力系統(tǒng)日負(fù)荷圖中的峰荷和腰荷，電網(wǎng)負(fù)荷給定的方式有兩種，一是瞬間負(fù)荷給定值方式，即按電網(wǎng)的方式有兩種，一是瞬間負(fù)荷

18、給定值方式，即按電網(wǎng)AGC定時定時計算出的給定值，即時下達(dá)給電廠執(zhí)行。水庫大，調(diào)節(jié)性能好計算出的給定值，即時下達(dá)給電廠執(zhí)行。水庫大，調(diào)節(jié)性能好，機(jī)組容量大，在電網(wǎng)中擔(dān)任調(diào)峰、調(diào)頻的水電廠一般采用這，機(jī)組容量大，在電網(wǎng)中擔(dān)任調(diào)峰、調(diào)頻的水電廠一般采用這種調(diào)節(jié)方式。另一種則是日負(fù)荷給定曲線的方式，即電網(wǎng)調(diào)度種調(diào)節(jié)方式。另一種則是日負(fù)荷給定曲線的方式，即電網(wǎng)調(diào)度中心前一日即下達(dá)某電廠一天的負(fù)荷給定值曲線，到當(dāng)天中心前一日即下達(dá)某電廠一天的負(fù)荷給定值曲線，到當(dāng)天0時計時計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)即自動將此預(yù)先給定的日負(fù)荷曲線存于當(dāng)天該執(zhí)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)即自動將此預(yù)先給定的日負(fù)荷曲線存于當(dāng)天該執(zhí)行的日負(fù)荷曲線存放區(qū)，以

19、便水電廠行的日負(fù)荷曲線存放區(qū)，以便水電廠AGC執(zhí)行。執(zhí)行。 152.2 AGC負(fù)荷分配原則負(fù)荷分配原則2.2.1 與容量成比例原則與容量成比例原則 這是較為簡單的一種負(fù)荷分配原則，在水輪機(jī)組的某些特這是較為簡單的一種負(fù)荷分配原則，在水輪機(jī)組的某些特性曲線不全或不夠精確的前提下，采用該原則比較合理。性曲線不全或不夠精確的前提下，采用該原則比較合理。n ：n臺參加臺參加AGC的機(jī)組的機(jī)組 ：參加：參加AGC的第臺機(jī)組在當(dāng)前水頭下最大出力的第臺機(jī)組在當(dāng)前水頭下最大出力 ：參加：參加AGC的各臺機(jī)組當(dāng)前水頭下最大出力之和的各臺機(jī)組當(dāng)前水頭下最大出力之和 ：AGC分配到第臺參加分配到第臺參加AGC機(jī)組的

20、有功功率機(jī)組的有功功率),2, 1(1maxmaxniPPPPniiiAGCimaxiPniiP1maxiP第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 16 2.2.2 按等微增率原則分配按等微增率原則分配 2.2.2.1.耗量特性耗量特性 水電廠中有功功率負(fù)荷合理分配的目標(biāo)是在滿足一定約束水電廠中有功功率負(fù)荷合理分配的目標(biāo)是在滿足一定約束條件的前提下，盡可能節(jié)約消耗的水量。發(fā)電設(shè)備單位時間內(nèi)條件的前提下，盡可能節(jié)約消耗的水量。發(fā)電設(shè)備單位時間內(nèi)消耗的能源與發(fā)出有功功率的關(guān)系，即發(fā)電設(shè)備輸入與輸出的消耗的能源與發(fā)出有功功率的關(guān)系，即發(fā)電設(shè)備輸入與輸出的關(guān)系，這種關(guān)系稱

21、耗量特性。如圖，其中縱坐標(biāo)為單位時間內(nèi)關(guān)系，這種關(guān)系稱耗量特性。如圖，其中縱坐標(biāo)為單位時間內(nèi)消耗的水量消耗的水量W，如每秒鐘多少立方米，橫坐標(biāo)則為以千瓦或兆，如每秒鐘多少立方米，橫坐標(biāo)則為以千瓦或兆瓦表示的電功率瓦表示的電功率P Pg g。第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 17第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 18 如圖，其中縱坐標(biāo)為單位時間內(nèi)消耗的水量如圖，其中縱坐標(biāo)為單位時間內(nèi)消耗的水量W，如每，如每秒鐘多少立方米，橫坐標(biāo)則為以千瓦或兆瓦表示的電功率秒鐘多少立方米，橫坐標(biāo)則為以千瓦或兆瓦表示的電功率P Pg g。 耗量

22、特性曲線上某一點(diǎn)縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)的比值耗量特性曲線上某一點(diǎn)縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)的比值,即單位即單位時間內(nèi)輸入能量與輸出功率之比稱比耗量時間內(nèi)輸入能量與輸出功率之比稱比耗量。 耗量特性曲線上某一點(diǎn)切線的斜率稱耗量微增率耗量特性曲線上某一點(diǎn)切線的斜率稱耗量微增率。耗量微增率是單位時間內(nèi)輸入能量微增量與輸出功率微增耗量微增率是單位時間內(nèi)輸入能量微增量與輸出功率微增量的比值。即量的比值。即PWdPdWPW第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 19 2.2.2.2.等微增率準(zhǔn)則等微增率準(zhǔn)則 由前面提出的有功功率負(fù)荷合理分配的目標(biāo)可知，由前面提出的有功功率負(fù)荷合理分配的目標(biāo)可知，A

23、GC的目標(biāo)函數(shù)應(yīng)當(dāng)是水電廠的總的水耗量最小。通常認(rèn)為水電的目標(biāo)函數(shù)應(yīng)當(dāng)是水電廠的總的水耗量最小。通常認(rèn)為水電廠的總的水耗費(fèi)量只與各發(fā)電機(jī)組所發(fā)有功廠的總的水耗費(fèi)量只與各發(fā)電機(jī)組所發(fā)有功P Pgigi有關(guān)。有關(guān)。目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù):), 2 , 1()()()()(12211niPQPQPQPQQnigiignngg第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 20約束條件約束條件: : 等約束條件：給定與實發(fā)有功功率保持平衡，即等約束條件：給定與實發(fā)有功功率保持平衡，即 式中：式中：P Pgi gi 第第i i臺機(jī)組所發(fā)的有功功率。臺機(jī)組所發(fā)的有功功率。 P PL L 水

24、電站所帶負(fù)荷有功功率。水電站所帶負(fù)荷有功功率。 不等約束條件：不等約束條件： 式中式中Q Qi i(P(Pgigi) )表示某發(fā)電設(shè)備發(fā)出有功功率時表示某發(fā)電設(shè)備發(fā)出有功功率時P Pgigi單位時間內(nèi)所需單位時間內(nèi)所需消耗的水量。消耗的水量。 021LgnggPPPPmaxminmaxminmaxminiiigigigigigigiVVVQQQPPP第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 21求條件極值問題可用拉格朗日乘數(shù)法來解。求條件極值問題可用拉格朗日乘數(shù)法來解。即建立一個新的，不受約束的目標(biāo)函數(shù)即建立一個新的，不受約束的目標(biāo)函數(shù)拉格朗日函數(shù)。拉格朗日函數(shù)。其

25、中：其中： 為等約束條件；為等約束條件； 稱拉格朗日乘數(shù)。稱拉格朗日乘數(shù)。則求則求C C* *最小值時，應(yīng)有最小值時，應(yīng)有顯然，這顯然，這n+1n+1個條件有個條件有),(21gngiggPPPPf0, 0, 0, 0*1*CPCPCPCgngigniLgngigggiigngigggngiggPPPPPPQPPPPfPPPPCC1212121*),()(),(),(第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 220),(0),(),(M0),(),(M0),(),(111111111gngiggngiggngngiggngngiggigngiggigngigggng

26、iggPPPfPPPfPPPPCPPPPfPPPPCPPPPfPPPPCP第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 23由于：由于： 1),(1),()(),()(),()(),(1111111111gngiggigngigggngnngngiggngigiigngiggigggngiggPPPfPPPPfPdPPdQPPPCPdPPdQPPPCPdPPdQPPPCP第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 24最終有最終有 niLgignngiigPPdPdQdPdQdPdQ11100M0M0因為因為 是發(fā)電設(shè)備是發(fā)電設(shè)備i i承擔(dān)有功

27、功率負(fù)荷承擔(dān)有功功率負(fù)荷P Pgigi時的耗量微增率，時的耗量微增率，所以有所以有這就是等耗量微增率準(zhǔn)則。它可解釋為，這就是等耗量微增率準(zhǔn)則。它可解釋為，水電廠承擔(dān)的有功功水電廠承擔(dān)的有功功率一定時（率一定時（PL），為使總耗水量最小，應(yīng)按相等的耗量微增率），為使總耗水量最小，應(yīng)按相等的耗量微增率在各發(fā)電機(jī)組間分配負(fù)荷。在各發(fā)電機(jī)組間分配負(fù)荷。igiiqdPdQniqqq1第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 25 2.2.3 多目標(biāo)規(guī)劃原則多目標(biāo)規(guī)劃原則 廠內(nèi)廠內(nèi)AGC須按順序依次滿足下列目標(biāo)：須按順序依次滿足下列目標(biāo)： （1 1） 省水多發(fā)；省水多發(fā)； （2

28、 2） AGC分配值與調(diào)度給定值盡可能最接近；分配值與調(diào)度給定值盡可能最接近； （3 3） 避免機(jī)組頻繁穿越振動區(qū)；避免機(jī)組頻繁穿越振動區(qū)； （4 4）相鄰兩次負(fù)荷調(diào)節(jié)所造成的機(jī)組負(fù)荷波動最?。┫噜弮纱呜?fù)荷調(diào)節(jié)所造成的機(jī)組負(fù)荷波動最小。 第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 262.3 AGC的直觀解釋的直觀解釋 水電廠水電廠AGC的最終目的是在保證機(jī)組安全可靠運(yùn)行的前的最終目的是在保證機(jī)組安全可靠運(yùn)行的前提下，以最少的耗水量發(fā)出最大的電能。在電廠中，由于每臺提下，以最少的耗水量發(fā)出最大的電能。在電廠中，由于每臺機(jī)組的容量、運(yùn)行特性等因素，使得在同一水情條件下，

29、以同機(jī)組的容量、運(yùn)行特性等因素，使得在同一水情條件下，以同樣的功率發(fā)電時，所消耗的水量有所不同。因此，應(yīng)綜合考慮樣的功率發(fā)電時，所消耗的水量有所不同。因此，應(yīng)綜合考慮水情、機(jī)組容量、機(jī)組不可運(yùn)行區(qū)（汽蝕區(qū)、振動區(qū)）、機(jī)組水情、機(jī)組容量、機(jī)組不可運(yùn)行區(qū)（汽蝕區(qū)、振動區(qū)）、機(jī)組耗量特性、運(yùn)行工況等多方面因素，進(jìn)行水電廠的自動發(fā)電控耗量特性、運(yùn)行工況等多方面因素，進(jìn)行水電廠的自動發(fā)電控制，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。制，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。 當(dāng)系統(tǒng)調(diào)度人員或水電廠運(yùn)行人員根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)負(fù)荷情況給當(dāng)系統(tǒng)調(diào)度人員或水電廠運(yùn)行人員根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)負(fù)荷情況給定了電廠的出力后，如何分配該值于電廠內(nèi)參加定了電廠的出力后，如何

30、分配該值于電廠內(nèi)參加AGC機(jī)組間就機(jī)組間就成為成為AGC所考慮的問題。所考慮的問題。 實際當(dāng)中，水輪發(fā)電機(jī)組的出力增大，其消耗的水量也增實際當(dāng)中，水輪發(fā)電機(jī)組的出力增大，其消耗的水量也增大，這就是水輪發(fā)電機(jī)組的水耗量特性，如圖：大，這就是水輪發(fā)電機(jī)組的水耗量特性，如圖：第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 27 圖中圖中S點(diǎn)表示水輪機(jī)組出力為點(diǎn)表示水輪機(jī)組出力為P Ps s時，耗水量為時，耗水量為Q Qs s，而，而S點(diǎn)的點(diǎn)的切線斜率則表示了水輪機(jī)在出力切線斜率則表示了水輪機(jī)在出力P Ps s處，增減單位功率時，耗水處，增減單位功率時，耗水量的增加情況即量的增加

31、情況即 就是通常所說的水耗量微增率。就是通常所說的水耗量微增率。ssPQ第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 28 實際當(dāng)中，水輪機(jī)組的耗量特性是一條凹形向上曲線，所實際當(dāng)中，水輪機(jī)組的耗量特性是一條凹形向上曲線，所以各點(diǎn)的切線斜率是一個遞增的曲線，如下圖：以各點(diǎn)的切線斜率是一個遞增的曲線，如下圖：第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 29假設(shè)某水電廠中有兩臺機(jī)組，其水耗量微增率曲線如下假設(shè)某水電廠中有兩臺機(jī)組，其水耗量微增率曲線如下： 第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 30 當(dāng)給定的全站出力為

32、當(dāng)給定的全站出力為P PL L時，且時，且 當(dāng)兩臺水輪機(jī)的水耗量微增率當(dāng)兩臺水輪機(jī)的水耗量微增率 時，此時的水耗量時，此時的水耗量最少。最少。 若若P P1 1減少出力減少出力PP（很?。?，（很?。?，P P2 2增加出力增加出力PP。 整個電廠出力雖然仍為整個電廠出力雖然仍為 水輪機(jī)水輪機(jī)1 1可以減少耗水量可以減少耗水量 為梯形的面積為梯形的面積 21PPPs212121PPPPPPP1)1(PPPba第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 31)(21)1(1(21PPPbPaPSdec水輪機(jī)水輪機(jī)2由于出力增加，耗水量也將增加為梯形由于出力增加，耗水量也將增

33、加為梯形 面積面積)(21)2(2(21 PPPbPaPSinc2)2(PPPba 第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 32 由于由于 （顯然），可以肯定（顯然），可以肯定 ，即全站的耗，即全站的耗水量由于水輪機(jī)運(yùn)行方式的改變而增加。而耗水量最少水量由于水輪機(jī)運(yùn)行方式的改變而增加。而耗水量最少的運(yùn)行點(diǎn)，則發(fā)生在的運(yùn)行點(diǎn)，則發(fā)生在 ，即各臺機(jī)組的耗量微，即各臺機(jī)組的耗量微增率正當(dāng)相等時。增率正當(dāng)相等時。 上述解釋只是粗略地說明，除此之外，實際的上述解釋只是粗略地說明，除此之外，實際的AGCAGC當(dāng)中還應(yīng)考慮水輪機(jī)的不可運(yùn)行區(qū)（汽蝕區(qū)、振動區(qū)）當(dāng)中還應(yīng)考慮水輪機(jī)的

34、不可運(yùn)行區(qū)（汽蝕區(qū)、振動區(qū)）、容量限制等。、容量限制等。第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） decincSSPPP 2133第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 2.4 2.4 機(jī)組開停機(jī)策略機(jī)組開停機(jī)策略水電廠水電廠AGC有功分配值有功分配值PAGC可表示為：可表示為： PAGC = PsPAGC Ps表示全廠有功設(shè)定值；表示全廠有功設(shè)定值；PAGC表示全廠未參加表示全廠未參加AGC機(jī)組的實機(jī)組的實發(fā)有功總和。發(fā)有功總和。2.4.1 2.4.1 機(jī)組開機(jī)算法機(jī)組開機(jī)算法1、理論開機(jī)條件：、理論開機(jī)條件：PAGC+PbPT式中式

35、中 Pb表示全廠的旋轉(zhuǎn)備用容量；表示全廠的旋轉(zhuǎn)備用容量；PT表示全廠參加表示全廠參加AGC且且處于發(fā)電態(tài)機(jī)組的可調(diào)節(jié)容量。處于發(fā)電態(tài)機(jī)組的可調(diào)節(jié)容量。2、理論開機(jī)臺數(shù)：、理論開機(jī)臺數(shù)：Nk = (PAGC+Pb - PT)/Pm + 1式中式中 Nk為理論開機(jī)臺數(shù)；為理論開機(jī)臺數(shù)； P Pm m 為單機(jī)最大容量。為單機(jī)最大容量。 34第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 2.4.2 2.4.2 機(jī)組停機(jī)算法機(jī)組停機(jī)算法1、理論停機(jī)條件：、理論停機(jī)條件：PT （PAGC+Pb） Pm 2 2、理論停機(jī)臺數(shù)：、理論停機(jī)臺數(shù)：N Nt t = (= (PT (PAGC

36、+Pb)/Pm 式中式中 N Nt t為理論停機(jī)臺數(shù)。為理論停機(jī)臺數(shù)。2.4.3 2.4.3 避免機(jī)組頻繁起停的措施避免機(jī)組頻繁起停的措施1 1、在理論開停機(jī)臺數(shù)對應(yīng)的調(diào)節(jié)范圍兩側(cè)設(shè)置覆蓋區(qū)。如果、在理論開停機(jī)臺數(shù)對應(yīng)的調(diào)節(jié)范圍兩側(cè)設(shè)置覆蓋區(qū)。如果電廠需要增加有功，則只有等電廠需發(fā)功率比理論開機(jī)臺數(shù)電廠需要增加有功，則只有等電廠需發(fā)功率比理論開機(jī)臺數(shù)-1-1對對應(yīng)的最大出力和原最大出力之和大于某一定值時才按理論開機(jī)臺應(yīng)的最大出力和原最大出力之和大于某一定值時才按理論開機(jī)臺數(shù)開機(jī)，否則按理論開機(jī)臺數(shù)數(shù)開機(jī)，否則按理論開機(jī)臺數(shù)-1-1開機(jī)；如果電站需要減少功率，開機(jī)；如果電站需要減少功率，則只有等

37、電站需發(fā)功率比原最大出力減掉理論停機(jī)臺數(shù)對應(yīng)的最則只有等電站需發(fā)功率比原最大出力減掉理論停機(jī)臺數(shù)對應(yīng)的最大出力的差值小某一定值才按理論停機(jī)臺數(shù)停機(jī)，否則，按理論大出力的差值小某一定值才按理論停機(jī)臺數(shù)停機(jī)，否則，按理論停機(jī)臺數(shù)停機(jī)臺數(shù)-1-1停機(jī)。停機(jī)。 35第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 2.4.3 2.4.3 避免機(jī)組頻繁起停的措施避免機(jī)組頻繁起停的措施2 2、考慮電廠負(fù)荷變化趨勢，盡量避免剛開不久的機(jī)組又馬上、考慮電廠負(fù)荷變化趨勢，盡量避免剛開不久的機(jī)組又馬上安排停機(jī)，或停下的機(jī)組又馬上安排開機(jī)。根據(jù)預(yù)測的負(fù)荷曲線安排停機(jī)，或停下的機(jī)組又馬上安排開機(jī)。

38、根據(jù)預(yù)測的負(fù)荷曲線計算下一時段的各類機(jī)組的最佳運(yùn)行機(jī)組數(shù)，然后比較目前已經(jīng)計算下一時段的各類機(jī)組的最佳運(yùn)行機(jī)組數(shù)，然后比較目前已經(jīng)運(yùn)行的機(jī)組臺數(shù)、本時段需要運(yùn)行的最佳運(yùn)行機(jī)組臺數(shù)和下一時運(yùn)行的機(jī)組臺數(shù)、本時段需要運(yùn)行的最佳運(yùn)行機(jī)組臺數(shù)和下一時段應(yīng)運(yùn)行的最佳運(yùn)行機(jī)組臺數(shù)。如果發(fā)現(xiàn)本時段有機(jī)組要停機(jī)而段應(yīng)運(yùn)行的最佳運(yùn)行機(jī)組臺數(shù)。如果發(fā)現(xiàn)本時段有機(jī)組要停機(jī)而下一時段又有機(jī)組要開機(jī)時，則本時段的最佳運(yùn)行機(jī)組臺數(shù)就等下一時段又有機(jī)組要開機(jī)時，則本時段的最佳運(yùn)行機(jī)組臺數(shù)就等于下一時段的最佳運(yùn)行機(jī)組臺數(shù)。于下一時段的最佳運(yùn)行機(jī)組臺數(shù)。362.4.4 2.4.4 機(jī)組啟停順序遵循的原則機(jī)組啟停順序遵循的原則人

39、工設(shè)定的優(yōu)先級。人工設(shè)定的優(yōu)先級。機(jī)組開機(jī)機(jī)組開機(jī)/ /停機(jī)時間和總開機(jī)停機(jī)時間和總開機(jī)/ /停機(jī)累計時間的長短。例如該停機(jī)累計時間的長短。例如該次停機(jī)時間長的機(jī)組先開，或累計開機(jī)時間長的先停。次停機(jī)時間長的機(jī)組先開，或累計開機(jī)時間長的先停。最短停機(jī)或開機(jī)限制。例如機(jī)組停機(jī)后的最短停機(jī)時間為最短停機(jī)或開機(jī)限制。例如機(jī)組停機(jī)后的最短停機(jī)時間為3030分鐘，小于分鐘，小于3030分鐘不得開機(jī)。又如機(jī)組最短開機(jī)時間為分鐘不得開機(jī)。又如機(jī)組最短開機(jī)時間為3030分分鐘，小于鐘，小于3030分鐘不得停機(jī)。分鐘不得停機(jī)。4 4）廠用電要求和主變中性點(diǎn)接地的要求。）廠用電要求和主變中性點(diǎn)接地的要求。5 5）

40、開機(jī)或停機(jī)失敗的機(jī)組的優(yōu)先級自動下降。）開機(jī)或停機(jī)失敗的機(jī)組的優(yōu)先級自動下降。 機(jī)組的啟停優(yōu)先順序是根據(jù)上述原則綜合計算得到的，機(jī)組的啟停優(yōu)先順序是根據(jù)上述原則綜合計算得到的，若想按照人工設(shè)定的優(yōu)先順序控制機(jī)組啟停，可將人工設(shè)定若想按照人工設(shè)定的優(yōu)先順序控制機(jī)組啟停，可將人工設(shè)定的優(yōu)先系數(shù)增大，使其遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他因數(shù)的優(yōu)先系數(shù)，即機(jī)的優(yōu)先系數(shù)增大，使其遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他因數(shù)的優(yōu)先系數(shù)，即機(jī)組啟停順序只跟人工設(shè)定的優(yōu)先順序有關(guān)。組啟停順序只跟人工設(shè)定的優(yōu)先順序有關(guān)。 第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 37第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAG

41、C） 2.5 AGC運(yùn)行方式運(yùn)行方式2.5.1 投入投入/退出退出 機(jī)組機(jī)組AGCAGC功能投入意味著該臺機(jī)組參加功能投入意味著該臺機(jī)組參加AGCAGC，AGCAGC程序?qū)⑵溥M(jìn)程序?qū)⑵溥M(jìn)行負(fù)荷分配和啟停指導(dǎo)；行負(fù)荷分配和啟停指導(dǎo)； 機(jī)組機(jī)組AGCAGC功能退出意味著該臺機(jī)組不參加功能退出意味著該臺機(jī)組不參加AGCAGC，AGCAGC程序?qū)⑵涑绦驅(qū)⑵湟暈閹Ч潭ㄘ?fù)荷的機(jī)組，不對其進(jìn)行負(fù)荷分配和啟停指導(dǎo)。視為帶固定負(fù)荷的機(jī)組，不對其進(jìn)行負(fù)荷分配和啟停指導(dǎo)。 全廠全廠AGCAGC功能可人工投入功能可人工投入/ /退出，無機(jī)組參加退出，無機(jī)組參加AGCAGC時全廠時全廠AGCAGC自自動退出。動退出。

42、全廠全廠AGCAGC投入意味著啟動機(jī)組負(fù)荷分配和啟停指導(dǎo)功能；投入意味著啟動機(jī)組負(fù)荷分配和啟停指導(dǎo)功能； 全廠全廠AGCAGC退出意味著不啟動機(jī)組負(fù)荷分配和啟停指導(dǎo)功能。退出意味著不啟動機(jī)組負(fù)荷分配和啟停指導(dǎo)功能。38 2.5.2 AGC功能閉鎖條件功能閉鎖條件 全廠全廠AGC功能投入時，如下閉鎖條件之一被破壞，功能投入時，如下閉鎖條件之一被破壞，全廠全廠AGC退出，并報警、登錄。退出，并報警、登錄。 無機(jī)組參加無機(jī)組參加AGC； 系統(tǒng)頻率大于故障頻率上限或小于故障頻率下限；系統(tǒng)頻率大于故障頻率上限或小于故障頻率下限； 電廠有事故；電廠有事故； AGC控制權(quán)在遠(yuǎn)方時，主機(jī)與通訊機(jī)通訊故障或通訊

43、控制權(quán)在遠(yuǎn)方時，主機(jī)與通訊機(jī)通訊故障或通訊機(jī)與省調(diào)通訊故障機(jī)與省調(diào)通訊故障; 系統(tǒng)頻率測點(diǎn)品質(zhì)為壞系統(tǒng)頻率測點(diǎn)品質(zhì)為壞; AGC控制權(quán)在遠(yuǎn)方時，遠(yuǎn)方設(shè)定值品質(zhì)為壞。控制權(quán)在遠(yuǎn)方時，遠(yuǎn)方設(shè)定值品質(zhì)為壞。第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 39 2.5.2 AGC2.5.2 AGC功能閉鎖條件功能閉鎖條件 機(jī)組機(jī)組AGC功能投入時，如下閉鎖條件之一被破壞，功能投入時，如下閉鎖條件之一被破壞，則該機(jī)組則該機(jī)組AGC退出，并報警、登錄。退出，并報警、登錄。 機(jī)組水頭異常（包括大于水頭上限、小于水頭下限、機(jī)組水頭異常（包括大于水頭上限、小于水頭下限、水頭梯度變化過大）；

44、水頭梯度變化過大）； 機(jī)組處于發(fā)電態(tài)時，有功不可調(diào)；機(jī)組處于發(fā)電態(tài)時，有功不可調(diào)； LCU故障；故障； 有功功率等邏輯源測點(diǎn)品質(zhì)為壞。有功功率等邏輯源測點(diǎn)品質(zhì)為壞。第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 402.5.2 2.5.2 調(diào)功方式調(diào)功方式/ /調(diào)頻方式調(diào)頻方式 AGCAGC調(diào)節(jié)模式有調(diào)功方式和調(diào)頻方式，調(diào)節(jié)模式有調(diào)功方式和調(diào)頻方式，AGCAGC調(diào)功方式下，全調(diào)功方式下，全 廠給定值設(shè)值方式有曲線和定值二種方式。廠給定值設(shè)值方式有曲線和定值二種方式。2.5.2.1 2.5.2.1 曲線方式曲線方式 當(dāng)給值方式設(shè)置為當(dāng)給值方式設(shè)置為“曲線曲線”時，全廠給定負(fù)

45、荷跟蹤設(shè)定曲時，全廠給定負(fù)荷跟蹤設(shè)定曲線的當(dāng)前時刻值。線的當(dāng)前時刻值。 由梯調(diào)給定或由運(yùn)行人員設(shè)定日負(fù)荷曲線，由梯調(diào)給定或由運(yùn)行人員設(shè)定日負(fù)荷曲線，AGCAGC以日負(fù)荷以日負(fù)荷曲線當(dāng)前時刻的功率作為全廠有功負(fù)荷的設(shè)定值，進(jìn)行全廠有曲線當(dāng)前時刻的功率作為全廠有功負(fù)荷的設(shè)定值，進(jìn)行全廠有功控制。功控制。第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 41在系統(tǒng)頻率正常的情況下：在系統(tǒng)頻率正常的情況下：不參加：不參加AGCAGC機(jī)組的實發(fā)有功總和機(jī)組的實發(fā)有功總和：負(fù)荷曲線設(shè)定的全廠總負(fù)荷：負(fù)荷曲線設(shè)定的全廠總負(fù)荷在系統(tǒng)頻率越過緊急調(diào)頻區(qū)段時在系統(tǒng)頻率越過緊急調(diào)頻區(qū)段時:當(dāng)前時

46、刻全廠有功實發(fā)值當(dāng)前時刻全廠有功實發(fā)值:系統(tǒng)頻率與標(biāo)準(zhǔn)頻率的偏差系統(tǒng)頻率與標(biāo)準(zhǔn)頻率的偏差:緊急調(diào)頻系數(shù)緊急調(diào)頻系數(shù)AGCCURVESETAGCSETPPPAGCpCURVESETPAGCfEACTAGCSETPfKPPACTPffEK第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 422.5.2.2 2.5.2.2 定值方式定值方式 有時難以預(yù)測未來的負(fù)荷情況，不能提供日負(fù)荷曲線，通有時難以預(yù)測未來的負(fù)荷情況，不能提供日負(fù)荷曲線，通常是隨時接收梯調(diào)的負(fù)荷調(diào)度指令，調(diào)整總負(fù)荷，因此常是隨時接收梯調(diào)的負(fù)荷調(diào)度指令，調(diào)整總負(fù)荷，因此AGCAGC提供提供給定全廠負(fù)荷的調(diào)節(jié)全廠有功

47、方式。給定全廠負(fù)荷的調(diào)節(jié)全廠有功方式。 AGCAGC可以通過梯調(diào)直接給定負(fù)荷或由運(yùn)行人員接收梯調(diào)負(fù)荷可以通過梯調(diào)直接給定負(fù)荷或由運(yùn)行人員接收梯調(diào)負(fù)荷指令設(shè)置指令設(shè)置AGCAGC畫面的負(fù)荷。同樣，畫面的負(fù)荷。同樣，AGCAGC可以通過上述兩種方式設(shè)可以通過上述兩種方式設(shè)定當(dāng)前時刻全廠總負(fù)荷。定當(dāng)前時刻全廠總負(fù)荷。AGCAGC控制的功率為：控制的功率為：給定的全廠總負(fù)荷：給定的全廠總負(fù)荷：不參加：不參加AGCAGC運(yùn)行機(jī)組的實發(fā)總有功運(yùn)行機(jī)組的實發(fā)總有功AGCSETAGCPPPSETPAGCP第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 43如果系統(tǒng)頻率在這種運(yùn)行方式下越過

48、緊急頻率的上如果系統(tǒng)頻率在這種運(yùn)行方式下越過緊急頻率的上/ /下限：下限：當(dāng)前時刻全廠實發(fā)有功：當(dāng)前時刻全廠實發(fā)有功：緊急調(diào)頻系數(shù)：緊急調(diào)頻系數(shù)AGCfEACTAGCPfKPPACTPfEK第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 442.5.2.3 2.5.2.3 調(diào)頻方式調(diào)頻方式 對于某些調(diào)頻電廠，設(shè)立調(diào)頻功能，該功能隨時監(jiān)視母線對于某些調(diào)頻電廠，設(shè)立調(diào)頻功能，該功能隨時監(jiān)視母線頻率，而不保證全廠總有功。當(dāng)頻率超出正常調(diào)頻區(qū)段時，頻率，而不保證全廠總有功。當(dāng)頻率超出正常調(diào)頻區(qū)段時，AGCAGC按按K KfEfEf f增減參加增減參加AGCAGC機(jī)組的負(fù)荷，直至系

49、統(tǒng)頻率重新回到正常機(jī)組的負(fù)荷，直至系統(tǒng)頻率重新回到正常調(diào)頻區(qū)段，或者參加調(diào)頻區(qū)段，或者參加AGCAGC機(jī)組負(fù)荷到達(dá)當(dāng)前水頭下負(fù)荷上下限值機(jī)組負(fù)荷到達(dá)當(dāng)前水頭下負(fù)荷上下限值為止，頻率正常區(qū)段可以由運(yùn)行人員在為止，頻率正常區(qū)段可以由運(yùn)行人員在AGCAGC控制畫面或數(shù)據(jù)庫中控制畫面或數(shù)據(jù)庫中設(shè)定。設(shè)定。當(dāng)頻率當(dāng)頻率f f 位于正常調(diào)頻區(qū)段時：位于正常調(diào)頻區(qū)段時：當(dāng)頻率當(dāng)頻率f f 越過正常調(diào)頻區(qū)段時：越過正常調(diào)頻區(qū)段時：AGCfEACTAGCPfKPP第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） AGCfNACTAGCPfKPP452.5.3 2.5.3 調(diào)節(jié)開環(huán)調(diào)節(jié)開環(huán)/

50、/閉環(huán)閉環(huán) 開環(huán)方式下，開環(huán)方式下，AGCAGC程序僅給出參加程序僅給出參加AGCAGC機(jī)組負(fù)荷分配指導(dǎo)，機(jī)組負(fù)荷分配指導(dǎo)，但不作為機(jī)組設(shè)定值，此時機(jī)組設(shè)定值仍由運(yùn)行人員給定。但不作為機(jī)組設(shè)定值，此時機(jī)組設(shè)定值仍由運(yùn)行人員給定。 閉環(huán)方式下，閉環(huán)方式下，AGCAGC程序給出參加程序給出參加AGCAGC機(jī)組有功設(shè)定值，通過機(jī)組有功設(shè)定值，通過LCULCU作用至機(jī)組執(zhí)行。此時機(jī)組設(shè)定值跟蹤作用至機(jī)組執(zhí)行。此時機(jī)組設(shè)定值跟蹤AGCAGC設(shè)定值。設(shè)定值。2.5.4 2.5.4 控制開環(huán)控制開環(huán)/ /閉環(huán)閉環(huán) 開環(huán)方式下，開環(huán)方式下，AGCAGC程序僅給出參加程序僅給出參加AGCAGC機(jī)組的啟機(jī)組的啟/

51、 /停指導(dǎo)，停指導(dǎo)，不會啟動機(jī)組啟不會啟動機(jī)組啟/ /停順控流程，此時機(jī)組起停運(yùn)行人員人工完停順控流程，此時機(jī)組起停運(yùn)行人員人工完成；成； 閉環(huán)方式下，閉環(huán)方式下，AGCAGC程序給出參加程序給出參加AGCAGC機(jī)組的啟機(jī)組的啟/ /停指導(dǎo)，同停指導(dǎo)，同時自動啟動機(jī)組啟時自動啟動機(jī)組啟/ /停順控流程并自動執(zhí)行流程，人工無法中停順控流程并自動執(zhí)行流程，人工無法中止流程執(zhí)行，此時機(jī)組啟停無需運(yùn)行人員操作。止流程執(zhí)行，此時機(jī)組啟停無需運(yùn)行人員操作。第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 462.5.5 2.5.5 控制權(quán)遠(yuǎn)方控制權(quán)遠(yuǎn)方/ /當(dāng)?shù)禺?dāng)?shù)?控制權(quán)設(shè)置為遠(yuǎn)方時

52、，此時遠(yuǎn)方開停機(jī)令和遠(yuǎn)方全廠有功控制權(quán)設(shè)置為遠(yuǎn)方時，此時遠(yuǎn)方開停機(jī)令和遠(yuǎn)方全廠有功設(shè)定值均有效，電站現(xiàn)地人工開停機(jī)和全廠有功設(shè)定值無效設(shè)定值均有效，電站現(xiàn)地人工開停機(jī)和全廠有功設(shè)定值無效; ; 控制權(quán)設(shè)置為當(dāng)?shù)貢r，此時遠(yuǎn)方開停機(jī)令和遠(yuǎn)方全廠有功控制權(quán)設(shè)置為當(dāng)?shù)貢r，此時遠(yuǎn)方開停機(jī)令和遠(yuǎn)方全廠有功設(shè)定值均無效，電站現(xiàn)地開停機(jī)和全廠有功設(shè)定值有效。設(shè)定值均無效，電站現(xiàn)地開停機(jī)和全廠有功設(shè)定值有效。第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 47 AGC AGC有關(guān)參數(shù)可根據(jù)各電廠的情況在有關(guān)參數(shù)可根據(jù)各電廠的情況在AGCAGC組態(tài)界面中組態(tài)，還可組態(tài)界面中組態(tài)，還可以根據(jù)當(dāng)

53、時實際運(yùn)行條件，在以根據(jù)當(dāng)時實際運(yùn)行條件，在AGCAGC控制畫面上在線修改?？刂飘嬅嫔显诰€修改。遠(yuǎn)方有功設(shè)值上限遠(yuǎn)方有功設(shè)值上限: : 85.8 85.8 MWMW；遠(yuǎn)方有功設(shè)值下限遠(yuǎn)方有功設(shè)值下限: : 15 15 MWMW；遠(yuǎn)方有功設(shè)值與實發(fā)值的差值限值遠(yuǎn)方有功設(shè)值與實發(fā)值的差值限值: : 85.8 85.8 MWMW； 當(dāng)?shù)赜泄υO(shè)值與實發(fā)值的差值限值當(dāng)?shù)赜泄υO(shè)值與實發(fā)值的差值限值: : 20 20 MWMW；相鄰兩次遠(yuǎn)方有功設(shè)值的梯度限值相鄰兩次遠(yuǎn)方有功設(shè)值的梯度限值: : 85.8 85.8 MWMW；全廠有功功率的旋轉(zhuǎn)備用容量全廠有功功率的旋轉(zhuǎn)備用容量: : 0 0 MWMW；有功設(shè)

54、值死區(qū)有功設(shè)值死區(qū): : 2 2 MWMW； 全廠有功功率的調(diào)整死區(qū)全廠有功功率的調(diào)整死區(qū): : 5 5 MWMW；最大水頭：最大水頭： 102.5102.5m m； 最小水頭：最小水頭： 101.1101.1m m；第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 48AGCAGC停機(jī)預(yù)計負(fù)荷時間停機(jī)預(yù)計負(fù)荷時間: : 1 1 h h； AGCAGC開機(jī)預(yù)計負(fù)荷時間開機(jī)預(yù)計負(fù)荷時間: : 1 1 h h； 自動開停機(jī)向上覆蓋面積自動開停機(jī)向上覆蓋面積: : 5 5 MWMW； 自動開停機(jī)向下覆蓋面積自動開停機(jī)向下覆蓋面積: : 5 5 MWMW；最短開機(jī)時間最短開機(jī)時間:

55、 : 0.5 0.5 h h；最短停機(jī)時間最短停機(jī)時間: : 0.5 0.5 h h；開機(jī)等待時間：開機(jī)等待時間： 0.2 0.2 h h；停機(jī)等待時間：停機(jī)等待時間： 0.4 0.4 h h； 單機(jī)最大出力：單機(jī)最大出力： 28.6 28.6 MwMw； 單機(jī)最小出力：單機(jī)最小出力： 15 15 MwMw； 第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 49系統(tǒng)頻率在正常范圍內(nèi)的調(diào)頻系數(shù)系統(tǒng)頻率在正常范圍內(nèi)的調(diào)頻系數(shù): : 100 100 MW/HzMW/Hz； 系統(tǒng)頻率正常范圍的高限系統(tǒng)頻率正常范圍的高限: : 50.1 50.1 HzHz； 系統(tǒng)頻率正常范圍的低限

56、系統(tǒng)頻率正常范圍的低限: : 49.9 49.9 HzHz； 系統(tǒng)頻率在緊急狀態(tài)時的調(diào)頻系數(shù)系統(tǒng)頻率在緊急狀態(tài)時的調(diào)頻系數(shù): : 200 200 MW/HzMW/Hz； 系統(tǒng)頻率處于緊急頻率范圍的高限系統(tǒng)頻率處于緊急頻率范圍的高限: : 50.2 50.2 HzHz； 系統(tǒng)頻率處于緊急頻率范圍的低限系統(tǒng)頻率處于緊急頻率范圍的低限: : 49.8 49.8 HzHz； 系統(tǒng)故障頻率高限系統(tǒng)故障頻率高限: : 50.5 50.5 HzHz； 系統(tǒng)故障頻率低限系統(tǒng)故障頻率低限: : 49.5 49.5 HzHz；第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 50 2.6 2.

57、6 工程問題工程問題 2.6.1 2.6.1 關(guān)于目標(biāo)函數(shù)關(guān)于目標(biāo)函數(shù) 水電廠的總耗水量最少，應(yīng)該說這只是一個總的原則，水電廠的總耗水量最少，應(yīng)該說這只是一個總的原則，對于各種實際情況，還會有各種變化或修正，例如在汛期時，對于各種實際情況，還會有各種變化或修正，例如在汛期時，實際目標(biāo)函數(shù)可考慮為：在給定可用水量的情況下，使水電實際目標(biāo)函數(shù)可考慮為：在給定可用水量的情況下，使水電廠的總發(fā)電量最大。對于水火電聯(lián)合調(diào)度的系統(tǒng)，應(yīng)在一定廠的總發(fā)電量最大。對于水火電聯(lián)合調(diào)度的系統(tǒng)，應(yīng)在一定可用水量的條件下，滿足聯(lián)合調(diào)度確定的發(fā)電任務(wù)，并且使可用水量的條件下，滿足聯(lián)合調(diào)度確定的發(fā)電任務(wù)，并且使系統(tǒng)的總煤耗

58、最小。對于調(diào)峰、調(diào)頻和承擔(dān)緊急事故備用及系統(tǒng)的總煤耗最小。對于調(diào)峰、調(diào)頻和承擔(dān)緊急事故備用及沖擊負(fù)荷的水電廠，則必須犧牲該水電廠的部分自身經(jīng)濟(jì)效沖擊負(fù)荷的水電廠，則必須犧牲該水電廠的部分自身經(jīng)濟(jì)效益而確保整個電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)和安全效益，如整個電力系統(tǒng)益而確保整個電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)和安全效益，如整個電力系統(tǒng)的發(fā)電量最大及停電時間和停電范圍最小。此外還需考慮長的發(fā)電量最大及停電時間和停電范圍最小。此外還需考慮長輸電線的線損和多機(jī)組電站不同機(jī)組工作水頭的差異等問題，輸電線的線損和多機(jī)組電站不同機(jī)組工作水頭的差異等問題，如葛洲壩電廠左、右岸水頭的最大差值可達(dá)如葛洲壩電廠左、右岸水頭的最大差值可達(dá)1212米。

59、米。第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 512.6.2 負(fù)荷調(diào)整與避開振動區(qū)問題負(fù)荷調(diào)整與避開振動區(qū)問題 水電廠水電廠AGCAGC在實現(xiàn)機(jī)組負(fù)荷優(yōu)化分配時，應(yīng)特別注意機(jī)組啟在實現(xiàn)機(jī)組負(fù)荷優(yōu)化分配時，應(yīng)特別注意機(jī)組啟停條件下的負(fù)荷轉(zhuǎn)移、分配以及避免由于設(shè)定值的小波動而引起停條件下的負(fù)荷轉(zhuǎn)移、分配以及避免由于設(shè)定值的小波動而引起機(jī)組負(fù)荷的頻繁調(diào)節(jié)等，也就是說，機(jī)組負(fù)荷的頻繁調(diào)節(jié)等，也就是說，AGCAGC應(yīng)盡可能地保證全廠負(fù)應(yīng)盡可能地保證全廠負(fù)荷以最快的速度平穩(wěn)地逼近系統(tǒng)設(shè)定值。另外，在工程實際中，荷以最快的速度平穩(wěn)地逼近系統(tǒng)設(shè)定值。另外，在工程實際中，因不同機(jī)組功

60、率調(diào)節(jié)特性及調(diào)節(jié)時間不同，需特別考慮調(diào)節(jié)時間因不同機(jī)組功率調(diào)節(jié)特性及調(diào)節(jié)時間不同，需特別考慮調(diào)節(jié)時間長的機(jī)組，負(fù)荷平衡條件下機(jī)組負(fù)荷的轉(zhuǎn)移，以及快速負(fù)荷調(diào)節(jié)長的機(jī)組，負(fù)荷平衡條件下機(jī)組負(fù)荷的轉(zhuǎn)移，以及快速負(fù)荷調(diào)節(jié)時全廠總功率的波動和響應(yīng)時間等。時全廠總功率的波動和響應(yīng)時間等。 第二章第二章 水電廠自動發(fā)電控制（水電廠自動發(fā)電控制（AGCAGC） 52 在發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷控制中，經(jīng)常會碰到不可運(yùn)行區(qū)，即水輪在發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷控制中，經(jīng)常會碰到不可運(yùn)行區(qū)，即水輪機(jī)的振動、汽蝕區(qū)等問題，個別機(jī)組的振動區(qū)甚至出現(xiàn)在機(jī)組的機(jī)的振動、汽蝕區(qū)等問題，個別機(jī)組的振動區(qū)甚至出現(xiàn)在機(jī)組的高效率區(qū)，廠內(nèi)躲避振動區(qū)可根據(jù)