天生橋AGCAVC軟件開(kāi)發(fā)詳細(xì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)2 (一)

項(xiàng)目編號(hào)：

天二廠AGCAVC運(yùn)行軟件開(kāi)發(fā)

詳細(xì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

Version:2.0

項(xiàng)目承擔(dān)部n：水電廠監(jiān)控事業(yè)部

撰寫(xiě)人（簽名）：朱華

完成日期：2011年7月24日

本文檔使用部門(mén)：■主管領(lǐng)導(dǎo)■項(xiàng)目組

□客戶（市場(chǎng)）□維護(hù)人員□用戶

評(píng)審負(fù)責(zé)人（簽名）：

評(píng)審日期：

南京南瑞集團(tuán)公司

水利水電技術(shù)分公司

目錄

第一章引言........................................................3

1.1編寫(xiě)目的......................................................3

1.2背景..........................................................3

1.3定義..........................................................3

1.4參考資料......................................................3

第二章程序介紹....................................................4

2.1程序結(jié)構(gòu)......................................................4

2.2模塊介紹......................................................5

2.2.7計(jì)算模塊...................................................5

2.2.2分配模塊...................................................5

第三章總體結(jié)構(gòu)....................................................6

第四章文件定義....................................................7

4.1系統(tǒng)文件......................................................8

4.2缺省參數(shù)文件.................................................8

4.2.2缺省AGCAVC機(jī)組參數(shù)......................................9

4.2.3缺省AGC/WC電站輸入、輸出參數(shù)............................9

4.2.4缺省AGCAVC機(jī)組輸入、輸出參數(shù)...........................10

4.3AGCAVC生成的工程文件定義..................................10

4.3.1電站參數(shù)配置文件...........................................10

4.3.2電站輸入、輸出參數(shù)配置文件.................................10

4.3.3機(jī)組參數(shù)配置文件..........................................11

4.3.4機(jī)組輸入、輸出參數(shù)配置文件................................11

第五章參數(shù)傳遞方式...............................................12

第六章人機(jī)接口..................................................14

6.1組態(tài)界面......................................................14

62調(diào)試界面......................................................15

6.3運(yùn)行界面......................................................15

第七章天二廠AGCAVC數(shù)學(xué)模型...................................17

7.1目標(biāo)函數(shù).....................................................18

7.2約束條件.....................................................18

7.3求解算法.....................................................19

7.3.1閉鎖容量計(jì)算..............................................21

7.3.27點(diǎn)模型計(jì)算...............................................21

7.3.3AGC負(fù)荷分策略...........................................22

7.3.4負(fù)荷分配校核..............................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

7.3.5/WC控制策略.............................................23

第一章引言

1J編寫(xiě)目的

本說(shuō)明書(shū)確定系統(tǒng)的詳細(xì)功能模塊和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，為下階段開(kāi)發(fā)工作提供依

據(jù)。

1.2背景

軟件系統(tǒng)的名稱：天生橋AGCAVC運(yùn)行軟件

本項(xiàng)目的任務(wù)提出者：

本項(xiàng)目的任務(wù)開(kāi)發(fā)者：

軟件系統(tǒng)的用戶：工程中心

1.3定義

AGCAVC(AutomaticGenerateControlandAutomaticVoltageControl)：自動(dòng)發(fā)電控

制和自動(dòng)電壓控制

1.4參考資料

AGCAVC維護(hù)手冊(cè)

NC2000計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)使用手冊(cè)(第三冊(cè)NC2000組態(tài)工具)

第二章程序介紹

2.1程序結(jié)構(gòu)

為了靈活地適應(yīng)天生橋水電廠AGCAVC運(yùn)行管理的要求，agcavc核心計(jì)算程

序分為兩大模塊，分別是數(shù)據(jù)采集計(jì)算模塊、有、無(wú)功負(fù)荷實(shí)時(shí)分配模塊。

agcavc的兩個(gè)模塊可分別完成不同類型的調(diào)度，組成一個(gè)完整的有機(jī)整體。

由于天生橋水力發(fā)電總廠

agcavc各模塊間關(guān)系見(jiàn)圖k

圖1agcavc各模塊邏輯關(guān)系示意圖

2.2模塊介紹

2.2.1計(jì)算模塊

功能：從nc2000應(yīng)用界面讀取數(shù)據(jù)，從邏輯源得到數(shù)據(jù)，從組播得到數(shù)據(jù)。

通過(guò)邏輯運(yùn)算和線性插值得到分配模塊需要的各類參數(shù)。

運(yùn)行條件：agcavc進(jìn)程啟動(dòng)且運(yùn)行正常。

2.2.2分配模塊

功能：根據(jù)計(jì)算模塊得出的各類參數(shù)，綜合判斷，按照一定分配原則和閉鎖

關(guān)系完成有功負(fù)荷頻率控制和無(wú)功電壓控制功能。

運(yùn)行條件：1.電站AGC、AVC功能投入2.閉環(huán)控制3.各機(jī)組有功、無(wú)功可

調(diào)0

第三章總體結(jié)構(gòu)

AGCAVC程序包包含了AGCAVC核心進(jìn)程agcavc,服務(wù)器端AGCAVC加

載程序、AGCAVC組態(tài)界面、AGCAVC調(diào)試界面、AGCAVC客戶端加載及接口

程序等。其工作流程如圖2所示：

圖2AGCAVC程序工作流程圖

第四章文件定義

AGCAVC程序作為與NC2000相對(duì)獨(dú)立的一個(gè)系統(tǒng)，有其自身的完整的文

件體系，以確保AGCAVC程序組態(tài)、調(diào)試及運(yùn)行的靈活性。

AGCAVC相關(guān)的文件共分為三大類。第一類為系統(tǒng)文件，指定當(dāng)前使用的

工程及缺省的AGCAVC模塊。第二類為缺省參數(shù)文件，主要存放參數(shù)的名稱及

類型，用于數(shù)據(jù)組播及供JAVA側(cè)生成組態(tài)界面、調(diào)試參數(shù)及動(dòng)態(tài)連接列表。第

三類為工程配置文件，主要存放工程相應(yīng)參數(shù)的值，供C側(cè)程序讀入計(jì)算參數(shù)。

AGCAVC計(jì)算時(shí)使用的參數(shù)可分為兩類。第一類為非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，反映電廠

的基本特性的數(shù)據(jù)，如各水電廠機(jī)組臺(tái)數(shù)等，這類數(shù)據(jù)原則上不變化。第二類為

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，該類型又可細(xì)分為兩類。一類是運(yùn)行過(guò)程中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，如各機(jī)組當(dāng)

前水位、當(dāng)前出力等，這類數(shù)據(jù)特點(diǎn)是實(shí)時(shí)變化。另一類是控制程序運(yùn)行方式、

模型選擇的參數(shù)，如AGCAVC投退、調(diào)度目標(biāo)等，這類數(shù)據(jù)由運(yùn)行人員人工給

定。針對(duì)這三種類型參數(shù)的特點(diǎn)，采用各自合適的參數(shù)輸入方法。對(duì)第一類數(shù)據(jù)

采用組態(tài)文件輸入，對(duì)第二類數(shù)據(jù)采用邏輯源方式輸入，對(duì)第三類數(shù)據(jù)采用畫(huà)面

給定的方式。其中邏輯源方式輸入也必須采用文件的方式存放邏輯源信息。因此

工程配置文件主要分為常規(guī)配置文件和輸入輸出配置文件。

非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)

輸入、輸出參數(shù)

常規(guī)參數(shù)、運(yùn)行控制參數(shù)

缺省參數(shù)age_plant_arg,propertiesage_plant_input_perties

age_jz_perties

文件age_jz_input_arg,properties

參數(shù)類型

常規(guī)參數(shù)

AGCAVCPRJNAME_perties運(yùn)行控輸入、輸出參數(shù)

工程配置AGCAVCPRJNAME_機(jī)組號(hào)制參數(shù)AGCAVCPRJNAME_input_perties

文件_Jz__perties人機(jī)界AGOWCPRJNAMEjfl組號(hào)

參數(shù)值面輸入_Jz3nput_perties

注：灰色表格部分為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)

4.1系統(tǒng)文件

4.1.1工程文件

目錄：data/resource

文件名稱：strategy

文件內(nèi)容描述：工程別名，用來(lái)確定當(dāng)前使用的工程

文件內(nèi)容舉例：tsq

4.1.2缺省AGCAVC功能塊名稱

目錄：data/resource

文件名稱：perties

文件內(nèi)容描述：文件中可以有多個(gè)功能塊，每個(gè)功能塊有兩個(gè)描述，前面是中

文描述，后面是英文描述，以逗號(hào)分隔。該文件由AGCAVC組態(tài)界面自動(dòng)生成。

文件格式如下所示：

010(111161=天生橋水力發(fā)電總廠，tsq

AGCAVC組態(tài)時(shí)會(huì)根據(jù)這里定義的英文描述生成相應(yīng)的工程配置文件，故在本

文中將這里的英文描述定義為AGCAVCPRJNAME,后面將用到該名稱。

4.2缺省參數(shù)文件

4.2.1缺省AGCAVC電站參數(shù)

目錄：data/resource

文件名稱：agc_plant_perties

文件內(nèi)容描述：AGCAVC缺省的電站參數(shù)列表，該表作用如下：

服務(wù)器側(cè)的AGCAVC根據(jù)該表的定義將這些數(shù)據(jù)組播出來(lái)，供其他程序使用，

客戶端的接收程序根據(jù)該表內(nèi)容接收數(shù)據(jù)組播報(bào)文，同時(shí)根據(jù)該表內(nèi)容提供

AGCAVC的動(dòng)態(tài)連接功能，即AGCAVC數(shù)據(jù)庫(kù)中可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)連接的梯級(jí)測(cè)點(diǎn)

即由該配置表決定。AGCAVC調(diào)試界面中的梯級(jí)參數(shù)列表也是根據(jù)該表生成。

該表格式如下：

英文別名=中文描述:數(shù)據(jù)類型

其中如果數(shù)據(jù)類型為3表示該屬性是整型數(shù)

數(shù)據(jù)類型為5表示該屬性是浮點(diǎn)數(shù)

數(shù)據(jù)類型為8表示該屬性是字符串

數(shù)據(jù)類型為14表示該屬性是曲線類型，288點(diǎn)浮點(diǎn)數(shù)組

沒(méi)有數(shù)據(jù)類型（沒(méi)有：）表示缺省類型，為浮點(diǎn)類型

4.2.2缺省AGCAVC機(jī)組參數(shù)

目錄：data/resource

文件名稱：agc_jz_perties

文件內(nèi)容描述：AGCAVC缺省的電廠參數(shù)列表，該表作用如下：

服務(wù)器側(cè)的AGCAVC根據(jù)該表的定義將這些數(shù)據(jù)組播出來(lái)，供其他程序使用，

客戶端的接收程序根據(jù)該表內(nèi)容接收數(shù)據(jù)組播報(bào)文，同時(shí)根據(jù)該表內(nèi)容提供

AGCAVC的動(dòng)態(tài)連接功能，即AGCAVC數(shù)據(jù)庫(kù)中可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)連接的電廠測(cè)點(diǎn)

即由該配置表決定。AGCAVC調(diào)試界面中的機(jī)組參數(shù)列表也是根據(jù)該表生成。

該表格式如下：

英文別名=中文描述:數(shù)據(jù)類型

其中如果數(shù)據(jù)類型為3表示該屬性是整型數(shù)

數(shù)據(jù)類型為5表示該屬性是浮點(diǎn)數(shù)

數(shù)據(jù)類型為8表示該屬性是字符串

數(shù)據(jù)類型為14表示該屬性是曲線類型，288點(diǎn)浮點(diǎn)數(shù)組

沒(méi)有數(shù)據(jù)類型（沒(méi)有：）表示缺省類型，為浮點(diǎn)類型

4.2.3缺省AGCAVC電站輸入、輸出參數(shù)

目錄：data/resource

文件名稱：agc_plant_input_perties

文件內(nèi)容描述：AGCAVC缺省的全廠輸入、輸出參數(shù)列表，該表作用如下：

服務(wù)器側(cè)的AGCAVC根據(jù)該表的全廠輸入?yún)?shù)定義從NC2000數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取

相關(guān)的數(shù)據(jù)參與AGCAVC運(yùn)算，并根據(jù)輸出參數(shù)的定義將運(yùn)算后的數(shù)據(jù)寫(xiě)入相

應(yīng)的NC2000數(shù)據(jù)庫(kù)中。該表列格式如下：

“中文描述”，“英文描述”，“連接測(cè)點(diǎn)中文描述”，“連接測(cè)點(diǎn)實(shí)際描述"，輸入/

輸出點(diǎn)

其中輸入/輸出點(diǎn)列為true表示是輸出點(diǎn)，false或沒(méi)有描述表示是輸入點(diǎn)。

4.2.4缺省AGCAVC機(jī)組輸入、輸出參數(shù)

目錄：data/resource

文件名稱：agcjz_input_perties

文件內(nèi)容描述：AGCAVC缺省的機(jī)組輸入、輸出參數(shù)列表，該表作用如下：

服務(wù)器側(cè)的AGCAVC根據(jù)該表的機(jī)組輸入?yún)?shù)定義從NC2000數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取

相關(guān)的數(shù)據(jù)參與AGCAVC運(yùn)算，并根據(jù)輸出參數(shù)的定義將運(yùn)算后的數(shù)據(jù)寫(xiě)入相

應(yīng)的NC2000數(shù)據(jù)庫(kù)中。該表列格式如下：

“中文描述”，“英文描述”，“連接測(cè)點(diǎn)中文描述”，“連接測(cè)點(diǎn)實(shí)際描述”，輸

入/輸出點(diǎn)

其中輸入/輸出點(diǎn)列為true表示是輸出點(diǎn)，false或沒(méi)有描述表示是輸入點(diǎn)。

4.3AGCAVC生成的工程文件定義

4.3.1電站參數(shù)配置文件

目錄：projects.strategy/db

文件名稱：AGCAVCPRJNAME_agc_plant_perties

文件內(nèi)容描述：AGCAVC組態(tài)界面生成的全廠參數(shù)配置表，該表作用如下：

該表定義了agcavc程序中需要使用的全廠參數(shù)定義。格式如下：

參數(shù)英文描述=參數(shù)值

4.3.2電站輸入、輸出參數(shù)配置文件

目錄：projects.strategy/db

文件名稱：AGCAVCPRJNAME_agc_plant_input_perties

文件內(nèi)容描述：AGCAVC組態(tài)界面生成的工程用梯級(jí)輸入、輸出參數(shù)列表,

該表作用如下：

服務(wù)器側(cè)的AGCAVC根據(jù)該表的梯級(jí)輸入?yún)?shù)定義從NC2000數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取

相關(guān)的數(shù)據(jù)參與AGCAVC運(yùn)算，并根據(jù)輸出參數(shù)的定義將運(yùn)算后的數(shù)據(jù)寫(xiě)入相

應(yīng)的NC2000數(shù)據(jù)庫(kù)中。該表列格式如下：

“中文描述”，“英文描述"，“連接測(cè)點(diǎn)中文描述”，“連接測(cè)點(diǎn)實(shí)際描述”，輸

入/輸出點(diǎn)

其中輸入/輸出點(diǎn)列為true表示是輸出點(diǎn)，false或沒(méi)有描述表示是輸入點(diǎn)。

4.3.3機(jī)組參數(shù)配置文件

目錄：projects.strategy/db

文件名稱：AGCAVCPRJNAME_機(jī)組號(hào)_agcjz_perties

該文件名中的AGCAVCPRJNAME請(qǐng)參見(jiàn)1.2節(jié)的定義。

文件內(nèi)容描述：AGCAVC組態(tài)界面生成的機(jī)組參數(shù)配置表，該表作用如下：

該表定義了agcavc程序中需要使用的各臺(tái)機(jī)組參數(shù)定義。格式如下：

參數(shù)英文描述=參數(shù)值

4.3.4機(jī)組輸入、輸出參數(shù)配置文件

目錄：projects.strategy/db

文件名稱：AGCAVCPRJNAME_電廠號(hào)_agc」z_input_perties

文件內(nèi)容描述：AGCAVC缺省的電廠輸入、輸出參數(shù)列表，該表作用如下：

服務(wù)器側(cè)的edc根據(jù)該表的機(jī)組輸入?yún)?shù)定義從NC2000數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取相關(guān)的

數(shù)據(jù)參與AGCAVC運(yùn)算，并根據(jù)輸出參數(shù)的定義將運(yùn)算后的數(shù)據(jù)寫(xiě)入相應(yīng)的

NC2000數(shù)據(jù)庫(kù)中。該表列格式如下：

“中文描述”，“英文描述”，“連接測(cè)點(diǎn)中文描述”，“連接測(cè)點(diǎn)實(shí)際描述"，輸入/

輸出點(diǎn)

其中輸入/輸出點(diǎn)列為true表示是輸出點(diǎn)，false或沒(méi)有描述表示是輸入點(diǎn)。

第五章參數(shù)傳遞方式

參數(shù)的傳遞方式采用如下方式

?組播端口：6101

?AGCAVC程序名：agcavc

?電站AGCAVC實(shí)時(shí)庫(kù)(組播方式)

_______Code(3,int)_______

________Len(int)________

AGCAVCName(char[24])-

Tagnum(int)

Value

_________Value_________

Checksum(int)

■機(jī)組實(shí)時(shí)庫(kù)(組播方外)

Code(4,int)

Len(int)

AGCAVCName(char「24])一

_____Subnum(n,int)______

______Subno?l(int)______

______Tagnum-Mint)______

Vaule-1

Value-1

Subno-n(int)

Tagnum-n(int)

Value-n

Value-n

Checksum(int)

應(yīng)用系統(tǒng)至AGCAVC信文格式

?電站參數(shù)設(shè)置

Code(1,int)

AGCAVCname(char[24])

Tagpath(char[24])

Datatype(short)

Value(int/float/char[24])

?機(jī)組參數(shù)設(shè)置

Code(2,int)

AGCAVCname(char[241)

Subno(int)

Tagpath(char[24])

Datatype(short)

Value(int/float/char[24])

AGCAVC功能作為一個(gè)獨(dú)立的軟件形式存在（組態(tài)界面、調(diào)試界面、運(yùn)行

進(jìn)程、數(shù)據(jù)庫(kù)存取API函數(shù)、系統(tǒng)文件和工程文件），在NC2000系統(tǒng)中,AGCAVC

參數(shù)仍采用@作為標(biāo)識(shí)符,AGCAVC可通過(guò)系統(tǒng)配置的電廠名稱（AGCAVCname

項(xiàng)）區(qū)分。

第六章人機(jī)接口

6.1組態(tài)界面

口高線功能°I3

全廠爹數(shù)

節(jié)點(diǎn)另恰卜SQMAIN|AGO5式|技等比例分配-I

機(jī)組參數(shù)

機(jī)蛆自數(shù),6iAVbJ式|拉比伊盼《,▼]

輸入嗡出疊致

機(jī)組發(fā)耕|4_神0空戳密|3|機(jī)組停機(jī)態(tài)|l_

保存a透

返回上級(jí)菜單標(biāo)準(zhǔn)嫌率|50.0|Hz遠(yuǎn)方有功設(shè)值上曝|1320|MW

故障叛率上限—.3|也遠(yuǎn)方有功設(shè)值下隙；0MW

故障叛軍下限|"7_|Hz遠(yuǎn)方設(shè)定有功"發(fā)值差限|200|MW

正常調(diào)頻上限.1|HZ現(xiàn)地設(shè)定有g(shù)突發(fā)值差限|200_MW

正常調(diào)級(jí)下限.9.9|HZ遠(yuǎn)方設(shè)定有功梯窗艮值|200|MW

全廠旅轉(zhuǎn)爸用|。

緊急翻±PB.2|HZ|MW

緊急調(diào)頻課即|HZ全廠有功調(diào)整死區(qū)；25MW

正常調(diào)頻硒[200.0|有功設(shè)值死區(qū)|。|MW

遠(yuǎn)方無(wú)功設(shè)值上隰,00|MVar

緊急涮頻系數(shù)|3。0。|

按水頭出力限運(yùn)行領(lǐng)軍部艮|。|HZ遠(yuǎn)方無(wú)功設(shè)值1柳;-600MVar

遠(yuǎn)方設(shè)定無(wú)功與實(shí)發(fā)值差限|100MVar

自動(dòng)預(yù)計(jì)fl4間

現(xiàn)地設(shè)定無(wú)功與實(shí)發(fā)值差限卜0。|MVar

自動(dòng)開(kāi)機(jī)預(yù)計(jì)|。5|d'W

電壓調(diào)整死區(qū)]。5!Kv

自動(dòng)僖機(jī)桎計(jì)I”|“曲

自動(dòng)開(kāi)修機(jī)有功向上覆蓋面枳|。|MW

自動(dòng)開(kāi)僖機(jī)有功向下稍蓋面粗0MW

母線電壓設(shè)定計(jì)箕方法

AGCAVC組態(tài)工具具備靈活性和界面定制功能，能依據(jù)AGCAVC缺省參數(shù)

文件生成需組態(tài)的內(nèi)容，通過(guò)工程組態(tài)生成系統(tǒng)配置文件和工程數(shù)據(jù)文件。

6.2調(diào)試界面

AGCAVC調(diào)試工具具備靈活性和界面定制功能，能依據(jù)AGCAVC缺省參數(shù)

文件生成需監(jiān)視的內(nèi)容；具備監(jiān)視AGCAVC功能當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)刷新，

在調(diào)試狀態(tài)下設(shè)值等功能。

6.3運(yùn)行界面

(1)AGCAVC監(jiān)視畫(huà)面

還缺AVC的界面圖。

相關(guān)參數(shù)：電站AGCAVC功能投入/退出、負(fù)荷給定方式定值/曲

線、各機(jī)組AGC功能投入/退出、AGCAVC有功分配值、全站總有功給

定值、全站總有功實(shí)發(fā)值、全站有功最大及最小出力、水頭。

第七章天二廠AGCAVC數(shù)學(xué)模型

天二廠新監(jiān)控系統(tǒng)2010年12月開(kāi)始技術(shù)改造，改造后采用南瑞

水利水電分公司提供的NC2000監(jiān)控系統(tǒng)軟件。根據(jù)當(dāng)前電廠改造情

況，天二廠AGC除具備常規(guī)水電廠的功能外，還有以下特殊策略。

采用一個(gè)調(diào)壓井帶兩臺(tái)機(jī)組，為保證調(diào)壓井的安全，設(shè)計(jì)了平壓

策略閉鎖調(diào)壓井內(nèi)機(jī)組調(diào)節(jié)容量，具體算法為：

某一時(shí)刻調(diào)壓井（單井）許可最大調(diào)節(jié)容量（當(dāng)量）為220MW

（可設(shè)定值）；許可調(diào)節(jié)容量為：當(dāng)前實(shí)發(fā)考慮調(diào)壓井安全的可調(diào)區(qū)

間和機(jī)組實(shí)際可運(yùn)行區(qū)組合產(chǎn)生的可調(diào)節(jié)區(qū)間兩者間取“保守”可調(diào)

區(qū)間。人時(shí)刻的調(diào)節(jié)指令，至小時(shí)刻開(kāi)放的井內(nèi)可調(diào)容量號(hào)，〃（當(dāng)量

值）具體計(jì)算方法如式（1）所示。

Pktdl=鼻”/max-^bsdl~4”/max—。。一子'）△「*K”

T（1）

其中為為任何時(shí)刻調(diào)壓井許可最大調(diào)節(jié)容量（當(dāng)量）

以為t2時(shí)刻調(diào)壓井閉鎖容量（當(dāng)量）

/（r2-r,<T）

〃—[oa2-z,>T）

丁為一次指令下發(fā)到其閉鎖容量為零所經(jīng)歷的時(shí)間

AP為4時(shí)刻調(diào)節(jié)指令的變化量的絕對(duì)值。

K、=0.95（井內(nèi)功率匕“e[0,10））

k=/C2=1.00（井內(nèi)功率9”,€口0,23））

"一]&=1.35（井內(nèi)功率之.e[23,34））

4=L75（井內(nèi)功翱334,48））（式內(nèi)數(shù)值可整定,功率單位:萬(wàn)）

而井內(nèi)可調(diào)容量幾"轉(zhuǎn)換成保守實(shí)際可調(diào)容量七公式如式⑵所

z]\O

Pfa=Pktdl/K〃⑵

其中K，，為按照（①，+匕“）作為新的最大可能井內(nèi)功率得出的保

守當(dāng)量系數(shù)。

對(duì)當(dāng)前時(shí)刻的可調(diào)容量計(jì)算，是按照前面所有指令算出的閉鎖容

量（當(dāng)量）進(jìn)行線性疊加，得出總的閉鎖容量（當(dāng)量）和可調(diào)容量（當(dāng)

量），而后再依據(jù)式⑵得出保守可調(diào)容量

不允許同井內(nèi)2臺(tái)機(jī)組同時(shí)跨越振動(dòng)區(qū)?？紤]閉鎖容量限制，實(shí)

際上發(fā)生的可能性很小，一旦出現(xiàn)，拒絕執(zhí)行。

監(jiān)控系統(tǒng)直接給調(diào)速器下發(fā)有功設(shè)定值，為防止通訊中斷造成機(jī)

組負(fù)荷波動(dòng)，設(shè)計(jì)了設(shè)值反校功能，當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)給調(diào)速器的設(shè)值

與調(diào)速器反饋給監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)值保持一致時(shí)，才真正下發(fā)確認(rèn)執(zhí)行標(biāo)

記。

機(jī)組優(yōu)先停機(jī)功能：任何時(shí)刻只允許一臺(tái)機(jī)組投優(yōu)先停機(jī)功能，

投入優(yōu)先停機(jī)功能的機(jī)組只接受減出力命令，并優(yōu)先分配減出力。

針對(duì)天二廠調(diào)壓井閉鎖容量、設(shè)定值通訊直接下發(fā)等特點(diǎn)，建立

了基于最小能耗比（負(fù)荷波動(dòng)最小）運(yùn)行原則的天二廠AGCAVC參考

數(shù)學(xué)模型。

下面還要考慮AVC的改進(jìn)算法。將調(diào)壓系數(shù)變化，變?cè)鲆娴乃?/p>

法。

7.1目標(biāo)函數(shù)

負(fù)荷波動(dòng)最小或者能耗比最小。

7.2約束條件

⑴調(diào)壓井閉鎖容量限制。處于調(diào)壓井內(nèi)的機(jī)組負(fù)荷波動(dòng)的絕

對(duì)值累加，不超過(guò)本調(diào)壓井當(dāng)前可以調(diào)節(jié)的容量。

⑵不允許兩臺(tái)機(jī)組同時(shí)穿越振動(dòng)區(qū)，也不允許能耗比過(guò)大的

負(fù)荷調(diào)整方案。

⑶機(jī)組出力約束

MinKE4%

<4匕4%（3）

P,〈Emax

式中Pij］為第i級(jí)電站第j個(gè)不可運(yùn)行區(qū)域的出力下限；Pijh為第

i級(jí)電站第j個(gè)不可運(yùn)行區(qū)域的出力上限；m為不可運(yùn)行區(qū)的個(gè)數(shù)；

j=l-m；k=j+lo

7.3求解算法

為便于程序?qū)崿F(xiàn)，算全廠可調(diào)范圍按照分層計(jì)算，首先按照井內(nèi)

機(jī)組的振動(dòng)區(qū)和AGC投入狀態(tài)，算出井內(nèi)“聯(lián)合振動(dòng)區(qū)”和可調(diào)區(qū)

間，然后按照第式⑴和式⑵的算法用閉鎖容量進(jìn)行修正，這樣得出

井內(nèi)可調(diào)區(qū)間和不可運(yùn)行區(qū)；再對(duì)三個(gè)井進(jìn)行組合計(jì)算得出全廠可調(diào)

容量和不可運(yùn)行區(qū)。簡(jiǎn)單說(shuō)，就是“先井內(nèi)”、“再平壓約束”、“再井

間”。先計(jì)算出單機(jī)的“7點(diǎn)模型”，再計(jì)算出調(diào)壓井的“7點(diǎn)模型”，

最后再組合計(jì)算出全廠的“7點(diǎn)模型”。

負(fù)荷分配時(shí)，則按照先井間分配、再井內(nèi)，最后在眾多可行方案

中按照穿越振動(dòng)區(qū)最少、造成負(fù)荷波動(dòng)最小的原則進(jìn)行分配。同時(shí)也

需要剔除造成兩臺(tái)機(jī)組同時(shí)穿越振動(dòng)區(qū)和造成負(fù)荷波動(dòng)（能耗比）過(guò)

大的分配方案。

在前面計(jì)算出全廠“7點(diǎn)模型”，為保證每個(gè)負(fù)荷設(shè)定點(diǎn)均能合

法運(yùn)行，對(duì)每個(gè)設(shè)定值均下發(fā)測(cè)試一次，不會(huì)機(jī)組運(yùn)行在振動(dòng)區(qū)，也

不會(huì)造成機(jī)組間、調(diào)壓井間負(fù)荷大幅度波動(dòng)的分配方案才保留為合法

運(yùn)行設(shè)定點(diǎn)，然后依據(jù)校核結(jié)果對(duì)全廠7點(diǎn)模型進(jìn)行修正。

當(dāng)調(diào)速器實(shí)際給定功率發(fā)生變化時(shí)，才計(jì)算此次指令造成的閉鎖容量。AI96。

就是功率給定實(shí)際執(zhí)行后才能算閉鎖容量。在發(fā)確認(rèn)執(zhí)行令到leu,和功率確認(rèn)

執(zhí)行返回過(guò)程暫時(shí)封鎖7點(diǎn)模型，將其壓縮到一點(diǎn)（本次有效設(shè)定值）

設(shè)定值送到調(diào)速器安全策略：

令機(jī)組設(shè)定送給調(diào)速器的分配值需整型化，整型化偏差需加以補(bǔ)償，保證

總設(shè)定不變；另外要加確認(rèn)執(zhí)行遙控標(biāo)記；且考慮單機(jī)校驗(yàn)功能，需要

加上指令序號(hào)。

AGC有功采用5位整數(shù)的方式進(jìn)行下發(fā)，其中，最高為一般為2,為確

認(rèn)執(zhí)行遙控標(biāo)記，次高位為指令序號(hào)，在1?7之間循環(huán)變化，后3位

為AGC分配給機(jī)組的有功設(shè)定值，從agcavc.c的337行開(kāi)始。

令設(shè)定值總和校驗(yàn)時(shí)采用死區(qū)，即各機(jī)組調(diào)速器設(shè)定反饋總和與當(dāng)前設(shè)定

值偏差在一定范圍內(nèi)認(rèn)為校驗(yàn)通過(guò)；

令單機(jī)校驗(yàn)時(shí)也采用死區(qū)，即機(jī)組調(diào)速器設(shè)定反饋與機(jī)組當(dāng)前設(shè)定值偏差

在一定范圍內(nèi)認(rèn)為校驗(yàn)通過(guò)；

全廠及機(jī)組的設(shè)定值校驗(yàn)在程序agcavc.c的6822行函數(shù)

rAGCResultCheck中，當(dāng)AGC程序完成分配后，立即進(jìn)行全廠及機(jī)組

的設(shè)定值校驗(yàn)，兩者都合格后才進(jìn)行下發(fā)。單機(jī)檢驗(yàn)從6839行開(kāi)始，

策略是該機(jī)組AGC分配值與調(diào)速器功率反饋之差在1.0之內(nèi)，認(rèn)為單

機(jī)校驗(yàn)通過(guò)；全廠校驗(yàn)從6858行開(kāi)始，策略是處于開(kāi)機(jī)狀態(tài)的AGC機(jī)

組的調(diào)速器功率反饋值之和與全廠總有功設(shè)定值之差在1.0之內(nèi)，認(rèn)為

全廠校驗(yàn)通過(guò)。

令單機(jī)校驗(yàn)時(shí)，機(jī)組設(shè)定值落入振動(dòng)區(qū)或超限（220MW）,則校驗(yàn)不通過(guò),

拒絕執(zhí)行發(fā)告警。

在執(zhí)行全廠總有功設(shè)定值時(shí)，只要設(shè)定值不在全廠聯(lián)合振動(dòng)區(qū)或者越全

廠可調(diào)容量上限，AGC程序就不會(huì)將機(jī)組設(shè)定值分配在機(jī)組的振動(dòng)區(qū)

或者超限，而如果設(shè)定值落在全廠振動(dòng)區(qū)或越全廠可調(diào)容量上限，AGC

程序會(huì)報(bào)警并拒絕執(zhí)行此設(shè)定值。

令單機(jī)和總和校驗(yàn)均通過(guò)后，則給出確認(rèn)執(zhí)行遙控標(biāo)記（維持2秒，在此2

秒內(nèi)不執(zhí)行新設(shè)定值），告訴調(diào)速器執(zhí)行設(shè)定值；

7.3.1閉鎖容量計(jì)算

任何一次調(diào)節(jié)，均從調(diào)速器真正收到調(diào)節(jié)指令并成功反饋給AGC

軟件時(shí)才開(kāi)始計(jì)算,且每一次調(diào)節(jié)所產(chǎn)生的閉鎖容量均在固定平壓時(shí)

間T時(shí)間內(nèi)完全開(kāi)放,過(guò)程中是時(shí)間的線性函數(shù)。多次調(diào)節(jié)的閉鎖容

量變化采用線性疊加的方式累計(jì)，即某時(shí)刻調(diào)壓井的閉鎖容量為前面

過(guò)去T時(shí)間內(nèi)所有調(diào)節(jié)指令累加和。算出閉鎖容量累加和后，又得出

當(dāng)前調(diào)壓井的可調(diào)容量當(dāng)量，再用當(dāng)前機(jī)組實(shí)發(fā)算出可能達(dá)到的最大

井內(nèi)功率，進(jìn)而得出當(dāng)量系數(shù)，用此當(dāng)量系數(shù)得到調(diào)壓井實(shí)際可調(diào)容

量。

如果調(diào)壓井內(nèi)無(wú)機(jī)組參加AGC,則調(diào)壓井可調(diào)容量顯示值強(qiáng)制

賦值為零，但程序內(nèi)部同時(shí)仍在進(jìn)行計(jì)算，只是不顯示。

7.3.27點(diǎn)模型計(jì)算

7點(diǎn)模型計(jì)算分成四個(gè)層次：井內(nèi)區(qū)間合并，按調(diào)壓限制修正，

廠內(nèi)區(qū)間合并，7點(diǎn)模型反校。

首先調(diào)壓井內(nèi)機(jī)組依據(jù)其AGC投入/退出狀態(tài)和機(jī)組實(shí)際振動(dòng)區(qū)

采用區(qū)間合并的方式算出井內(nèi)聯(lián)合振動(dòng)區(qū)和可調(diào)區(qū)間。

而后考慮調(diào)壓井平壓的限制（井內(nèi)最大可調(diào)容量限制），對(duì)調(diào)壓井

內(nèi)可調(diào)區(qū)間和井內(nèi)不可運(yùn)行區(qū)進(jìn)行修正，得到考慮平壓限制的井內(nèi)可

調(diào)區(qū)間和井內(nèi)不可運(yùn)行區(qū)。

在此基礎(chǔ)上，依據(jù)調(diào)壓井內(nèi)機(jī)組AGC投入/退出狀態(tài)，仍采用區(qū)

間合并的方式算出天二廠粗略的全廠聯(lián)合振動(dòng)區(qū)和可調(diào)區(qū)間。

在粗略的天二廠可調(diào)區(qū)間內(nèi)，對(duì)每一個(gè)可調(diào)功率點(diǎn)均進(jìn)行負(fù)荷分

配校驗(yàn)，一旦發(fā)現(xiàn)會(huì)造成負(fù)荷波動(dòng)過(guò)大的機(jī)組或會(huì)造成井內(nèi)兩臺(tái)機(jī)組

同時(shí)穿越振動(dòng)區(qū)的“可調(diào)功率點(diǎn)”，即將此點(diǎn)修正為非合理運(yùn)行點(diǎn)，

同時(shí)按照不可運(yùn)行點(diǎn)對(duì)待。經(jīng)過(guò)這一輪完整校驗(yàn)后，徹底修正天二廠

的聯(lián)合振動(dòng)區(qū)和可調(diào)區(qū)間，保證7點(diǎn)模型中的每一個(gè)可調(diào)功率點(diǎn)都可

以分配到機(jī)組，并且不會(huì)造成機(jī)組大范圍負(fù)荷波動(dòng)和井內(nèi)兩臺(tái)機(jī)組穿

越振動(dòng)區(qū)。

7.3.3AGC負(fù)荷分配策略

天二廠AGC分配采用調(diào)壓井間和調(diào)壓井內(nèi)兩個(gè)層次。當(dāng)調(diào)度、

電廠或曲線方式下全廠總有功下發(fā)到AGC軟件，此設(shè)定值按照可調(diào)

容量分配到各調(diào)壓井，形成N個(gè)分配方案，剔除負(fù)荷波動(dòng)過(guò)大的方

案后剩下M(M<=N)個(gè)方案，再在調(diào)壓井內(nèi)按照井內(nèi)AGC投入/退出

狀態(tài)按造成負(fù)荷波動(dòng)最小的原則分配到各臺(tái)機(jī)組，同時(shí)也剔除造成負(fù)

荷波動(dòng)過(guò)大或會(huì)造成井內(nèi)兩臺(tái)機(jī)組同時(shí)跨越振動(dòng)區(qū)的方案，最后得到

N中機(jī)組間負(fù)荷分配方案，最后在這N種方案中，再按照全廠機(jī)組

間負(fù)荷波動(dòng)最小的原則找到最優(yōu)解。下發(fā)給PLC執(zhí)行。

這里要提到AGC調(diào)節(jié)能耗比的概念，由于尋優(yōu)過(guò)程中只能按照

負(fù)荷波動(dòng)過(guò)小的找到最優(yōu)解，但不能保證這樣找到的解是否真正合

理，于是引入能耗比J的概念。

鄧-%

1_______________

P…一P

式中:

片為i號(hào)機(jī)組的調(diào)整前功率值

P.為i號(hào)機(jī)組本次AGC設(shè)定值

P為全廠的調(diào)整前功率值

々gc為全廠本次AGC設(shè)定值

在尋優(yōu)過(guò)程中，設(shè)定的定值，一旦尋優(yōu)方案的能耗比超過(guò)口”則

判定此方案不合理，直接丟棄。

7.3.5AVC控制策略

自動(dòng)電壓控制（AVC）是指按預(yù)定條件和要求自動(dòng)控制水電廠母線電壓或全

電廠無(wú)功功率的技術(shù)。在保證機(jī)組安全運(yùn)行的條件下，為系統(tǒng)提供可充分利用的

無(wú)功功率，減少電廠的功率損耗。水電廠AVC子站系統(tǒng)接收AVC主站系統(tǒng)下發(fā)

的全廠控制目標(biāo)（電廠高壓母線電壓、全廠總無(wú)功等），按照控制策略（電壓曲

線、恒母線電壓、恒無(wú)功）合理分配給每臺(tái)機(jī)組，通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)無(wú)功出力，達(dá)

到全廠目標(biāo)控制值，實(shí)現(xiàn)全廠多機(jī)組的電壓無(wú)功自動(dòng)控制。

1）控制模式

AVC提供兩種控制模式：定值方式與曲線方式。

定值方式

①按按照中調(diào)/當(dāng)?shù)亟o定全廠總無(wú)功方式控制全廠無(wú)功負(fù)荷分配。

注：QSET：全廠無(wú)功設(shè)定值。

0赤：不參加AVC機(jī)組所發(fā)無(wú)功之和。

②按照中調(diào)/當(dāng)?shù)亟o定的母線電壓值，對(duì)全廠無(wú)功進(jìn)行分配，使電廠母線電

壓維持在給定水平。

QAVC~QACT+△V?KVNOR-QAVC

注：QAVC：全廠無(wú)功AVC分配值。

Q,。：當(dāng)前實(shí)發(fā)無(wú)功。

AV:實(shí)際母線電壓與給定電壓值偏差。

KVNOR：母線電壓在正常電壓值范圍內(nèi)的調(diào)壓系數(shù)。

。正：不參加AVC機(jī)組所發(fā)無(wú)功之和。

當(dāng)母線電壓值在正常電壓范圍以外，按緊急調(diào)壓系數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)

QAVC=QACT+△￡*^VEMG~QAVC

注：K皿°：母線電壓在正常電壓值范圍外的緊急調(diào)壓系數(shù)

③按照中調(diào)給定的母線電壓增量，對(duì)全廠無(wú)功進(jìn)行分配，使電廠母線電壓

維持在給定水平。

QAVC~QACT+AV*KVNOR—QAVC

注：QAVC：全廠無(wú)功AVC分配值。

當(dāng)前實(shí)發(fā)無(wú)功。

AV：中調(diào)給定母線電壓增量。

K：:母線電壓在正常電壓值范圍內(nèi)的調(diào)壓系數(shù)。

。赤：不參加AVC機(jī)組所發(fā)無(wú)功之和。

當(dāng)母線電壓值在正常電壓范圍以外，按緊急調(diào)壓系數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)

QAVC~QACT+AV?KVEMG-Q赤

注：K皿G：母線電壓在正常電壓值范圍外的緊急調(diào)壓系數(shù)。

曲線方式

按照中調(diào)/當(dāng)?shù)卦O(shè)定的電壓曲線的當(dāng)前值，對(duì)全廠無(wú)功進(jìn)行分配，使母線

電壓維持在曲線設(shè)定值水平。

QAVC~QACT+△"?^VNOR~Q~AVC

注：QAVCI全廠無(wú)功AVC分配值。

QACr：當(dāng)前實(shí)發(fā)無(wú)功。

AV：實(shí)際母線電壓與給定電壓值偏差。

K^：母線電壓在正常電壓值范圍內(nèi)的調(diào)壓系數(shù)。

。被：不參加AVC機(jī)組所發(fā)無(wú)功之和。

當(dāng)母線電壓值在正常電壓范圍以外，按緊急調(diào)壓系數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)

QAVC=QACT+△"?^VEMG~QAVC

注：M：母線電壓在正常電壓值范圍外的緊急調(diào)壓系數(shù)。

2）分配原則

①等功率因數(shù)原則。

p

X

QiAvc=QAVC5R(z=1,2,???,?)

2-i,=1i

注：〃：參加AVC的機(jī)組數(shù)。

P,：參加AVC的第i臺(tái)機(jī)組的當(dāng)前有功實(shí)發(fā)值。

Z"：參加AVC機(jī)組的當(dāng)前有功實(shí)發(fā)值之和。

QMW：AVC分配到第i臺(tái)參加AVC機(jī)組的無(wú)功。

②無(wú)功容量成比例原則。

QMVC=（，=12…,〃）

2^=]QiMax

注："：參加AVC的機(jī)組數(shù)

QiMax：參加AVC的第i臺(tái)機(jī)組的最大無(wú)功容量。

X'TQM：參加AVC機(jī)組的最大無(wú)功容量之和。

Q“VC：AVC分配到第i臺(tái)參加AVC機(jī)組的無(wú)功。

③相似調(diào)整裕度原則

QiAVC=QAVCX（i=1,2,…，”）

（QiMax-Q）

注：?：參加AVC的機(jī)組數(shù)。

2,^-e,：參加AVC的第i臺(tái)機(jī)組的無(wú)功調(diào)整裕度。

-Q,）：參加AVC機(jī)組的當(dāng)前無(wú)功調(diào)整裕度之和。

ertVC：AVC分配到第i臺(tái)參加AVC機(jī)組的無(wú)功。

④動(dòng)態(tài)優(yōu)化原則

F

QiAVC=QAVCX_//（i=1,2,…，〃）

Zi=li

注：〃：參加AVC的機(jī)組數(shù)。

勺參加AVC的第i臺(tái)機(jī)組的當(dāng)前優(yōu)化系數(shù)。

￡"）：參加AVC機(jī)組的當(dāng)前優(yōu)化系數(shù)之和。

QiAVC：AVC分配到第i臺(tái)參加AVC機(jī)組的無(wú)功。

特別說(shuō)明：不參加AVC機(jī)組，AVC分配值跟蹤實(shí)發(fā)值，但此值只供顯示，并不

實(shí)際作用于該機(jī)組。母線電壓與給定電壓值在電壓死區(qū)內(nèi)，AVC分配值跟蹤實(shí)

發(fā)值。

附表

表1：天生橋水力發(fā)電總廠AGCAVC全廠參數(shù)表

AGCAVC參數(shù)表（全廠）版本V2.0.OTSQ

數(shù)據(jù)類

描述英文名型備注

AGVC處于調(diào)試態(tài)AGVC_I)EBUG整型調(diào)試態(tài)，與應(yīng)用系統(tǒng)接口關(guān)閉

字符串

運(yùn)行AGVC節(jié)點(diǎn)別名AGVC_NODENAME型運(yùn)行AGCAVC程序的節(jié)點(diǎn)別名

全廠機(jī)組臺(tái)數(shù)NUM_GEN整型

機(jī)組發(fā)電狀態(tài)RUNNING整型

空載狀態(tài)NOLOAD整型

停機(jī)狀態(tài)STOP整型

機(jī)組調(diào)相狀態(tài)TX整型

全廠AGC退出或投入PAGCONOFF整型

AGC下令到LCU調(diào)節(jié)負(fù)荷使能

AGC閉環(huán)調(diào)節(jié)AGCCLOSE整型升美

AGC自動(dòng)開(kāi)停機(jī)功能的使能開(kāi)

AGC機(jī)組閉環(huán)控制GENCLOSE整型><

AGC負(fù)荷遠(yuǎn)方給定AGCREMOTE整型

AGC負(fù)荷分配方式AGCMODE整型

AGC負(fù)荷給定方式AGCCURVE整型

AGC頻率控制方式AGCFREQ整型

AGC緊急頻率控制方式AGCEMERG整型

AGC頻率控制使能標(biāo)志FREQ_ENABLE整型調(diào)頻模式使能開(kāi)關(guān)

AGC成組方式AGCGROUP整型

AGC按水頭出力限運(yùn)行WATERHEAD整型

全廠總有功給定值P_SET浮點(diǎn)型

全廠總有功實(shí)發(fā)值PLANT_P浮點(diǎn)型

系統(tǒng)頻率F_SRC浮點(diǎn)型

網(wǎng)調(diào)或省調(diào)全廠總有功給定值PSET_REMOTE_SRC浮點(diǎn)型

梯調(diào)全廠總有功給定值PSET_REMOTE1_SRC浮點(diǎn)型

重大事故退全廠AGC信號(hào)GEN_REJECT_SRC整型

主機(jī)與通訊機(jī)等通訊故障COMU_FAULT_SRC整型

AGC分配的全廠有功功率PAGCSET浮點(diǎn)型

全廠有功功率的旋轉(zhuǎn)備用容量PBACKUP浮點(diǎn)型

全廠有功空載的旋轉(zhuǎn)備用容量PBACKUP.KZ浮點(diǎn)型

有功設(shè)值死區(qū)F)set_Zerozone浮點(diǎn)型相鄰兩次設(shè)值無(wú)效的門(mén)檻值

全廠有功功率的調(diào)整死區(qū)PDEADBAND浮點(diǎn)型AGC全廠調(diào)節(jié)的死區(qū)

AGC停機(jī)預(yù)計(jì)負(fù)荷時(shí)間T_TO_STOP浮點(diǎn)型

AGC開(kāi)機(jī)預(yù)計(jì)負(fù)荷時(shí)間