AGVC使用手册8.doc

第一章 简介 水电厂自动发电控制（AGC）是指按预定条件和要求，以迅速、经济的方式自动控制水电厂有功功率来满足系统需要的技术，它是在水轮发电机组自动控制的基础上，实现全电厂自动化的一种方式。根据水库上游来水量或电力系统的要求，考虑电厂及机组的运行限制条件，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。在完成这些功能时，要避免由于电力系统负荷短时波动而导致机组的频繁起、停。 水电厂自动电压控制（AVC）是指按预定条件和要求自动控制水电厂母线电压或全电厂无功功率的技术。在保证机组安全运行的条件下，为系统提供可充分利用的无功功率，减少电厂的功率损耗。 采用AGC/AVC可以满足电力系统对安全发电的要求和机组安全运行的要求，同时根据实际需要满足运行人员的一些特殊要求，并且对全厂有功、系统频率、母线电压的变化及一些非常情况作出迅速反应，直接执行或提示，使机组运行在优化工况，并对机组启停做出合理安排。 第二章 AGC、AVC原理 2.1 AGC原理 2.1.1 AGC的依据 自动发电控制的依据一般有：①上游来水量。它适用于调节水库的径流电厂，使电厂最大限度地利用上游来水量，以不弃水或少弃水为原则，尽量保持电厂在较高水头运行。②给定的发电负荷曲线或实时给定的电厂总有功功率。这是在电力系统统一调度下，电厂参加电力系统的有功功率和频率的调节，完成上级调度下达的计划性或随机性的发电任务。③维持电力系统频率在一定水平下运行。根据电力系统的频率瞬时偏差或频率偏差的积分值，确定电厂的总出力，直接参加电力系统的调频任务。④综合因素。诸如按给定功率和电力系统频率偏差、按电力系统对功率的要求和下游用水量的要求等。 2.1.2 AGC设置的全厂有功功率 AGC分配的有功可以根据系统频率偏差来设定（调频方式） 也可以按照设定曲线值/有功给定值来设定（功率控制方式） 其中， ：全厂实发总有功 ：全厂有功设定值 ：系统调频系数（可分为第一调频厂系数，第二调频厂系数和紧急调频系数） ：频率偏差 ：不参加AGC机组的实发有功之和 2.1.3 AGC负荷分配原则 ① 与容量成比例原则 这是较为简单的一种负荷分配原则，在水轮机组的某些特性曲线不全或不够精确的前提下，采用该原则比较合理。 n：n台参加AGC的机组 ：参加AGC的第台机组在当前水头下最大出力 ：参加AGC的各台机组当前水头下最大出力之和 ：AGC分配到第台参加AGC机组的有功功率 ② 按等微增率原则分配 a.耗量特性 水电厂中有功功率负荷合理分配的目标是在满足一定约束条件的前提下，尽可能节约消耗的水量。发电设备单位时间内消耗的能源与发出有功功率的关系，即发电设备输入与输出的关系，这种关系称耗量特性。如图，其中纵坐标为单位时间内消耗的水量W，如每秒钟多少立方米，横坐标则为以千瓦或兆瓦表示的电功率。 耗量特性曲线上某一点纵坐标和横坐标的比值,即单位时间内输入能量与输出功率之比称比耗量。 耗量特性曲线上某一点切线的斜率称耗量微增率。耗量微增率是单位时间内输入能量微增量与输出功率微增量的比值。即 b.等微增率准则 由前面提出的有功功率负荷合理分配的目标可知，AGC的目标函数应当是水电厂的总的水耗量最小。通常认为水电厂的总的水耗费量只与各发电机组所发有功有关。 即目标函数可写作 所要满足的约束条件为： 等约束条件：有功功率保持平衡 ：第台机组所发的有功功率 ：水电厂所带负荷有功功率 不等约束条件： 表示某发电设备发出有功功率时单位时间内所需消耗的水量。 求条件极值问题可用拉格朗日乘数法来解。 即建立一个新的，不受约束的目标函数——拉格朗日函数。 其中为等约束条件 称拉格朗日乘数。 则求最小值时，应有 显然，这个条件有 由于 最终有 因为 是发电设备承担有功功率负荷时的耗量微增率，所以有 这就是等耗量微增率准则。它可解释为，水电厂承担的有功功率一定时（），为使总耗水量最小，应按相等的耗量微增率在各发电机组间分配负荷。 而前述不等约束条件中，有关无功、电压的约束与有功负荷分配不产生直接联系，可以忽略，而 中当按等耗量微增率准则确定的某发电设备的应发功率低于或高于就取或。 2.1.4 AGC约束条件 无论按哪种原则分配有功，都必须满足一定的约束条件，即： ① ② 不在不可运行区（振动区、汽蚀区） 此外还要考虑电力系统对电厂要求的备用容量，上、下游水位限制及下游用水要求等。 2.2 AGC的直观解释 水电厂AGC的最终目的是在保证机组安全可靠运行的前提下，以最少的耗水量发出最大的电能。在电厂中，由于每台机组的容量、运行特性等因素，使得在同一水情条件下，以同样的功率发电时，所消耗的水量有所不同。因此，应综合考虑水情、机组容量、机组不可运行区（