一种开度模式下AGC和一次调频相互叠加的控制方法与流程

本发明涉及水电站自动控制领域，具体地，涉及一种开度模式下agc和一次调频相互叠加的控制方法。

背景技术：

agc(自动发电控制)是通过修改有功出力给定来控制发电机有功出力,从而跟踪电力系统负荷变化。一次调频是调速器根据系统频率的偏差快速做出相应，按整定的调差系数自行改变导叶开度，从而引起机组有功功率的变化来维持系统频率的稳定。实际运行中，两者因为有时需要同时调节或调节方向不一致经常出现矛盾。

关于两者的配合关系，国家电网范围内的机组执行的是一次调频优先，以往大多数机组设定的是一次调频动作期间，agc调负自动退出，一次调频动作完成后agc再重新投入运行。由于一次调频动作期间，agc不能进行负荷调节，不利于机组的安全稳定运行，近年来提出了两者新的配合策略，一种是一次调频和功率闭环相互叠加，保证二者同时可以进行调节，另外一种是采用“同向叠加、反向闭锁”，即如果功率闭环有功给定值和一次调频动作方向相同，则执行效果为两者相互叠加，如果动作方向相反，则闭锁功率闭环调节，仅执行一次调频调节。这两种方式相对合理些，但水电机组因为考虑机组稳定运行原因，大都采用的是开度调节模式，如果放任两者同时调节，结果只能是agc调节完成后，一次调频才能起作用，目前仍没有一个比较好的方法实现两者动作效果的相互叠加。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种开度模式下agc和一次调频相互叠加的方法，使水电机组在运行过程中两者能够协调配合，维持电网频率的稳定。

为实现上述发明目的，

本技术：
提供了一种开度模式下agc和一次调频相互叠加的控制方法，所述方法包括：

步骤一：在调速器控制程序中增加机组实时的净水头信号；

步骤二：在调速器控制程序中增加一次调频功率动作量信号，并将该送至计算机监控系统；

步骤三：根据水电站的实际运行水位划分出若干个试验水头；

步骤四，在每个试验水头下将水电机组从空载增至额定负荷，获得当前水头下机组开度和功率的对应关系；

步骤五，当机组一次调频动作时，经过程序计算得到一次调频导叶开度动作量，通过步骤四获得的水头-开度-功率曲线，插值计算得到当前水头、当前负荷下一次调频功率动作量；

步骤六：一次调频功率动作量通过ao输出送给计算机监控系统，监控系统将一次调频动作量和agc进行叠加，叠加后的功率给定值经过pid计算输出给调速器调整导叶的开度，从而达到开度模式下agc和一次调频相互叠加的效果。

本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明解决了水电机组开度模式下，一次调频和agc难以相互叠加、协调配合的问题，通过插值计算得到了机组一次调频功率动作量并上传监控系统，实现了真正意义上的agc和一次调频相互叠加，有利于机组快速响应电网频率的变化，维持系统频率的稳定。该计算方法也可用于调度考核机组一次调频功率贡献量，解决了开度模式下机组一次调频贡献量难以精确量化的问题，对于上游水库运行水位变化较大的电站尤其适用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；

图1是本发明的具体实施流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

请参考图1，一种调速器开度模式下agc(自动发电控制)和一次调频相互叠加的控制方法，可以按以下步骤实施：

1)在调速器控制程序中增加机组实时的净水头信号。

2)在调速器控制程序中增加一次调频功率动作量信号并通过ao输出送至监控系统。

3)在调速器控制程序中增加n个水头下导叶开度和有功功率对应关系参数组，并可以根据机组实际运行情况实时进行修改。

4)根据电站的实际运行水位划分出最大水头、额定水头、最小水头等n个试验水头。在每个试验水头下将机组从空载逐渐增加至额定负荷，得到当前水头下开度和功率的对应关系，然后保存至调速器。

5)当机组一次调频动作时，调速器内部程序计算得到调频开度动作量，根据实时采集到的水头值和内部保存的水头-开度-功率曲线经过插值计算得到当前水头、当前负荷下一次调频功率动作量。

6)一次调频功率动作量经过通过ao输出送至监控系统后进行叠加，经过pid运算后控制机组的导叶开度，最终控制机组的有功输出，实现一次调频和agc的相互叠加。

7)本次一次调频动作完成，下次一次调频动作时重复步骤五。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：

1.一种开度模式下agc和一次调频相互叠加的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤一：在调速器控制程序中增加机组实时的净水头信号；

步骤二：在调速器控制程序中增加一次调频功率动作量信号，并将该信号送至计算机监控系统；

步骤三：根据水电站的实际运行水位划分出若干个试验水头；

步骤四，在每个试验水头下将水电机组从空载增至额定负荷，获得试验水头下机组开度和功率的对应关系；

步骤五，获得调速器一次调频导叶开度动作量，通过步骤四获得的水头-开度-功率曲线，插值计算得到当前水头、当前负荷下一次调频功率动作量；

步骤六：基于步骤五得到的一次调频功率动作量通过ao输出送给计算机监控系统，计算机监控系统将一次调频功率动作量和agc进行叠加，叠加后的功率给定值经过pid计算输出给调速器控制导叶的开度。

2.根据权利要求1所述的开度模式下agc和一次调频相互叠加的控制方法，其特征在于，所述在调速器控制程序中增加机组实时的净水头信号。

3.根据权利要求1所述的开度模式下agc和一次调频相互叠加的控制方法，其特征在于，所述在调速器控制程序中增加一次调频功率动作量信号。

4.根据权利要求3所述的开度模式下agc和一次调频相互叠加的控制方法，其特征在于，根据水电站的实际运行水位划分出最大水头、中间水头1、额定水头、中间水头2…、最小水头等n个试验水头。

5.根据权利要求1所述的开度模式下agc和一次调频相互叠加的控制方法，其特征在于，所述在每个试验水头下将水电机组从空载增至额定负荷，获得当前水头下机组的开度和功率的对应关系。

6.根据权利要求1所述的开度模式下agc和一次调频相互叠加的控制方法，其特征在于，根据电网频率的大小、水电机组设定的频率死区和转差系数，获得一次调频导叶开度动作量。

7.根据权利要求1所述的开度模式下agc和一次调频相互叠加的控制方法，其特征在于，通过步骤四获得的水头-开度-功率曲线，插值计算得到当前水头、当前负荷下一次调频功率动作量。

8.根据权利要求1所述的开度模式下agc和一次调频相互叠加的控制方法，其特征在于，计算机监控系统将一次调频功率动作量和agc给定值进行叠加，叠加后的功率给定值经过pid计算输出给调速器控制导叶的开度。

技术总结
本发明公开了一种开度模式下AGC和一次调频相互叠加的控制方法，包括：在调速器控制程序中增加机组运行净水头信号；在调速器控制程序中增加一次调频功率动作量信号并上传监控系统；根据电站的实际运行水位划分出n个典型试验水头；在每个试验水头下从空载加负荷至额定功率，记录导叶开度和功率的对应关系；调速器内部程序根据频率偏差计算得到一次调频开度动作量；一次调频开度动作量经过差值计算得到一次调频功率动作量并上传监控系统；监控系统进行叠加后通过PID计算后调节导叶开度来维持电网频率稳定；本发明解决了目前开度模式下AGC和一次调频不能实现相互叠加的问题，有利于机组和电网的安全稳定运行。

技术研发人员：刘凯;刘勇;谢波;张祖新;赵津尉;张汐;黄安多
受保护的技术使用者：四川省电力工业调整试验所
技术研发日：2019.12.13
技术公布日：2020.04.07