一种水电机组一次调频与AGC协调控制方法和系统与流程

一种水电机组一次调频与agc协调控制方法和系统
技术领域
1.本发明属于电力系统调频技术领域，是一种水电机组一次调频与agc协调控制方法和系统。


背景技术：

2.对于采用功率模式调节的调速器，一般agc与一次调频采用同一组参数，为达到快速响应agc指令的目的通常会在功率控制环节增加一个前馈系数，前馈系数的选取与机组运行水头有关，前馈系数太大会增加超调量，前馈系数太小调节速率达不到要求。
3.云南电网实行异步联网后，系统频率敏感，机组一次调频调节速率太快不利于系统频率稳定。对于功率调节模式下有功调节与一次调频共用同一组pid参数的电站，降低一次调频调节速率，也会降低agc调节速率，极易造成agc调节速率不满足电网的要求。
4.因此，寻找一种既能快速响应agc指令又能满足一次调频要求的协调控制方法成为迫切需求。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本发明提出一种水电机组一次调频与agc协调控制方法和系统，通过在调速器控制程序中增加一个参数切换模块，根据不同指令切换不同控制参数，实现了一次调频与agc协调控制。
6.本发明既实现了快速响应agc指令，又满足一次调频要求的协调控制。机组在响应一次调频和agc指令时既能快速响应agc指令又能满足一次调频的要求。不需改变硬件上的设置，通过优化控制系统程序和控制参数便可实现。
7.本发明的一种水电机组一次调频与agc协调控制方法，包括：在调速器控制回路中增加参数切换模块，用于切换调频参数或agc参数；在调速器控制中增加一组agc控制参数，根据需求修改；水电机组正常运行时，执行一次调频参数；当有agc指令时水电机组执行agc参数。
8.进一步地，切换调用调频参数或agc参数：水电机组正常运行时，pid参数采用调频参数，当有agc指令下达时pid参数切换为agc参数。
9.进一步地，水电机组正常运行时执行一次调频参数：当机组频率超过频率死区时，根据频差计算出有功调节量。
10.进一步地，当有agc指令时水电机组执行agc参数：水电机组正常运行且机组频率在死区范围内时，当有新的agc指令时，pid参数切换为agc参数；机组在一次调频过程中，当有新的agc指令时，pid参数切换为agc参数，根据有功调节指令和当前有功计算出有功调节量。
11.本发明还涉及的一种水电机组一次调频与agc协调控制系统，包括采集器，控制器接收采集器采集的数据，并进行如下处理：
水电机组正常运行时，pid参数采用调频参数，当有agc指令下达时，pid参数切换为agc参数；当机组频率超过频率死区时，根据频差计算出有功调节量；水电机组正常运行且机组频率在死区范围内时，当有新的agc指令时，pid参数切换为agc参数；机组在一次调频过程中，当有新的agc指令时，pid参数切换为agc参数；根据有功调节指令和当前有功计算出有功调节量。
12.本发明还涉及的一种电子设备，包括存储器、处理器以及在存储器上，并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
13.本发明还涉及的一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现如上述方法的步骤。
14.本发明中，在调速器控制回路中增加一个参数切换模块，用于判断调用调频参数或agc参数。水电机组正常运行时pid参数采用调频参数，当有agc指令下达时pid参数切换为agc参数。
15.在调速器控制程序中增加一组agc控制参数，并在控制面板中显示。根据调节需求可以在控制面板中对参数进行修改。
16.水电机组正常运行时pid参数采用调频参数。当机组频率超过频率死区时，根据频差计算出有功调节量，通过pid参数可达到优化一次调频调节过程的目的。
17.水电机组正常运行且机组频率在死区范围内时，当有新的agc指令时，pid参数切换为agc参数；机组在一次调频过程中，当有新的agc指令时，pid参数切换为agc参数。根据有功调节指令和当前有功计算出有功调节量，通过agc参数可达到优化agc调节的目的。
附图说明
18.图1为本发明实施例的控制系统的系统框图；图2为本发明实施例的调速器控制模型；图3为本发明实施例的agc与一次调频协调控制试验图。
具体实施方式
19.下面将结合本技术实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
20.除非另外定义，本技术实施例中使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。“上”、“下”、“左”、“右”、“横”以及“竖”等仅用于相对于附图中的部件的方位而言的，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的
描述和澄清，其可以根据附图中的部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
21.如图1所示，本实施例的水电机组一次调频与agc协调控制系统，包括采集器、控制器、显示器和存储器。显示器显示处理过程和最终结果，也可以供操作者进行界面控制和输入，存储器存储相应的采集的数据和处理的结果。
22.控制器接收采集器采集的数据，并进行如下处理：水电机组正常运行时，pid参数采用调频参数，当有agc指令下达时pid参数切换为agc参数；当机组频率超过频率死区时，根据频差计算出有功调节量；水电机组正常运行且机组频率在死区范围内时，当有新的agc指令时，通过指令判断环节判断后pid参数切换为agc参数；机组在一次调频过程中，当有新的agc指令时，优先执行agc参数；根据有功调节指令和当前有功计算出有功调节量。
23.需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。
24.这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
25.例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路，或，一个或多个微处理器，或，一个或者多个现场可编程门阵列等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统的形式实现。
26.在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本技术实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在可读存储介质中，或者从一个可读存储介质向另一个可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质等。
27.原有的调速器控制模型如图2所示，agc调节与一次调频采用同一组k
p
，ki调节参数。在一次调频模式下，当有频率偏差δf/时，通过δf/b
p
计算得到需要调节的有功功率δp；在agc调节模式下，当有有功调节指令时，对比功率给定和机组功率可计算得到需要调节的有功功率δp；两种模式都通过同一组k
p
，ki参数来调节有功功率的变化速率。
28.调速系统设有功率给定前馈功能，其作用是在不影响一次调频调节速率的同时提高agc调节的速率。当收到有功调节指令时，计算功率给定和机组功率的差值δp，根据功率
差值按照设计整定的功率给定前馈曲线输出对应水头下的给定量调节有功功率，起到快速调节的作用。但该方法受功率给定前馈曲线准确度的影响，实际工程中在某些水头下前馈曲线的不准确会造成有功振荡，超调等不良后果。
29.如图3所示，本实施例的调速器的控制模型，在原有调速系统控制模型中增加一个参数切换模块，当没有有功调节指令时，调速器默认为调频参数（即功率k
p
，ki），保证一次调频的调节速率和调节品质，当频率偏差超过频率死区，一次调频动作，调速器根据调频参数对机组有功进行调节，当一次调频动作时如有有功调节指令，则切换为agc参数（即agck
p
，ki）进行有功快速调节，当机组功率到达目标值后，若在5s内没有新的有功调节指令则切换为调频参数。该方法在不更改硬件的条件下通过增加一个参数切换功能实现了一次调频与agc调节的相对独立，可以灵活的调节两种调节方式的调节速率以满足要求。
30.本实施例的水电机组一次调频与agc协调控制方法，包括：第一步、在调速器控制程序中增加一个参数切换模块。
31.在调速器控制回路中增加一个参数切换功能，用于切换调频参数或agc参数。水电机组正常运行时pid参数采用调频参数，当有agc指令下达时pid参数切换为agc参数，当机组有功功率调节到目标值后5s若无新的agc指令，pid参数切换为调频参数。
32.第二步、在调速器控制程序中增加一组agc控制参数。
33.在调速器控制程序的pid参数中增加一组agc控制参数，用于调节机组对agc指令的速调节，并在控制面板中显示agc控制参数，通过对agc控制参数进行修改来调节有功调节速率的快慢。
34.第三步、水电机组正常运行时执行一次调频参数。
35.水电机组正常运行时pid参数采用调频参数。当机组频率超过频率死区时，根据频差计算出有功调节量δp=δf/b
p
，δf表示频差，b
p
表示调差系数，通过调节pid参数可达到优化一次调频调节过程的目的。
36.第四步、当有agc指令时水电机组执行agc参数。
37.水电机组正常运行且机组频率在死区范围内时，当有新的agc指令时，pid参数切换为agc参数；机组在一次调频过程中，当有新的agc指令时，优先执行agc参数。根据有功调节指令和当前有功计算出有功调节量（即当前功率和有功指令的差值），通过agc参数可达到优化agc调节的目的。
38.应用实例通过以上方法在某电厂进行了参数优化试验。
39.如图3所示，试验结果表明当机组频率由50hz变为50.2hz时，调节时间为19.7s，当机组频率由50hz变为49.8hz时，调节时间为22.5s，满足相关要求对一次调频调节时间的要求。当agc下发有功调节变化10mw的指令时有功调节速率为2.58mw/s，满足调度对有功调节速率的要求。并且一次调频与agc控制逻辑应正确，调节量准确。
40.本实施例的实施例平台为水电机组调速器，在调速器控制逻辑中增加一个指令判断环节和两组参数实现了机组在响应一次调频的时候指标满足相关要求，还实现了机组在响应agc指令时有功调节速率满足调度要求。