黃志力

摘 要：新豐江電廠自動發(fā)電控制（AGC）自投入運行以來，水電機組其啟動、調節(jié)迅速，是當時廣東電網調頻調峰主力廠，對穩(wěn)定電網頻率、電壓起了良好作用，有效提高廣東電網的電能質量。但是，因為主要擔任調頻調峰任務，需要水電機組的負荷的頻繁調節(jié)以及長時間旋轉備用運行，從而使得電氣設備和輔助設備的磨損以及機組耗水率都大幅增加，不但影響水電機組長期經濟、安全運行，而且也使機組檢修成本大幅增加。

關鍵詞：自動發(fā)電控制；水電機組

中圖分類號：TV734.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）18-0097-01

1 全廠AGC負荷控制模式（給定全廠總功率方式）

帶來的問題

1.1 在AGC運行調節(jié)范圍內，多臺機組長時間帶部分負 荷運行

經統(tǒng)計，機組調峰調頻時間一般在工廠上下班前后出現高峰，為了減少機組啟停及快速調節(jié)負荷，機組在負荷低于40 MW的低負荷區(qū)運行時間長，四臺機組旋轉備用運行時間占運行時間的四分之三，導致單位電能耗水率增大。

1.2 負荷調節(jié)幅度大，調節(jié)速率大，常常使機組穿越或處 于振動區(qū)內運行

機組并網后從額定負荷至空載，從空載至額定負荷的調節(jié)時間較多，從有功曲線統(tǒng)計，平均每天調節(jié)約180次/日，調節(jié)次數最多可達250次/日，大幅度調節(jié)（從20 MW到300 MW）占三分之一，最大調節(jié)速率約50 MW/min。另外，我廠機組AGC運行調節(jié)范圍為0～30 MW和50～85 MW ，由于調節(jié)死區(qū)的存在，在上調節(jié)時，機組經常帶45 MW負荷運行，調節(jié)死區(qū)導致下調節(jié)時，機組經常帶35 MW負荷運行，即進入振動區(qū)。經統(tǒng)計，一天內，機組穿越振東區(qū)少則151次，多則250次，在振東區(qū)時間從32～61.5 min之多。

頻繁調節(jié)、穿越振東區(qū)及在振東區(qū)運行導致：①水輪機接力器密封磨損損壞，漏油頻繁。②調速環(huán)抗磨塊磨損嚴重，在日常的維護中，結合機組的低谷消缺機會，給抗磨塊加注潤滑油，增加了設備的維護工作量。③導水機構半圓鍵竄起、錯位頻繁，雙連臂銷釘轉動、下沉。④導水葉套筒密封盤根磨損損壞，漏水嚴重，導水葉套筒密封圈過度磨損后斷裂，造成大量漏水。一次小修更換了14只套筒L型密封圈。換下來的L型密封圈已磨穿、撕裂、掉塊。⑤頻繁調節(jié)，導致水輪葉片汽蝕嚴重，并產生裂紋。⑥頻繁調節(jié)，導致基礎環(huán)空蝕嚴重，經常要灌漿。

1.3 負荷頻繁調節(jié)，輔助設備運行壓力增大

由于機組負荷不斷地變化，機組的壓油泵由原來帶固定負荷一天啟動5次增加到啟動95次。由于接力器動作頻繁，密封磨損塊，漏油量增大，導致漏油泵啟動次數也大幅增加。

經以上統(tǒng)計分析， AGC功能投運后，過于頻繁的負荷調節(jié)，使水輪機接力器、導水機構相關部件故障增加，出現漏水、漏油、漏氣現象嚴重，尾水管、基礎環(huán)、轉輪汽蝕嚴重，轉輪葉片發(fā)生裂紋明顯高于以往幾年。使得檢修成本大幅增加。

2 單機AGC負荷控制模式

在進行了AGC方式下對機組運行的綜合影響分析后，提出采用單機AGC直控方式，采用這種方式可以從調度側解決機組過于頻繁開啟、調節(jié)和在45%以下長期運行的問題。

2.1 增加單機AGC負荷控制模式設計原則及控制示意圖

原有全廠AGC功能必須保留，保證隨時可進行切換，以免在單機AGC負荷調度故障的時可切換到全廠AGC模式，增加AGC可靠性；調度中心與電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)保持原有104、101通訊方式，增加模式切換及安全校核策略：機組不可調（具體包括機組非發(fā)電態(tài)或調速器非自動方式，或有功PID調節(jié)未投入），退單機AGC；機組LCU故障（具體包括LCU與主機通訊中斷或機組有功測量源故障），退單機組AGC。

在保證使原有調度通信系統(tǒng)不發(fā)生變化前提下，要符合南方電網《中國南方電網自動發(fā)電控制（AGC）調度管理規(guī)程》要求；單機AGC負荷控制模式控制策略必須滿足調度系統(tǒng)《中國南方電網自動發(fā)電控制AGC技術規(guī)范》、《廣東電網自動發(fā)電控制運行管理規(guī)定》相關要求和規(guī)定，系統(tǒng)實時維護和軟硬件調整不影響現有設備的正常運行工作，該系統(tǒng)處理速度及與現有設備通信速率等綜合處理實時響應時間不影響電網對AGC調節(jié)響應要求；單機AGC負荷控制模式須性能穩(wěn)定可靠，必須滿足電力二次安全防護規(guī)定。

單機負荷控制模式指調度對每臺（共四臺）機組單獨下發(fā)負荷值進行控制，相當于將新豐江的四臺機組等效于四個電廠進行負荷設置，如圖1所示。

為使單機AGC控制得到實現，電廠側需修改AGC接口程序、通信程序、AGC運行監(jiān)視畫面，修改PQ調節(jié)程序，以實現單機直控的閉環(huán)調節(jié)，如圖2所示。

3 單機AGC直控方式應用情況

根據新豐江廠這幾年全年機組運行情況統(tǒng)計情況表及各季度運行情況統(tǒng)計表，總結如下：

①新豐江廠四臺機組運行于50 MW以上的時間占總運行時間的92%以上，即該區(qū)間全廠出力在200 MW以上。

②新豐江廠四臺機組全年運行于30～50 MW振動區(qū)的時間較短，單機全年不超96 h，基本屬于加減負荷過程的穿越時間。

③新豐江廠四臺機組全年單機低負荷區(qū)運行時間不超過179 h，滿足水輪機行業(yè)標準規(guī)定的單機年度低負荷區(qū)（0～ 30 MW）運行時間低于500 h的要求。

④新豐江廠機組全年及各季度運行于低負荷及振動區(qū)的時間較短，90%以上時間運行于高負荷區(qū)，能滿足新豐江廠機組安全運行要求。

4 結 語

自2013年第二季度新豐江廠單機AGC控制模式投運以來，新豐江廠機組運行工況明顯改善。同時，新豐江廠全年單機低負荷區(qū)運行時間不超過179 h，滿足水輪機行業(yè)標準規(guī)定，單臺機組年度低負荷區(qū)（0～30 MW）運行時間低于500 h的要求。

參考文獻：

[1] 王偉.AGC在水電廠運行中的優(yōu)化和應用研究[D].南寧：廣西大學，2014.

[2] 劉昌全.水電廠機組AGC運行影響分析及控制對策[J].通訊世界，2015，（10）.