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　　摘要：本文結合鹽鍋峽水電廠實際情況，對機組在AGC控制調節下運行時開機臺數計算方法的分析，找出鹽鍋峽電廠有不同容量機組參與AGC控制調節時出現多開機現象的原因。通過對AGC調節死區進行合理運用，解決了容量相差不太大的不同容量的機組參與AGC控制調節運行時多開機的問題，保證AGC控制機組在枯水時期負荷變動不太大的情況下，確定最佳開機臺數，達到節水增效的目的。

　　主題詞：AGC 調節死區運用

一、前言
　　鹽鍋峽水電廠機組監控系統上位機部分采用南瑞自動控制公司開發的SSJ-3000水電廠計算機監控系統，改造完成后全廠的AGC同時投入運行。在AGC調試階段，根據我廠對機組參與AGC控制調節運行時提出的要求，本著“盡量減小機組在開、停機過程中負荷的波動”的原則，按照調度給定的全廠總負荷以某一臺機的容量為依據，將開機的臺數一次計算出，然后由AGC進行負荷分配、控制調節。隨著我廠增容改造的進行，機組的額定容量變為：5#、8#、9#、10#等4臺機組為50MW、其余6臺機組均為45MW，調度給定負荷時就根據有增容機組容量給定，導致原AGC控制運行時經常出現多開機的現象，迫使我廠機組退出AGC運行。AGC調試階段的控制策略已經與我廠機組容量的變化不相適應，與實際需要開停機臺數出現了矛盾。我們針對原AGC控制程序中計算開機臺數的算法進行了分析，提出合理運用AGC調節死區的辦法來解決這一矛盾。

二、開機臺數計算
　　在原AGC控制程序中，全廠機組在調度給定負荷下開機臺數的計算如下：

　　在該計算方法中，我廠以一號機的容量為依據來計算開機臺數的。如果Nagcneed大于Nagc時就需要開機，開機臺數是Nagcneed截去取整后減去Nagc；如果Nagcneed小于Nagc時就需要停機，停機臺數是Nagc截去取整后減去Nagcneed。從開、停機臺數的計算方法來看，AGC控制開停機臺數的原則是“開機時盡量少開機，停機時盡量少停機”，其少開機或少停機的量是以AGC調節死區和備用容量的大小來調節的。對我廠而言，由于機組的容量比較小，一般設定備用容量的大小為零。根據調度規程規定，全廠負荷的調節死區為當前給定負荷的3%，即：
　　　　　Pdead = Ptotal 3%

　　因此，在AGC控制下，根據調度給定負荷的大小，開機臺數的多少實際上可以用AGC的調節死區來進行調節的。

三、存在的問題
　　從AGC這種計算開機臺數的方法可以看出，當給定負荷稍大于臨界負荷[1]時，AGC控制就要開一臺機。未增容前，我廠機組容量相同，在38.8米的水頭下，帶負荷的能力均為43MW。在這種情況下，調度給定負荷時AGC控制運行比較正常，因此這種開機臺數的計算方法是比較適應的。部分機組經過增容后，我廠有45MW的機組6臺，50MW的機組4臺。機組的容量不相同，導致調度在給定負荷時往往大于這一臨界值。目前在黃河來水偏枯的情況下，我廠一般只能有兩到三臺機運行，此時如果調度給的負荷為90MW時，我廠增容機組和未增容機組搭配運行，45MW和50MW各開一臺，就可以完全滿足給定符合稍大于臨界負荷的調度要求。如果在AGC控制模式下運行，由于沒有考慮有增容后的機組在運行，往往給定負荷在稍大于臨界負荷時AGC就要求多開一臺機，顯然這種開機方式就顯得不合理了。于是運行人員對監控系統AGC控制提出缺陷。

　　廠實現AGC控制運行的最終目的是在保證電廠安全運行的前提下，以經濟運行為原則，確定電廠機組運行臺數、運行機組的組合和機組間的負荷分配，以最少的耗水量發出最大的電能。我廠AGC控制運行出現的這一問題與實現全廠AGC的目的不一致，迫使我廠退出AGC運行。為了解決這一問題，要求運行人員將每天的負荷變化進行單獨記錄，我們依照記錄作了各種模擬試驗，驗證在原AGC的控制模式下運行時，如果增容后的機組不參與AGC運行，則開、停機臺數的計算是正確的；如果有增容的機組參加AGC運行，在計算開、停機的過程沒有考慮增容部分，就出現多開機的現象。一般來講，如果一個電廠的機組容量不相同，在AGC計算開、停機臺數時要根據調度給定的負荷，選擇機組的最佳組合來確定開機臺數和負荷分配。如果我廠要采用這種方法，就要重新選擇AGC控制調節的計算方法，對已經進行了監控改造的我廠，難度和工程量就比較大了，那么有沒有一種簡單而有效的方法來處理我廠AGC存在的問題呢？

四、處理方法
　　在監控系統改造調試階段，為了滿足運行提出調節精度的要求，我們曾做了大量的工作，保證單機PID調節誤差可以達到給定負荷1%的范圍內，即：

　　如果在調度給定負荷P的情況下，AGC分配到各臺機的負荷為Pi,此時全廠的負荷調節誤差δ就有如下關系：

　　由上述分析我們可以知道：當AGC分配給每臺機的負荷不超過其在當前水頭下的最大負荷時，由PID的調節精度完全可以保證全廠的實發負荷誤差在調度給定負荷3%的范圍內。因此，我們可以在原AGC控制模式下，采用適當改變AGC調節死區的方法來改變AGC控制的開機臺數。

　　在AGC控制計算開機臺數的公式中，我廠規定Pbackup為零，死區為當前負荷的3%。由于我廠增容與未增容的機組容量相差不大，在上位機的數據庫中增加根據當前運行機組改變Pdead 的功能塊，當50MW的機組有n臺在發電時，在原來的死區基礎上增加n*4.85（扣除增容機組與未增容機組5MW容量差值的3%），如圖一。這樣，當有50MW的機組發電時，根據我廠的實際機組容量帶負荷，就避免了多開機的情況。

　　上述方法，雖然解決了多開機問題，但在負荷減小時，AGC的調節死區同樣起作用，造成停機不正常。于是在AGC停機控制中計算需要開機臺數時，將計算公式中的Pdead取消，變為：

　　只要給定負荷小于一號機的容量的整數倍，既38.8米水頭下，43MW整數倍即可。

舉例說明：
　　當前我廠的3#、10#機組在運行時所帶負荷為80MW。在原來的計算方法中，如果負荷大于88.4MW時就要多開一臺機。在當前水頭下，這兩臺機的最大帶負荷能力為90MW，顯然不合理。通過改變計算死區的方法后，當機組的設定負荷大于93.25時才要求多開一臺機，這樣在不多開機的情況下滿足了調度給定90MW負荷的要求。如果當前開機為3、5、10號機所帶負荷為130MW時，當設定負荷小于86MW時AGC就要求停一臺機。

五、運行中注意事項及小結
　　在保證原AGC負荷分配、調整和開、停機計算方法不變的情況下，通過上述方法解決了我廠不同容量機組搭配運行時多開機的問題。運行過程中，至于開機優先系數設定等仍與以前一樣。

　　這種修改方法并沒有考慮在不同負荷情況下機組的最佳組合，只有容量為50MW的機組在發電時上述修改才有效。因此在運行過程中，運行人員根據附表所列不同負荷下的最佳機組組合和負荷曲線適當調整機組的優先系數，保證機組的最佳組合。當調度給定負荷大于當前實發負荷時，若實際發電的增容機組滿足最佳開機臺數的要求，全廠負荷設定與調度給定一致；若不滿足要求，可以將負荷寫小，待增容機組發電后將全廠負荷調整到調度給定負荷。當調度給定負荷小于當前實發負荷有停機要求時，設定負荷必須小于一號機當前水頭下最大負荷（43MW）的整數倍，待發出停機令后負荷再設為調度給定負荷。

　　經過修改后，通過一段時間的試運行，可以滿足調度根據我廠機組的容量給定負荷的要求。但在采用上述辦法解決我廠多開機問題時，首先要求機組的PID調節誤差要滿足要求，其次我廠增容與未增容的機組容量相差不大。如果上述兩個條件不滿足，這種方法能否有效還有待于驗證。

注解：
　　[1] 臨界負荷：在當前負荷下，需要再開一臺機的最小負荷或要停一臺機的最大負荷。

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