水电站一次调频协调控制优化

水电站一次调频协调控制优化

朱伟滔

朱伟滔

（广西平班水电开发有限公司广西百色533402）

摘要：改革开放以来，我国人民的生活水平不断提高，国民经济也处于高速发展之中，经济的发展加大了资源的需求量，这也就在无形中加大了环境的压力。水电站的建设就是缓解资源压力的一种有效方式，为了保障水电站的运行效率，相关行业还有很多复杂的工作有待推进，特别是水电站的日常管理工作。水电站一次调频协调控制工作就是水电站中的重要工作，为了促进我国水电站行业的长远发展，强化这项管理工作很有必要，本文结合我国水电站的相关实际情况，对如何实现这项工作的优化提出了自己的看法，仅供参考。

关键词：水电站；一次调频；控制优化

引言：

作为水电站日常管理中的重要组成部分，调频控制工作与水电站的工作效率有着紧密联系，但是结合我国当前水电站一次调频协调控制工作的实际情况来看，还存在很多问题，主要表现为控制实现方案比较混乱，容易出现一次调频动作闭锁AGC功能，一次调频工作过量等问题，出现这些问题的原因比较多样，譬如水电机组控制功能不规范，监控系统和调速系统不符合相关标准等等，由于事关水电站的长远发展，所以对相关工作进行强化很有必要，行业要在研究水电机组功频控制技术的基础上，强化对一次调频控制工作的控制，为水电行业的长远发展注入源源不断的动力。

一、水电机组主要功频控制方案

我国的水电站行业经历了比较长的发展时间，在发展的过程中积累了大量的经验和教训，这些经验和教训为我国水电站的日常管理工作创造了巨大的便利。目前我国的水电机组大部分都已经实现了水电机组并网，水电机组的功率和频率调节主要是通过计算机监控系统和调速器完成，按照相关协调控制方式不同，可以将功频控制方案分为两种形式：

首先就是开度反馈方式，这种控制方案在水电机组的功频控制工作中应用比较多，也是最为常见的一种控制方式，主要是通过控制来实现功频控制的目的，控制器大部分情况下都分布在监控系统，调频功能主要是通过脉冲调节的方式来实现，当然，为了适应水电站之间的差异性，也有很少一部分功率控制器在调速器内，将这两种调频功能实现方式进行对比，能够发现这两种控制方式在本质上相同，只是控制功能的分布位置存在一定差异，为了保障开度反馈控制工作的效率和质量，大部分开度反馈工作中都设置了一定的切换开关，这些开关能在协调控制工作中发挥重要的导向作用，并且针对性比较强，不同开关位置都代表了不同的水电机组。

其次就是功率反馈方式，这种协调控制方式在我国相关行业中的应用比较少，因为这种方式在一定程度上与我国的水电站管理工作相悖，在我国水电行业中的适应性比较弱，这是这种技术应用较少的主要原因，所以为了推进我国水电站管理工作的效率，加强功率反馈方式方面的研究也很有必要。这是我国水电行业发展的一个难点，同时也是一个重点。

最后就是频率控制方式，除了以上两种控制手段之外，频率控制方式也是水电站一次调频工作的主要方式，一次调频工作受调速系统的自身频率影响，从而实现对电网的控制，主要是利用调速系统的动态和静态特性。所以在调频工作中，要结合实际情况利用频率控制方式。

二、一次调频协调控制策略

为了保障一次调频协调控制的效率，制定相关的完善策略很有必要，为了加强相关策略的针对性，在进行协调控制工作时一方面要结合行业的工作实际，；另一方面也要顺应时代的发展潮流，对相关控制策略进行调整，下面从开度反馈方式和功率反馈方式两个方面，对完善协调控制策略提出了自己的看法：

首先就是开度反馈方式，主要有以下几个方面的工作需要推进：第一，要统一正常调频和紧急调频；其次在进行调频工作时，不能闭锁AGC响应，第三，在推进频差修正时，要对相关信息和数据进行检验，在最大程度上提高那个调频协调。工作的效率和准确性；最后，在适当的情况下进行频差补偿，频差补偿工作也有很多的具体内容，所以在进行频差补偿工作时一定要充分发挥自身的能动性，及时作出有效的应对措施。通过以上几个方面的控制策略，能大大提高一次调频工作的正常相应，避免由于调速系统的调频动作改变机组出力，所以在进行相关调频控制工作时，一定要综合考虑多种因素。

（一）功率反馈方式

功率反馈模式在正常的运行工作中，功率控制与调频系统共用一个PID能在很大程度上避免功率过调和欠调问题。由于功率的调频和控制工作都共用一个PID，所以强化了调节工作的动态特性，因此可以说功率反馈方式是调频控制工作中比较适用的一种技术，由此也可以看出相关部门加强功率反馈方式的重要性。

三、一次调频调频控制方案仿真验证

（一）开度反馈方式

以一台200MW通过开度反馈模式进行调频控制工作的机组为例，对一次调频协调控制策略的控制结构进行仿真。第一台机器的控制器参数分别为0.08和0.16，首先可以明确的是功率控制器的相关参数，在经过现场机组并网之后再进行一次调频工作，结合实验结果来看，为了保证整个调频控制工作的效率，在实验的过程中对频差PID进行调整工作，但是经历过调整工作之后，机组的功率仍然出现了超调现象，主要是因为在进行一次调频工作是，PID要出口改变导叶指令，这就强调两个控制器之间的配合，如果配合的效果不理想，可能就会造成两个控制器之间的叠加。

而另一个仿真数据则是将功率控制器参数控制在0.08和0.13，频差控制器控制在0.05。通过相关技术进行了一次调频控制工作，机组的功率提高了17.5%，可以得出结论，仿真机组的变化量与理论计算量相适应，在这次仿真实验中，一次调控控制系统发挥了自身的重要作用，可以看出对参数控制进行调整的重要性。

（二）功率反馈方式

以一台150MW采用功率反馈方式的机组为仿真模型，对功率反馈方式的一次调频协调控制技术进行仿真，在仿真工作中功率闭环与频差闭环使用的是同一个控制器，所以在参数的调整上要比开度反馈方式更为简单，在经过参数的调整之后，可以得出控制器的最佳参数是4和2.5，通过相关实验数据和仿真工作的结论可以看出，仿真机组的功率变化量与理想计算量相符合，主要还是因为AGC和一次调频控制工作一起发挥了作用，没有出现抵消和闭锁等负面影响。

四、一次调频协调控制方案的具体应用

（一）开度反馈方式

水电机组的实际情况比较多样，也比较复杂，所以在对一次调频协调控制方案进行选择时，需要考虑多种影响因素，利用水电机组与一次调频之间的关系系验证实验曲线，可以得出，在人为对机组AGC指令进行改变后，AGC指令引起的负荷量变化和一次调频引起的负荷变化量与实际功率变化情况大致相同，在响应稳定后，调频分量会消失；在机组恢复到AGC给定值时，能实现一次调频控制工作的有效释放。

（二）功率反馈方式

作为水电机组调频协调控制的重要方式，功率反馈方式也是水电站一次调频协调控制工作的重点，在一些特殊情况下，对这种控制方式加以利用能够起到意想不到的效果，大部分情况下，水电机组的一次调频控制工作回路和功率闭环控制回路都是叠加控制，控制效果比较好，因此在水电站的日常调频控制工作中，也要加强对功率反馈方式相关技术的应用。

五、结语

从上述叙述中可以看出，我国水电站一次调频协调控制工作还有很多有待完善的地方，不仅是在技术层面上，在管理层面上也是如此，加强水电站一次调频协调控制工作的优化，能在很大程度上促进我国水电工程行业的长远发展，为了达到理想的优化目标，主要有以下几个方面的工作可以加强：从国家层面来说，要发挥宏观调控的作用，为行业的发展营造一种较为良好的外部环境；从水电工程行业自身来说，要加强调频控制工作的重视力度，为行业的长远发展注入源源不断的动力。水电工程行业的发展事关我国人民的生活水平，让我们携起手来一起努力。

参考文献：

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[2]张晓星.镇海发电有限责任公司200MW机组一次调频控制系统的优化[C]//全国火电200mw级机组技术协作组年会.2005.

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[4]张秋生，梁华，胡晓花.电网两个细则实施条件下AGC和一次调频控制回路的改进[J].神华科技，2010，8（1）：48-52.

作者简介：

朱伟滔，1986年08月，男，汉族，广西藤县，大学本科，广西平班水电开发有限公司，助理工程师。