一种水电站自动发电有功出力控制参数预处理方法技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水力发电控制
，涉及一种水电站自动发电有功出力控制参数预处理方法。
技术介绍
水电站对于有功出力的控制普遍采用先将全厂有功目标值通过自动发电量控制功能(AutomaticGenerationControl，简称AGC)分配至各台水轮发电机组(简称机组)，然后由各台机组分别通过计算机监控系统可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController，简称PLC)或调速器进行比例积分微分(简称PID)闭环调节的方式。但目前为止尚未有一种涵盖并指导水电站机组出力建模、全站有功分配、单机有功调节以及一次调频等所有有功控制环节的系统性算法。各水电站实际应用中的自动发电有功控制功能，普遍存在算法粗糙、完整性缺乏、各功能块衔接性差、策略之间逻辑不匹配甚或冲突等缺点，导致电站在面对较为复杂的工况(如：一二次调频冲突、穿越振动区等)时容易出现各种异常情况。为解决生产中出现的各种问题，或应答电网的辅助服务考核标准及其它特殊要求，由于没有统一的算法作为指导，水电站在对自动发电有功控制功能进行修改时，不是以功能的整体作为优化对象，而是无视策略和参数之间的整体联系，简单粗暴地对部分策略和参数进行孤立修改，于是在解决问题的同时带来了新的问题，反而增加了水电站自动发电控制功能的无序程度。文献1《一种水电站发电机组AGC控制方法》(申请公布号CN102664430A)披露了一种水电站发电机组的AGC控制方法。文...
【技术保护点】
一种水电站自动发电有功出力控制参数预处理方法，其特征在于，包括以下操作：将水电站自动发电有功控制的核心功能划分到AGC、PID两个功能块中进行处理；预处理参数先输入到预处理功能块进行处理，然后再发送到AGC、PID两个功能块，与直接发送给AGC、PID功能块的设备参数、动态参数参生成中间参数，供给AGC功能块建立水电站发电机组的组合出力模型并进行有功分配时调用；所述的预处理功能块包括：向AGC功能块发送预处理值的水头值预处理块、全站有功目标值预处理块、单机有功设定值预处理块和机组不良工况运行优先级预处理块；向PID功能块发送预处理值的单机有功设定值预处理块和单机有功实发值预处理块；而且PID功能块向AGC功能块发送包括单机有功实发值、单机调频修正有功值、单机有功调节死区和单机有功设定差限的参数值。
【技术特征摘要】
1.一种水电站自动发电有功出力控制参数预处理方法，其特征在于，包括以下操作：
将水电站自动发电有功控制的核心功能划分到AGC、PID两个功能块中进行处理；预处
理参数先输入到预处理功能块进行处理，然后再发送到AGC、PID两个功能块，与直接发送给
AGC、PID功能块的设备参数、动态参数参生成中间参数，供给AGC功能块建立水电站发电机
组的组合出力模型并进行有功分配时调用；
所述的预处理功能块包括：向AGC功能块发送预处理值的水头值预处理块、全站有功目
标值预处理块、单机有功设定值预处理块和机组不良工况运行优先级预处理块；向PID功能
块发送预处理值的单机有功设定值预处理块和单机有功实发值预处理块；而且PID功能块
向AGC功能块发送包括单机有功实发值、单机调频修正有功值、单机有功调节死区和单机有
功设定差限的参数值。
2.如权利要求1所述的水电站自动发电有功出力控制参数预处理方法，其特征在于，所
述的各预处理功能块对其所处理的预处理值的获取包括：
a、单机有功实发值的预处理值的获取为：单机有功设定值预处理块对机组多个有功测
量源的优先级进行排序，取有功测量源的测值品质为好的优先级最高的测值作为单机有功
实发值；
b、对水头值的预处理值的获取为：水头值预处理块根据水头设定方式和水头值变化情
况来获取最终水头值；
c、对全站有功目标值的预处理值的获取为：全站有功目标值预处理块根据AGC功能投
入下不同情况结合全站有功目标值、电网有功设定值、集控有功设定值和电厂有功设定值
来获得；
d、单机有功设定值的预处理值的获取为：单机有功设定值预处理块根据输入的单机有
功设定值及机组PID功能投退状态和AGC投退状态，确定单机有功设定值；
f、机组不良工况运行优先级的预处理值的获取为：1)机组不良工况运行优先级预处理
块对各台机组自上次检修期后处于限制运行区和振动区的运行时间进行加权统计，其中振
动区运行时间的统计权重远高于限制运行区运行时间的统计权重；2)对各台机组加权统计
后的时间进行排序，按时间由短到长，依次从高到低设定自动优先级；3)对各台机组设定手
动优先级；4)当优先级设置方式为自动时，取自动优先级作为机组不良工况运行优先级，当
优先级设置方式为手动时，取手动优先级作为机组不良工况运行优先级。
3.如权利要求2所述的水电站自动发电有功出力控制参数预处理方法，其特征在于，所
述的单机有功实发值的预处理值的获取具体包括以下操作：
1)对机组多个有功测量源的优先级进行排序，如果优先级最高的有功测量源的测值品
质为好，取优先级最高的有功测量源的测值作为单机有功实发值；
2)如果优先级最高的有功测量源的测值品质为坏，则对优先级第二高的有功测量源的
测值品质进行判断；
3)如果优先级第二高的有功测量源的测值品质为好，取优先级第二高的有功测量源的
测值作为单机有功实发值，否则继续判断优先级第三高的有功测量源的测值品质，并按照
有功测量源优先级从高至低的顺序依次递推；
4)当递推至优先级最低的有功测量源时，对测量源的测值品质不进行判断，直接取该
有功测量源的测值作为单机有功实发值。
4.如权利要求2所述的水电站自动发电有功出力控制参数预处理方法，其特征在于，所
述对水头值的预处理的获取具体包括以下操作：
10)确定自动水头值，有以下步骤：
1)对所有水位测量装置的测值hi进行过滤，如果hi>hmax或者hi<hmin则将该测值的排除
标记γi置0，反之γi值为1，其中hmax为最高可能水位，hmin为最低可能水位；
2)求未被排除的所有水头测值的平均值3)求未被排除的所有水头测值与差值绝对值的最大值Δh：
Δ h = m a x [ | h 1 - h ‾ | × γ 1 , | h 2 - h ‾ | × γ 2 , ... | h n - h ‾ | × γ n ] ; ]]>4)如果Δh大于可接受的水头测量误差范围herr，则将差异程度最高的水头测值的排除
标记γi置0；
5)重复执行2至4步骤，直到Δh<＝herr；
6)取所有未被排除的水头测值的中值作为自动水头值；
20)确定手动水头值，包括以下步骤：
1)当水头设定方式为手动时，取运行人员的人工设定值作为手动水头值；
2)当水头设定方式为自动时，取最终水头值作为手动水头值；
30)确定最终水头值，包括以下步骤：
1)当水头设定方式为手动时，取手动水头值作为最终水头值；
2)当水头设定方式为自动时，如果所有水头测值都不在有效范围内，则自动将水头设
定方式切为手动；
3)当水头设定方式为自动时，将自动水头值与最终水头值进行比较，如果差值在正常
波动范围内，则取自动水头值作为最终水头值，反之，则将水头设定方式切换为手动；
4)最终水头值变化后，若在该水头下的全站有功出力上限低于全站有功实发值，或有
机组出力上限低于该机组单机有功实发值，则恢复到变化前的最终水头值。
5.如权利要求2所述的水电站自动发电有功出力控制参数预处理方法，其特征在于，所
述对全站有功目标值的预处理值的获取具体包括以下操作：
1)当AGC功能退出时，取所有机组单机AGC有功分配值总和作为全站有功目标值、电网
有功设定值、集控有功设定值、电厂有功设定值；
2)当AGC功能投入且调节源在电网时，取全站有功目标值作为集控有功设定值和电厂
有功设定值，如果电网有功设定值与所有机组单机有功实发值总和的差值在AGC有功设定
差限范围内且处于全站联合运行区，则取电网有功设定值作为全站有功目标值，反之则保
持全站有功目标值不变；
3)当AGC功能投入且调节源在集控时，取全站有功目标值作为电网有功设定值和电厂
有功设定值，如果集控有功设定值与所有机组单机有功实发值总和的差值在AGC有功设定
差限范围内且处于全站联合运行区，则取集控有功设定值作为全站有功目标值，反之则保
持全站有功目标值不变；
4)当AGC功能投入且调节源在电厂时，取全站有功目标值作为电网有功设定值和集控
有功设定值，如果电厂有功设定值与所有机组单机有功实发值总和的差值在AGC有功设定
差限范围内且处于全站联合运行区，则取电厂有功设定值作为全站有功目标值，反之则保
持全站有功目标值不变；
5)当AGC功能投入且调节源在电网时，若电厂与电网通信中断，或者电网无设定值下发
超过一定时间T1，则AGC调节源自动切换至电厂，T1不小于有功设定值曲线下发方式下曲线
上相邻两点的时间间隔；
6)当AGC功能投入且调节源在集控时，若电厂与集控通信中断，或者集控无设定值下发
超过一定时间T2，T2＝T1，则AGC调节源自动切换至电厂。
6.如权利要求2所述的水电站自动发电有功出力控制参数预处理方法，其特征在于，所
述对单机有功设定值的预处理的获取具体包括以下操作：
1)当单机PID功能退出时，取机组单机有功实发值作为单机有功设定值，取单机有功设
定值作为单机AGC有功分配值；
2)当单机PID功能投入且机组未投入AGC时，取单机有功设定值作为单机AGC有功分配
值，如果运行人员手动设值与单机有功实发值的差值在单机有功设定差限范围内且小于或
等于机组出力上限，则取运行人员手动设值作为单机有功设定值，反之则保持单机有功设
定值不变；
3)当单机PID功能投入且机组投入AGC时，若单机AGC有功分配值与单机有功实发值的
差值在单机有功设定差限范围内且小于或等于机组出力上限，则取单机AGC有功分配值作
为单机有功设定值，反之则保持单机有功设定值不变。
7.如权利要求1所述的水电站自动发电有功出力控制参数预处理方法，其特征在于，所
述的设备参数为水电站各发电机组的参数特性，AGC功能块接收的设备参数包括：不同水头
下机组出力上限、不同水头下机组各单机振动区范围、不同水头下机组各单机限制运行区
范围；PID功能块接收的设备参数包括：单机有功调节死区、单机有功设定差限、单机有功突
变界限、调频系数；
所述的动态参数为设备实时状态或运行状况实时参数，包括：各台机组的状态、各台机
组有无事故、全厂有无事故、频率偏差、各机组不良工况运行优先级；
所述的中间参数的计算包括：AGC有功调节死区、AGC有功设定差限、AGC有功突变界限、
单机AGC有功分配步长、单机调频修正有功和不同水头下机组各单机运行区。
8.如权利要求7所述的水电站自动发电有功出力控制参数预处理方法，其特征在于，所
述的设备参数的获取为：
1)不同水头下机组出力上限，根据不同水头下机组的有功调节特性确定或由试验得
出；
2)不同水头下机组各单机振动区范围，根据不同水头下机组的运行稳定特性确定或由
试验得出；
3)不同水头下机组各单机限制运行区范围，根据不同水头下机组的运行稳定特性确定
或由试验得出；
4)机组单机有功调节死区与机组出力上限的比值必须小于或等于电网的AGC考核精
度，再根据水轮机组的有功调节特性予以确定，即机组单机有功调节死区满足：
其中ε为电网AGC考核精度，i为机组号，为机组出力上限；
5)机组单机有功设定差限必须远大于单机有功调节死区：机组单机有功设定差限满
足：6)机组单机有功突变界限必须大于单机有功调节差限：机组单机有功突变界限满
足：7)调频系数应大于或等于电网一次调频积分电量考核公式的对应系数，以保证PID闭
环调节可以兼容一次调频产生的有功开环调节偏差。
9.如权利要求7所述的水电站自动发电有功出力控制参数预处理方法，其特征在于，所
述的中间参数的获取为：
1)AGC有功调节死区大于或等于所有投入AGC机组单机有功调节死区的最大值，小于或
等于所有投入AGC机组单机有功调节死区的总和；即AGC有功调节死区pd满足：
其中θi为机组投入AGC变量，当机组投入AGC时，θ值为1，当机组退出AGC时，θ值为0；
2)AGC有功设定差限大于或等于所有投入AGC机组单机有功设定差限的最大值，小于或
等于所有投入AGC机组单机有功设定差限的总和，远大于AGC有功调节死区，即AGC有功设定
差限psp满足：
m a x [ p s p 1 × θ 1 , ...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡林，吴英，唐海，王占平，鲁铭，周星，田斌，阳灿，李宏飞，陈豪，
申请(专利权)人：华能澜沧江水电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。