二滩水电站辅助服务AGC被考核原因分析

2017-08-16徐学琴许明勇

水电站机电技术 2017年7期

关键词：设定值调频定值

徐学琴,许明勇

(二滩水力发电厂,四川攀枝花 617000)

二滩水电站辅助服务AGC被考核原因分析

徐学琴,许明勇

(二滩水力发电厂,四川攀枝花 617000)

辅助服务是保证电力系统安全、稳定运行和电能质量合格的重要手段,电站AGC辅助服务的运行经验对电站后期参与市场竞争具有实践意义,本文阐述了AGC辅助服务考核规则,通过对二滩水电站AGC辅助服务被考核原因的分析,提出了一次调频、调节速率、有功调节死区等定值优化建议供同行参考。

辅助服务;A G C;调节精度;调节速率

1 引言

根据华中电网实施两个细则的通知,四川省于2009年底启动发电厂辅助服务及运行管理考核系统建设,2010年正式实施考核。辅助服务考核项目包括:黑启动考核;调度管理考核;非计划停运考核;调峰考核;AGC考核;一次调频考核;无功调节考核;继电保护和安全自动装置管理考核等16项考核。二滩水电站自2010年开始实施AGC辅助服务考核以来,每月AGC均被考核,分析AGC被考核原因具有现实的意义。

2 AGC辅助服务考核规则

2.1 是否投运

无法投入AGC功能或AGC调节性能不满足规定基本要求,每日按0.5万kW·h记为考核电量。

2.2 月可用率

月可用率≥90%,不考核。每低于1个百分点(含不足1个百分点),每台次记考核电量5万kW·h。经调度机构同意退出的时间段,不纳入考核范围。

2.3 调节速率

Ps为机组命令下发设点值,t0为设点命令下发时间,Pr为机组有功实时采集值,tr实时有功值对应时标。

定义t=tr-t0

(1)如果|Pr-Ps|<ε,且t≤△tmax,ε及△tmax为定值,由系统送出。

确定P1=Pr和单个命令响应时间t1=tr

(2)如果|Pr-Ps|>ε,且t>△tmax

确定P1=Pr

分别自动统计15 min下发向上和向下调节命令的个数n,则

向上爬坡率统计规则:对统计周期内的所有的向上爬坡率求平均值。

向下爬坡率统计规则:对统计周期内的所有的向下爬坡率求平均值。

考核规则:统计出的向上调节速度小于向上爬坡率则为不合格,统计出的向下调节速度小于向下爬坡率则为不合格。每天96个点98%以上的点(即94个点)合格AGC才不考核。

每15 min为一个统计时段,取调节速率的平均值。二滩水电站AGC辅助服务的调节速率定值为每台机组10 MW/min,最高60 MW/min。

2.4 调节精度

Pc为机组或电厂可调节容量。

如果|P1-Pc|≤ε且t≤△tmax,△P=0

如果|P1-Pc|>ε且t>△tmax,△P=|P1-Pc|

单个命令调节精度为:ε=△P

以时标统计15 min共下发的命令个数n,

响应死区统计规则:对统计周期内的所有的响应死区求平均值。

考核规则:统计出的调节精度(误差)如果大于响应死区(允许调节误差)则为不合格。

每15 min为一个统计时段,取调节精度的平均值。二滩水电站AGC辅助服务的调节精度定值为20 MW。

2.5 调节容量考核

调节容量考核包括调节范围上限和调节范围下限的考核。

统计规则:对统计周期内的所有的可调范围上限和可调范围下限求平均值。

考核规则:统计出的可调节范围上限小于设定的调节容量上限则不合格,统计出的可调节范围下限大于设定的调节容量下限则不合格。

3 AGC辅助服务考核情况

以二滩水电站2015年4月(每月统计考核时段为上月26日至本月25日)为例,4月考核点共计2976点,其中合格2 487点,合格率约为84%;不合格489点,其中143个点为调节精度不合格,约占29%;192个点为向上调节速率不合格,约占39%; 154个点为向下调节速率不合格,约占32%。4月份因AGC调节性能不满足细则要求被考核电量15万kW·h,该月AGC调节性能不合格天数为30 d,考核天数为31 d,合格天数为1 d。

4 AGC辅助服务考核原因分析

4.1 AGC设定值方面

二滩水电站AGC是四川电网川渝断面联络线潮流调整的主力发电厂,AGC设定值偏小,调整频繁,且存在反复调整的现象。

据统计,2015年8月省调AGC共下发设定值43 050次,全天平均每分钟下发一次设定值,负荷高峰期每16～20 s左右下发一次设定值,最快仅8 s即下发一次设定值,引起调速器频繁调节。设定值偏差在15 MW内的次数达到853次,因设定值过小,不能引起调速器有效的调节,从而达不到良好的调节效果。详见图1。

图1 2015年8月AGC设定值调节次数统计

据了解,省调AGC系统根据联络线潮流功率变化情况并考虑各种因素,计算出总有功设定值,并按一定的规律分配到具备调节能力的各电厂,如果检测到二滩水电站当前总有功输出值与分配给二滩水电站的设定值偏差达到30 MW则省调AGC认为二滩水电站具备调节能力,新的设定值下发到二滩水电站执行。二滩水电站由于受一次调频、模拟量采样环节综合误差和电调的调节死区(4 MW)的影响,很容易达到省调下发新定值的条件,因此,反映到实际中即表现为AGC设定值频繁,AGC前后两次设定值之间的偏差较小。

4.2 负荷分配方面

二滩水电站机组型式为混流式,机组强涡带工况区范围大,水头135 m时,机组振动区范围150～360 MW,水头184 m时,机组振动区范围150～460 MW,机组跨振动区时间需要1 min左右,为避免机组反复跨越振动区,AGC允许有功缺额40 MW,仍不能完全避免设定值反复而导致的频繁跨越振动区问题,机组跨越振动区期间AGC调节速率、调节精度均不能满足辅助服务考核要求。

4.3 负荷调节方面

二滩水电站AGC辅助服务受考核很大因素是受一次调频的影响,当机组并网且在功率反馈方式下检测到机端频率偏离系统频率50 Hz±0.04 Hz时,一次调频动作执行,当频率恢复到50Hz±0.01Hz范围内后,一次调频动作复位停止。一次调频指令信号与功率偏差调节指令叠加在一起共同作用于机组负荷的调节,当一次调频和AGC指令是反方向的情况下,指令出现叠加效应,两种指令都起到了调节作用,但其调节量因互相抵消,均未达到各自的调整值,会出现一次调频和AGC均被考核情况。

图2 二滩水电站6台机组一次调频动作次数统计

图3 机组一次调频影响机组有功调节精度

另外,二滩水电站机组容量大,机组调速器调节死区设置为4 MW,考虑到模拟量采样环节综合误差,全厂总有功输出偏差控制在20 MW以内较困难。

5 AGC辅助服务优化建议

5.1 省调AGC有功调节死区定值优化

为降低二滩水电站机组机械磨损、金属疲劳破坏等情况,改变AGC设定频繁,设定值偏差小的现状,建议将省调侧AGC中设定的二滩水电站有功调节死区由30 MW放宽至50 MW,同时将调节量最大值由80 MW增加至100 MW。需要负荷微调的,由小电厂承担。该建议已获得调度部门的认可并得到实施。

5.2 一次调频定值优化

参与调频、调联络线潮流的水电厂应将一次调频定值按上限50 Hz±0.05 Hz取值,以减小一次调频对AGC精度调节的影响。

5.3 辅助服务中AGC调节速率定值优化

AGC辅助服务考核中调节速率定值简单地将并网机组定值进行代数和,未考虑AGC调节特性,以二滩水电站6台机组为例,调节速率定值为每台机组10 MW/min,当6台机组并网则定值为60 MW/min,实际AGC负荷调节通常只有1～2台机组同时参与调节,大负荷偏差情况下最多3～4台机组同时参与调节即能满足要求。因此,建议AGC调节速率定值考虑AGC负荷分配特性,每台机组10 MW/min,最高40 MW/min。