梯级电站负荷控制方式

通常，站间AGC仅考虑站间负荷最优分配，而不考虑机组开停机问题，机组开停机功能一般由站内AGC完成。但是机组负荷分配与机组启停密不可分，站间 AGC不考虑机组开停机，将可能导致机组频繁起停。这样不利于安全产和设备维护，更不利于经济运行。
在上述模型的基础上，综合考虑电价差异、上下游电站水量平衡、电站弃水量、旋转备用容量等因素确定适用于清江梯级水电站的开停机模型。在考虑整个流域旋转备用、厂间联合躲避机组振动区以及开停机策略条件下，结合调度经验和专家知识，可建立实用的工程化的站间负荷及旋转备用分配模型。
机组控制方式有手动、半自动和自动三种。对每台机组单独设置控制方式，不仅可以把带“病”或检修机组置为手动方式而不影响AGC运行，而且可以根据电厂综合自动化水平和设备性能实现手动、半自动和自动开停机。控制权可设置为网调、梯调和当地。具有控制权的控制中心的自动开停机命令才有效。而手动开停机遵循当地优先原则，即不能控制权在那一级控制中心，电站当地均可手动开停机。
（5） 在特殊条件下，省调直接发出一站或两站各机组的功率设定值，梯调AGC直接转发。
AGC功能投运后，其运行规程必须严格、规范，注意梯调AGC运行模式和工作状态的协调，特别注意龚、铜两站系统的AGC的运行方式与梯调系统的AGC运行方式的协调。
2．站间AGC
站间AGC的任务是在遵守各项限制条件的前提下，以梯级水电站各级水库总蓄能量最大为原则实时优化分配厂间负荷；诠与此同时，各电厂必须实现站内AGC。目标毵函数如下： Fra bibliotekT N
max ∑∑(Zui,t – ZdN,t)( QINi,t – Qi,t ) Q1，tKQN，t (6.9.1)
四、清江梯级水电站
清江是长江中游宜昌到荆江河段的最大支流，全长423公里，总落差1430米，流域面积约17000平方公里。清江流域多年平均降水量约为1400毫米，年径流量约为127亿立方米，来水的年际、年内分配极不平均。江上依次座落水布亚（1640MW）、隔河岩（1212MW）和高坝洲（252MW）三座电站。目前已建成隔河岩和高坝洲两站。隔河岩水库是年调节水库，它以发电为主，兼有防洪、航行等综合利用的大型水利枢纽。高坝洲是隔河岩的反调节水库，调节库容很小，基本不具备调节能力，无防洪任务。在建的水布亚电站是多年调节水库。梯级调度中心暂设在隔河岩电站。
一级电站紧水滩电站拥有六台单机容量为51.5MW的机组，目前已投入AGC运行。机组的震动区为0～30MW，因此机组的可调范围是30MW－51.5MW。
二级电站石塘电站，尚未具备AGC运行的条件，目前正在筹划之中。
当需要机组参加AGC运行时，开停机是由梯调通过监控系统实现的。机组负荷直接接受省调控制。
1．站内AGC
站内AGC是指在满足机组运行的约束条件下，以迅速、经济的方式自动调节水电厂的有功功率，满足系统的要求。
机组调节方式有手动、开环和闭环三种。对每台机组单独设置调节方式，不仅可以方便调度员根据需要将某台机组设定为固定负荷，而且可以满足传统调度运行方式的各种要求。也就是说可以部分机组按传统运行方式运行，部分机组按AGC运行方式运行。调节权可设置为网调、梯调和当地。调节权的不同决定了站内AGC给定负荷值的来源不同。
二台山站控层由二台DEC工作站等设备构成。基础层为一台开关站控制单元，并用网络连成一体。二台山站控制层子系统同时又作为映秀湾电厂全厂调度中心(即梯级调度层)，与各电站站控级计算机通过串行口和光纤网络实现信息交换和命令传送，调度中心与各子站距离最长达20公里。调度中心与四川省网调采用微波通道实现DECnet远程网络通信。
AGC设有三种工况：运行、停止、挂起。在通信故障、电站设备事故、关键数据错误等状态下，AGC如在行运则转为挂起。在规定时间内，系统恢复正常则将继续回到运行状态；否则转为停用状态，避免电站系统发生震荡。鉴于龚、铜两站的监控系统均有AGC系统，梯调AGC系统又受省调系统的AGC控制，因此，梯调AGC的工作方式较为复杂；又鉴于龚、铜两站无直接的 220kV联络线，且龚站上、下厂也无直接的220kV联络线 ，三站均经省网联络，操作复杂，对AGC的模式和功能影响很大。因此，对梯调AGC运行方式规定如下：
梯级电站负荷控制方式
充分开发我国丰富的水力资源，尽量减少土地的淹没是符合我国人口多可耕地少的国情。梯级开发组成梯级电站既充份开发了水力资源，又减少了土地的淹没，这是一个两全其美的举措。本节介绍了五个梯级电站的调度监控系统。
映秀湾水电厂的调度监控系统是由国家电力公司电力自动化研究院（简称电自院）开发的。紧水滩水力发电厂的计算机监控系统是由中国水利水电科学研究院（简称水科院）研制的，而紧水滩水力发电厂的石塘电站和梯调监控系统是由电自院研制的，调度监控系统由电自院开发的。乌溪江水力发电厂调度监控系统由水科院研制的。清江梯级水电站监控系统是由湖北清江水电开发有限责任公司和电自院开发的。龚嘴水力发电总厂的计算机监控系统是从加拿大CAE公司引进的，具有九十年代后期的国际先进水平。
梯级水电站实现联合控制调度，不仅可以保证各站机组在设计水头范围内稳定运行，避免各电站分开调度时机组经常处于低效率区运行，大幅度减少机组的磨损程度和其它损坏因素，而且可以站间联合躲避振动区，显著地提高了整个流域电厂的出力运行范围，为竞价上网创造了必要条件。
在满足电网调度对清江流域总出力要求的情况下，优化分配流域电站的负荷，即优化调度梯级各电站的水头和水量，实现经济发电、降低水耗，维持水能和电能生产的相对动态平衡，用有限的水量发更多的电。
三、乌溪江水力发电厂
乌溪江水力发电厂位于浙江省衢州市境内，下辖二个梯级水电厂，总装机容量352MW。一级电站是湖南镇电站，由新厂和老厂组成。在老厂中装有容量为42.5MW的机组四台(1979年投产发电)，新厂与老厂相距二公里，装机容量为100MW的机组一台(1996年投产发电)。二级电站是黄坛口电站，在湖南镇下游的26公里处，装有容量为7.5MW的机组四台，容量为26MW的机组二台。一级电站水库为年调节水库，二级电站为日调节水库。梯调设在黄坛口电站。
（3）远方控制。转发省调下送的两站功率设定值。
五种工作状态为：
（1）省调发出全厂有功总值，梯调AGC经计算后，发出两站的功率设定值。
（2）省调发出全厂有功总值，梯调AGC经计算后，发出两站各机组的功率设定值。
（3）省调发出两站的有功总值，梯调AGC直接转发。
（4）省调发出两站的有功总值，梯调AGC经计算后，发出两站各机组的功率设定值。
x=1 I=1
式中，N为水电站个数；T为计算时段数目；Zui,t为第i级电站t时段上游水位；ZdN,t为N级电站t时段下游水位；QIN i,t为第i级电站t时段入库流量；Qi i,t为第i级电站t时段综合利用流量。
一、映秀湾水电厂
映秀湾水力发电总厂位于四川省阿坝州汶川县映秀镇，距离都江堰36公里，距离成都市88公里。全厂包括四个电站和一个开关站，四个电站是渔子溪电站（4×40MW）、耿达电站（4×40MW）、映秀湾电站（3×45MW）和太平驿电站（4×65MW）。全厂调度中心设在二台山开关站。
整个电厂调度系统分为三层：全厂调度层、站控层和基础层。其中站控层和基础层构成各电站子系统。站控层采用工业微机组成，基础层按机组、公用设备等不同对象设置多个现地控制单元(LCU)，站控层计算机与LCU之间通过以太网连接。
在调功模式下，梯调AGC设有三种运行模式、五种工作状态。
三种运行模式：
（1）人工输入。由梯调运行人员键入有功功率设定值。
（2）当地控制。站级AGC在线运行，就地模式，梯调AGC发出两站的有功设定值；站级AGC离线运行，远方模式，梯调AGC发出两站各台机组的有功功率设定值。
该系统具有四遥功能和远方AGC功能。其中遥调功能既可以实现对单台机组的负荷调节，又可以对全厂负荷进行调节；遥控功能既可以启停机组，又可实现对开关、刀闸的控制。
二、紧水滩水力发电厂
紧水滩水力发电厂位于浙江省云和县大溪龙泉溪畔，下辖二个梯级电厂，总装机容量378MW。一级电站是紧水滩电站，装有六台机组，单机容量为50MW。二级电站是石塘电站，装有三台机组，单机容量为26MW，二级相距25公里。一级电站水库为不完全年调节水库，二级电站为日调节水库。梯调设在石塘电站。
约束条件有电网负荷平衡、水量平衡、水库库容（水位）约束、电站出力约束和综合利用流量等。
根据上述模型计算得到的仅是理论上最优解，现实意义不大，其主要原因是：梯级各电站的电价差异，调度给定负荷的较小变动可能导致机组的频繁启停，如何考虑厂间联合躲开振动区等不利因素等。为此，必须对上述模型进行修正及工程化，使其更好地满足实际要求。
AGC包含经济调度功能，承担着完成梯级电站的发电控制的任务与运行计划系统的配合，在以追求最小耗水量为目标的经济效益方面，起着十分重要的作用，是监控系统十分重要的应用功能。设有调频、调功两种模式。应用数据的流向为，省调下送的设定值或运行计划系统规划的有功负荷曲线的当前时段设定值及省调所需的水情数据，送入发电管理系统的数据库，经经济调度优化运算后，分配给两站有功负荷或机组有功负荷。由AGC进行闭环控制。
五、龚嘴水力发电总厂
龚嘴水力发电总厂位于四川省乐山市境内，总厂下辖三个电厂，即龚嘴电站上厂（装机：4×100MW）、龚嘴电站下厂（装机：3×100MW）和铜街子电站（装机：4×150MW）。龚嘴电站上、下厂共用大坝，各有自己220kV开关站。龚、铜两站是大渡河梯级开发的最末两级。
1995年龚嘴水力发电总厂被国家电力公司列为第二批“无人为值班” (少人值守)试点单位，四川省电力局为此作出了具体规划：对龚嘴、铜街子两电站进行以计算机监控为主的自动化改造，包括改造完善铜街子电站计算机监控系统、建立龚嘴电站计算机监控系统，使两电站达到全计算机监控，实现“无人值班”(少人值守)；在沙湾总厂建立梯级电站调度中心，并从加拿大CAE公司引进具有九十年代后期国际先进水平的计算机监控系统。沙湾梯调中心通过以光纤通道为主、微波通信为辅的通信系统与龚铜两站计算机监控系统实现联网，同时实现梯调中心工业电视监控系统与两站联网，实现对两电站的“遥测”、“遥信”、“遥调”、“遥控”、“遥视”等功能。为实现AGC功能创造了条件。