水电厂全厂负荷控制策略

水电厂全厂负荷控制策略

一、全厂控制负荷分配策略

以耗水量而言，水轮发电机组按等微增率分配有功功率是最经济的。当机组型号和额定功率相同时，即可认为机组的水耗微增率特性是相同的，因此可简化为水轮发电机组功率按等比例分配的原则。但是，这是忽略了水轮机的机械磨损对发电成本的影响。而水轮机的机械磨损主要是在功率调整过程中发生的。如果每次给定功率的变化，不管功率变化多大，全厂所有参与AGC运行的机组都将进行相应的调节。例如，华东总调每八秒钟更新一次全厂功率给定值，也就是说在系统负荷发生变化时，每八秒钟不管全厂给定功率变化多大，每台机组都要进行相应的调节，显然这是不合理的。为此，采用“有级分配机组功率”的方法，基本上可实现每次给定功率的变化只发生在极少的机组上。所谓“有级分配机组功率”即机组的给定功率变化是阶梯形的，而每一个阶梯的“级差”是有限的（如5MW，10MW等）。这样，机组间的功率分配是有差别的，但和等微增率分配差别不大，其最大的误差就是功率分配阶梯的“级差”。

例如：某水电厂有三台100MW的机组正在运行，功率分配级差为10MW。假如，调度所的给定功率为180MW并已调结束，每台机组的负荷均为60MW。几秒钟后给定功率刷新为193MW，则三台机组的给定功率分别为70MW、63MW和60MW；又过几秒钟后给定功率为

200MW时则三台机组的给定功率分别为70MW、70MW和60MW。由上可见，“有级分配机组功率”相对于“平均分配机组功率”机组的调节频度大大减少，从而减少了功率调整部件的机械磨损。当参加AGC运行的机组增加时，其优越性更加明显。

目前华东电网AGC运行方式是每隔八秒钟给定功率刷新一次，但每次给定功率一般变化不大。采用“有级分配机组功率”方法后，适当选择“级差”值，每次调节只需一至二台机组响应即可。既可大大减少机组功率调节的频繁程度，减轻了调速器和和有关部件的机械磨损，同时也满足了全厂经济运行的要求。

水轮发电机组的功率调节性能很好，通常机组功率从空载到满载，负荷上升时间小于一分钟。

在全厂有功功率控制调节下，采用PID调节方式，适当选择PID的系数，使机组在接收到给定功率突变值后30秒内，应实现70％的功率增量的调节，并在1分钟内完成调节过程。如果超调过大时，可采用反向的“制动”调节脉冲消除或减少超调量，从而提高了有功功率的调节品质。

二、全厂控制调节速率要求

水轮发电机组的功率调节方式，可以是单机调节方式，也可以是全厂控制调节方式。两者差别是，单机控制调节方式下，调度所给定的是每台机组的给定功率。而全厂控制调节方式下，调度所给定的是全厂总功率，每台机组的给定功率是由电厂计算机控制系统分配的。在每台机组正常运行的功况下，这两种调节方式下差别不大。但在特殊的

情况下，例如在单机调节方式下，某台机组较长时间不响应调度所的给定值，造成较大的场率调节误差，甚至影响电能质量。而在全厂控制调节方式下可在给定功率回路中增加积分环节，弥补名机组引起的功率误差。

水轮发电机组大多采用微机型的调速器，负荷调节方便，调节范围宽，调节速度快，可在一分钟内从零功率增至满负荷。为了使水轮发电机组持续稳定运行，必须设定合理的调节死区。调节死区的范围在保证进入死区后能稳定运行的前提下，调节死区应尽可能小一些，以保证功率调节的精度，提高调节品质。一般调节死区设定为1～2％机组功率额定值。

在全厂负荷控制条件下，在功率控制回路中增加积增加积分环节，选择合理的积分系数，能大大提高全厂总功率的调节精度。特别在特定的工况下，例如某台机组因故而导致和上位机通信失败，给定功率不能更新，此时积分环节能将通信失败机组的功率差额自动转移到通信正常的机组上，从而使全厂实发功率满足系统的要求。