厂级AGC/AVC控制系统

　　一、 产品介绍

　　自动发电控制 (AGC)主要功能是维持发电功率和负载功率的平衡，保证电网的电能质量。作为能量管理系统EMS的重要组成部分，AGC是短期实时经济调度主要内容之一，也是现代电网运行管理中的一种有效的技术措施。厂级AGC作为衔接电网负荷指令与机组负荷控制的中间枢纽系统，既能满足电网安全、优质、经济运行需要，又能提高发电厂高效、节能、协调运行水平，增强电厂的自主性和协调性。

　　电力系统自动电压控制(AVC)是电力系统安全、经济运行的重要保障。 AVC主要是针对负荷波动造成的电压变化动作来控制调节各电厂励磁，实现发电厂侧的一级电压控制。AVC 子站是以系统电压为参考量，以调节机组的无功出力为技术手段的闭环控制系统。

　　系统工作原理如下图1所示：

图1 系统工作原理图

　　我公司厂级AGC/AVC 智能控制单元与远动机一体化设计，如图2所示，规约丰富、逻辑功能强大，可节省投资，减少通讯中间环节，保证数据时效，提高系统可靠性。

图2 智能控制单元

　　厂级AGC工作原理：厂级AGC改变了传统点对点直控机组的调度方式，在接受调度中心下达的全厂负荷指令后，根据各台机组的煤耗率、脱硫效率、响应速率、调节范围、上网电价、辅机运行方式等参数，自动、合理地进行全厂机组的优化组合和合理分配，用最少的煤发最多量的电，可以有效降低发电成本，促进机组高效、经济运行。

　　AVC子站工作原理：在线接收调度AVC系统的高压母线目标电压值，根据母线电压的设定值计算出系统需要发出的总无功值，应用合理的分配策略将系统的总的无功目标值分配给各个发电机，通过调节发电机的励磁来调节发电机的无功，从而实现调节母线电压的目的。

　　二、 产品功能

　　1) 通信功能

　　能够与网控系统RTU、调度主站系统、SIS系统通信，支持多种通信方式，包括专线通信方式和网络通信方式，支持MODBUS、CDT、DL/T634.5.101-2002、DL/T634.5.104-2002、IEC101、IEC104等常用标准规约。

　　2) 数据采集与处理功能

　　实时采集电厂内各发电机组运行信息以及其他设备开关状态量，了解整个火电厂机组的运行情况，为各机组负荷的经济最优分配和母线电压调节提供数据支撑。

　　3) 煤耗曲线拟合功能

　　能构建合理的数学模型，可随着机组运行工况的变化对机组的供电煤耗特性曲线进行拟合，并能综合考虑机组对外供热因素、电价煤价差异等，对各机组的煤耗特性曲线进行修正。

　　4) 负荷优化分配功能

　　采用等微增率法、动态规划法、比例分配法、等微增率与动态规划相结合的优化算法等进行寻优，得出最佳负荷分配策略。

　　5) 运行监视功能

　　实时采集系统运行信息以及其他设备开关状态量，能方便地监视系统的运行工况、开关状态、设备运行状态、与其他设备的通信状态，并能对一些关键状态进行监视。

　　6) 计算统计功能

　　可对指定的采集量进行平均值、最大值及发生时间、最小值及发生时间等统计，可统计AGC/ AVC功能可用率、AGC/ AVC控制合格率等。

　　7) 数据存储功能

　　可以存储采集的数据点并形成历史数据库，用于绘制趋势曲线和形成报表，支持各类统计报表。

　　8) 控制调节功能

　　厂级AGC提供5种工作模式，可以直接调度每台机组的实发负荷，分配方式可选择手动分配、按比列分配、系统优化分配等。AVC子站系统阻抗采用自学习法辨识，动态修正电压目标值和无功出力间关系 ，采用智能化分配策略，包括等功率因数法、等比例法、相似调整裕度发等。

　　9) 告警处理功能

　　系统运行异常或故障时能自动报警，停止分配结果输出，并形成事件记录。

　　10) 事件记录功能

　　可对系统告警、闭锁原因、人员操作等形成事件记录。

　　11) 权限管理功能

　　系统具备权限管理功能，支持自定义用户及操作权限，禁止越权操作，所有的人工操作均有操作日志备查。

　　12) 安全防护功能

　　满足相关的安全防护要求。

　　三、 产品特点

　　1) 对机组的安全约束进行监测，在满足安全约束条件下实施控制；

　　2) 系统符合电力行业标准《火力发电厂厂级监控信息系统技术条件》；

　　3) 设备和系统满足电力二次安全防护规定；

　　4) 完善的闭锁机制，考虑数据无效、通讯中断等异常条件，灵活可设，为正确控制提供可靠闭锁；

　　5) 采用通用的网络化硬件平台，装置资源可灵活扩展，软件基于 IEC61131-3 标准，组态灵活方便，可快捷实现系统组态和扩建；

　　6) 采用嵌入式软硬件平台设计实现，重要环节均采用冗余设计，可靠性高，符合电力系统通信和控制设备的技术要求；

　　7) AGC/AVC智能控制单元与远动机一体化设计，规约丰富、逻辑功能强大，可节省投资，减少通讯中间环节，保证数据时效，提高系统可靠性；

　　8) 根据 AVC 主站的要求，实现对电压、无功的精确控制；

　　9) 对于系统阻抗可以自动辨识，目标值变化过大时采用渐近变化处理，可避免无功大幅波动；

　　10) 完善的自检功能，对于所有的输入输出通道均实时自诊断；

　　11) 采用智能化分配策略（包括等微增率法、动态规划法、比例分配法、等微增率与动态规划相结合等），保证全厂机组负荷的经济最优分配；

　　12) 煤耗负荷特性曲线采用二阶多项式拟合，某些情况可选择高阶拟合，更能真实反映机组的实际运行煤耗，并能根据各台机组煤价、电价差异进行修正；

　　13) 提供工业以太网接口、RS232接口、RS485 接口，可方便的与 DCS、RTU 以及调度进行信息交互。

　　14) 系统稳定可靠，智能化程度高，画面直观，操作简便。

　　四、 性能指标

　　1）厂级AGC的调节性能指标

　　系统年可用率：≥99.98%；

　　系统指令响应时间秒级；

　　各台机组AGC负荷响应延迟时间应≤90秒，全厂集中调度后总的负荷响应延迟时间也应≤90秒；

　　各台机组实际负荷反向延时可调；

　　厂级AGC功能可用率不小于98%；

　　厂级AGC功能投入率不小于90%；

　　厂级AGC功能合格率不小于95%；

　　2）AVC的调节性能指标

　　系统年可用率：≥99.98%；

　　系统指令响应时间秒级；

　　控制周期秒级或分钟级可调整；

　　对主站响应时间，电压指令不超过5分钟，无功指令不超过1分钟；

　　电压控制死区：0.5kV（可设），无功控制死区：2MVar（可设）；

　　遥控遥调正确率：100%。

　　五、 系统操作界面

　　厂级AGC负荷优化分配系统，不仅具有简单操作界面，并且功能齐全。如下图所示：

图6 厂级AGC负荷优化分配系统主界面
 

图7 厂级AGC负荷优化分配系统监控主界面


图8 厂级AGC负荷优化分配系统煤耗拟合界面

　　六、 典型案例

　　中国大唐贵州发耳发电公司

　　广东国华台山发电有限公司