水电厂机组 AGC 运行影响分析及控制策略

卢江 尹惠怡 洪海燕

摘要：随着经济的发展，电力行业发展越来越快。水电厂 AGC 功能已成为智能电网发展和水电厂设备管理迈向先进的必然趋 势。由于不同时段用户电力需求不尽相同，为了确保电网安全稳定运行，需要通过 AGC 调控不同机组的运行，从而实现以上 目的。在电力系统中，以区域电网为单元，通过 AGC 对相应区域出力控制分析。现今社会，发电企业已不再是垄断经营，正 逐渐走向市场，为能够提高服务质量的同时增加发电企业的经济效益，因而对发电机组实行实时监控以及 AGC 分级控制十分 重要。对于 AGC 自动化而言，其中關键目的是，及时跟踪发电计划曲线的改变，同时调节机组有功的给定，使机组的出力满 足计划的要求并处于整体平稳状态。对于系统来说，AGC 的反应速度越快、调节精度越高越好。但对于机组来说就会造成频 繁变动、机组磨损严重等一系列问题。既要减少水轮机组磨损提高运行效率又要更好的满足现代化智能电网维护正常频率、 保证电能质量的要求。所以，对 AGC 分析以及改进控制策略至关重要。

关键词：水电机组；AGC；控制策略

中图分类号：TM614 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）06-0290-01

引言：

近年来中国经济保持了快速发展，社会工业生产与人们生活模

式的变化都导致用电量不断增加，这既给我国电力行业发展带来了 严峻挑战，同时也给电力行业发展创造了宝贵机遇。水电厂建设既 能够有效利用水力资源进行发电，同时在防洪度汛、引水灌溉等方 面为国民经济建设和农业生产提供重要帮助，因此水电厂也是实现 资源合理利用及可持续发展的重要电力设施。

1.AGC 运行影响分析

1.1.AGC 运行速度过快降低运行效率

AGC 运行速度过快，灵敏度分析较高，使得调速器动作频繁，

增大机械磨损概率，使得机组导水叶间隙漏水程度增大。进而使得 密封圈磨损严重乃至损坏，导致机组长期处于低效率运行状态。对 于水轮机组而言，如果其长时间处于低效率工作区，不能够正常运 行，将会降低水轮机组使用效率及使用寿命，使得经济效益低下。 由于发电机长期在低负荷运行，此时发电效率低于正常运行状态， 消耗的水能将会加大。情况严重者需将机组停止备用改检修处理导 水叶套筒磨损的问题。因此，AGC运行速度不可过快。

1.2.AGC 频繁调整带来的影响

近年来我国电力设施建设速度不断加快，各种发电机组大量上马，这也使得局部区域出现了电力过剩的现象，为了适应不同机组 的供电需求和社会用电需求，很多水电厂会频繁进行 AGC 调节，这 也导致机械设备经常处于工作状态变化之中，机组的故障率增加。 水电机组处于工作状态时，因为外部水压的变化，它的工作压力也 处于频繁变化之中，整个机组的导水机构及相关设备都在通过往复 运动完成运行，而当 AGC 发出调整指令后，相关设备的运动频率和 运动状态都会迅速发生变化，这时就会因为设备间及水流的作用而 出现更加明显的机械磨损。例如本厂机组曾经出现水导轴承磨损现 象，进而导致机组振动大，影响机组的正常运行。而长期较为频繁 的调整也可能会导致导水叶筒体的法兰出现损坏现象，特别是法兰 圈位置的胎体很薄，它在长期的工作扭动过程中会因为出现整体形 变甚至破损，影响到设备的工作效率。另外 AGC 频繁调整也会导致 机组压油装置的工作量快速上升，AGC 的调整要求导水设备处于更 加频繁的变化与调整之中，这也会导致油量的消耗量增加，油泵工 作量和工作压力大大增加，严重影响到油泵的正常工作寿命，油泵 的频繁启停导致油泵工作的间歇时间减少，进一步加剧了磨损。另 外 AGC 控制和调整水轮机进行调整变化时，叶片在不同工作状态下 所承受的应力也有所差异，在 AGC 工作状态，这种应力的变化也十 分明显，长时间的金属应力作用下会导致叶片的可靠性及寿命受到显著影响，可能会到机组运行稳定性产生影响。 1.3负荷调节幅度大带来的影响

负荷调节幅度大可能造成水轮发电机组尾水管水量处于不满状 态时，尾水管内将会产生水力旋涡进而导致导水叶片进口脱流。水 电机组导水叶片进口脱流产生的旋涡增大装置纹路处破损的可能性，

水电机组在不满负荷情况下运行，导水叶开的状态相较于正常工作 状态较低，此时，因为调节幅度大导水叶由于角度增大使得机构出 现脱出水流的情况。水电机组在满负荷工作状态工作发生大幅度调 整时，此时水力压力可能会高于正常设计状态，存在造成机械设备 发生破损的可能。轴承易发生抗重螺丝松动。由于机组导水叶片在 不断改变工作情况，开关状态在不断切换，水力发电机组导水叶片 开关多可能会出现零部件跌落、部分附件发生松动状况等意外状况。

2.AGC 控制优化策略分析

2.1根据负荷对设备进行调节及再分配

传统的 AGC 控制是通过电网的 AGC 控制对各个机组的功率给定

进行控制，而采用现代化智能 AGC 控制则可以进一步细化整个调整 过程，机组可以将各种讯息自动反馈给监控系统，整个控制过程将 得到进一步细化，智能 AGC 控制可以根据机组反馈信号对某一个控 制点展开更有针对性的控制，根据负荷变化的需要来改变机组运行 状态。本厂机组额定功率95MW，机组最优工况为90MW。AGC 功率给 定采用两段式分配，按机组控制优先级分配 9 万，不足 9 万分配给 优先级最后一台机。二段分配按机组优先级分配5MW。

2.2改善和加强受力部件

导水叶、引水机构采用耐磨性比较好的材料，将法兰容易破损

的位置进行补强。滑轮与钢丝绳之间的滑轮可将半径增大，进而减 少绳索弯折受力程度来降低破损的可能性。

结语

在电力行业高速发展和变革的背景下，水电厂的运行同样也要

进行优化调整，全面提高水电厂的经济效益与生态效益，实现水电 资源的合理分配与利用。AGC运行能够有效优化水电厂的运行状态， 根据社会用电负荷的变化及电网调度要求及时增减负荷，实现电厂 运行效益的最大化和资源利用的合理化。

参考文献

[1]张俊.水电厂机组AGC运行影响分析及控制策略[J].低碳

世界，2017（20）：37-38.

[2]倪宏伟，盛锴，李正家.水电厂 AGC控制系统性能分析及 其优化应用[J].湖南电力，2016，36（01）：43-45.