当前位置：摘要：真正意义上的梯级调度自动发电控制（AGC）在国内尚属空白，委内瑞拉EDELCA电力公司的梯级联合调度已有30多年的经验，其AGC选择ACE（区域偏差控制）为控制方式，考虑各种复杂因素，控制功能针对不同的机组特性和运行情况有很大的灵活性。梯级调度AGC具有其自身的功能特点、目标函数、控制状态、参数及模式。
关键词：梯级调度； 自动发电控制； 区域偏差控制
中图分类号：TV 736 文献标识码：A
1 EDELCA公司概况
EDELCA公司（CVG Electrificación del Caroni CA），是委内瑞拉国内最大的一家电力公司，公司为国有，于1963年成立，主要负责卡若里（Caroni）河流域的水电开发和调度管理。公司目前拥有两个已投产水电厂，即古里（GURI）电厂,装机9 135 MW和马卡瓜（MACAGUA）电厂，装机2 930 MW。另有在建的卡努阿奇（CARUACHI）和正在规划的多克马（TOCOMA）水电厂各一座。古里水库为多年调节水库，水头高，装机容量大；马卡瓜电站为径流式电站。为保证马卡瓜水库水位的稳定，除去两坝间小支流的注入流量，必须使古里电站的出库流量与马卡瓜电站的出库流量一致。在非弃水期，古里电站及马卡瓜电站的发电引用流量应相同；为此，非弃水期，古里电站的负荷与马卡瓜电站的负荷比基本固定，约为3∶1（参见图1）。弃水期，为减少马卡瓜电站泄水闸泄量，则马卡瓜电站的负荷比率有所增加。公司两电厂各机组外送示意图见图2。
目前EDELCA公司装机容量占全国的61%，年发电量占全国的74%，年平均发电量634亿千瓦时。所辖输电干线电压等级为765 kV、400 kV、230 kV及115 kV。其中委内瑞拉全国的765KV输电线路均为EDELCA公司所有。其输电线路遍布全国主要负荷区，各有一条230KV的输电线路向哥伦比亚、巴西送电。
图1 EDELCA公司日发电负荷曲线图
图2 EDELCA公司两电厂各机组外送电力示意图
EDELCA公司作为一个发电公司，在委国内电力系统所占的地位是至关重要的.其电力调度中心业务涵盖梯级电厂发电控制、国内超高压主网及地区供电调度等。
2 EDELCA公司梯调AGC特点
2.1 梯调AGC目标
1)保证发电量与负荷平衡。
2)按照系统频率、网络交换功率、时间误差的计划值的偏差来调整机组发电出力。
3)合理经济地分配可利用水资源发电。经济调度（ED）的功能是考虑机组的运行限制条件，以减小发电成本为目标确定机组的最佳出力。
2.2 AGC的控制状态
1)退出：这是在新数据库初始化后的最初运行状态，调度员不能手动选择此状态。在此状态AGC既不监控，也不计算。
2)监视：在此状态AGC执行监视和计算功能，但不控制。若AGC在‘挂起’状态中断一段时间（其时间为人工设定30S），AGC自动转为本状态。调度员可手动选择此状态。
3)挂起：在此状态AGC执行监视和计算功能，但不控制；当AGC计算所需的某些测量数据无效或没有可控机组时，AGC自动转为该状态。
4)监控：在此状态AGC执行所有监视、计算、控制功能；当AGC计算所需的所有测量数据有效且有可控机组时，AGC自动转为该状态。调度员可手动选择此状态。
2.3 区域偏差控制（ACE）
区域偏差控制反映区域控制的发电与负荷平衡变化。ACE计算系统频率、网络交换功率、时间误差的测量值和它们的计划或指定值。正的ACE指区域内发电过剩，负的则指有发电缺额。
EDELCA公司根据目标函数的不同主要设定了以下几种ACE算法来实现AGC控制：
1）恒定频率控制（CF）：ACECF= -10B(f-fO)
f — 为实际频率，fO — 为设定频率，B — 为频率偏差系数
频率偏差系数B指区域控制中发电和负荷变化所对应的系统反应，调度员可给定一数值或允许AGC按所连接的发电出力和负荷来计算获得。
B= D +∑1/Ri+ 1/Rc
其中：D — 反映频率变化导致的负荷变化；1/Ri — 受监视的发电机组的作用；1/Rc — 未受监视的发电机组的作用
D = DF·L
其中：L — 区域负荷；DF — 负荷阻尼因数(1/0.1Hz)；1/Ri= Pmaxi/（Si·fO）· 0.1
其中：Pmaxi — 最大发电限制 (MW)；Si — 转速降(p.u.)
2）恒定交换功率控制（CNI）：ACECNI=I -IO+IC
I— 为实际交换功率，IO — 为计划交换功率，IC— 为累计交换功率偏差的调整值
3）考虑时间偏差的恒频率控制（CFTB）：
ACECFTB=ACECF+（-10Bt(t - tO)）
Bt—为时间偏差系数，t - tO为时间偏差。
4）考虑频率偏差的恒交换功率控制（TLB）：
ACETLB= ACECNI+ACECF
5）考虑频率、时间偏差的恒交换功率控制（TLTB）：
ACETLTB= ACECNI+ ACECFTB
6）恒定出力控制（CPP）：
ACECPP= Pa-Ps+Pf
Pa — 为实际有功出力；Ps — 为计划发出有功；Pf — 为累计出力偏差调整的出力。
正常情况下，EDELCA公司梯调AGC在一般选择第3、4种ACE算法，能比较全面的对系统频率及计划电量完成情况做出反映。
3 EDELCA公司梯级自动发电控制模式、状态及策略
基于分层控制原理，梯调AGC与电站AGC处于两个不同的层次，梯调AGC主要是根据计划电量、交换功率、系统频率及水能最优利用的要求，在各个梯级电站（或母线）分配有功。其主要的调节控制指标是ACE（区域偏差控制）,即使频率、交换功率、累积计划电量偏差控制在一定范围。而电站AGC主要是根据梯调下送的有功值，最优分配到每个机组。梯级AGC实际将各电压母线视为各大发电机实现母线AGC控制。
3.1母线及机组的控制模式
1）退出（Fuera）：母线/机组与系统脱离或不能投入运行。机组不参加ACE调节。
2）备用（Disponible）：机组表与系统脱离但在需要时可投入运行，机组不参加ACE调节；母线则指不受AGC控制。
3）手动（Manual）：母线/机组向系统提供有功出力，但由厂站操作员控制，机组不参加ACE调节，当机组出力超出其可调节范围AGC自动设该机组为手动；调度员也可手动设定该状态。
4）基荷（Baseloaded）：母线/机组向系统提供有功出力，机组不参加ACE调节，AGC通过调度员向机组设给定值来控制，调度员也可手动设定该状态。
5）基荷调节（Baseloaded regulating）：AGC通过对母线/机组在所设基荷附近的调节来实现ACE调节；可手动设定该状态。
6）自动（Auto）：此类母线/机组的基荷是由经济调度程序（ED）计算设定，可手动设定该状态。
7）计划基荷（sheduled）：AGC对母线/机组按发电分时计划控制。可手动设定该状态。
8）计划基荷调节（scheduled and regulating）：基本同自动发电，但基荷是由发电分时计划给定。
EDELCA公司梯调中心负责委内瑞拉整个电力系统的调频。其它的发电公司只是按照国调中心下达的负荷曲线运行，整个电力系统的发电计划的不足及超过部分完全由EDELCA公司来补偿。因而实际应用中计划基荷、计划基荷调节使用情况较少。
3.2母线及机组控制状态
现地（Local）/远方（Remote）。
AGC能忽略以上两控制状态选择切换所造成的瞬时信息。且当机组被选择由远方切至现地时，AGC自动将挂起对该机组的控制。其中主力调节机组还包括成组（Group）/单控（Individual）。
其AGC设置多样的控制模式及状态是为更好地将各类机组按不同优先级引入AGC控制，其调节灵活性见表1。
3.3具体控制方式
正常情况下，梯调AGC投入，状态是自动。
1）母线AGC的控制模式与状态是自动&远方（Auto & Remote）。此时母线的功率是由梯调中心AGC自动设定，梯调根据采集接的各种数据，包括水情数据、机组信息、系统频率、国调下达计划、运行方式、负荷情况等，通过梯调AGC决定当时所能控制的每段母线（或电厂）的有功。
2）当母线AGC控制模式和状态是基荷调节&远方（Baseloaded regulating & Remote）,表示该母线上的有功一般不会发生变化，有大负荷调整才参与重新有功分配;且该母线上的机组一般都是基荷调节&成组（B.Regulating & group），即机组也成组调节，同样，负荷在此类机组的具体分配则由厂站AGC决定。这种控制方式一般运用于马卡瓜Ⅱ期7-18#机组，因为该电站机组单机容量较小，仅250 MW；所以尽可能地减少机组导叶的调整，即减少磨损，增加机组运行寿命。
3）母线AGC的控制模式与状态是自动&现地（Auto & Local）时，表示该母线的功率是由电厂根据梯调调度令设定。多为梯调与下级电厂通讯故障或系统发生较严重的事故时采用，实际上就是电厂级的AGC控制。
4）母线AGC的控制模式与状态是手动&远方（Manual & Remote）时，这种方式有利于让所设定母线只通过梯调人员手动设定总功率，同时也不影响EDELCA公司总出力的平衡（AGC会相应进行反调节）。
5）母线AGC的控制模式与状态是手动&现地（Manual & Local）时，母线控制权限全部下放至厂站级，此类适合于投产时间很长的厂站，如马卡瓜Ⅰ期1-6#机组或古里Ⅰ期4-10#机组；
6）当母线AGC的控制模式是脱离（Disponible）时，表示母线处于AGC不控状态。此多用于古里Ⅰ期1-3#机组和马卡瓜Ⅲ期19、20#机组。
3.6 AGC的控制策略
实际控制运用中，仅古里Ⅱ期11-20#机组，马卡瓜Ⅱ期7-18#机组及古里Ⅰ期4-10#机组中控制模式状态为自动&远方（Auto & Remote）的机组参与ACE控制。考虑到马卡瓜的库容及机组特性，只有当ACE>250MW时，马卡瓜Ⅱ期7-18#中的基荷调节&成组（B.Regulating & group）机组通过AGC自动修正其基荷来参加ACE调节，而当ACE<250 MW时,以上机组的基荷又返回为原基荷。而马卡瓜Ⅰ期1-6#中的基荷&远方（Base& Remote）机组只能由调度员手动调整出力参加AGC。
4 结束语
EDELCA公司的梯调AGC为满足不同的机组类型及控制方式，组合复杂，对国内建设周期长的梯级水电AGC控制有很好的借鉴作用，尤其是对在建的三峡工程这种类似的大型水电站群的梯级联合调度是很有帮助的。□
作者简介：李晖，中国三峡开发总公司梯调中心，工程师。
作者单位：中国三峡总公司梯调中心
