梯级水电厂自动发电控制研究与设计

摘要

梯级水电厂自动发电控制处于电网AGC调度和电厂AGC运行之间的一个运行控制层次上，不仅仅要满足实时电力负荷平衡，还要参考系统频率的偏差来调整梯级各电厂出力。同时，梯级电站之间还存在水量平衡、水流流达时间等复杂约束，此外还有防洪、航运方面的要求，因此梯级AGC还应当协调上下游电站的负荷和用水，运用最优化理论与方法，实现水库最优调度和电力负荷的优化分配。本文结合三峡梯调自动发电控制（AGC）软件开发，研究了梯级自动发电控制的优化算法，提出了大型水电厂AGC分组控制方式和梯级自动发电控制的基本方案，研究了电力市场下水电厂AGC容量的优化分配问题，取得了一些有价值的研究成果。AGC算法是本文研究的重点之一，文章首先对梯级AGC算法的安全性、实时性和经济性进行了分析，提出分层算法的思路；然后分别研究了厂站、枢纽和梯级的负荷分配算法。对厂站分配，研究了机组组合、开停机和负荷分配算法；对枢纽负荷分配，采用POA方法予以求解，并且给出了考虑负荷死区的调整算法；对梯级负荷分配，首先给出了梯级蓄能最大模型，然后对其进行修正，采用坐标轮换法进行求解，在得出结论规律的基础上提出了梯级负荷分配的实用算法。在对算法进行理论研究的基础上，本文研究了水电厂AGC工程应用的问题。首先针对AGC对机组的影响提出了大型水电厂分组控制方式；然后对梯级AGC给出了分层控制的基本方案。为适应辅助服务市场建立起来后电力市场下水电厂AGC运行方式的转变，本文研究了水电厂在AGC容量市场和日前电量市场两市场售电优化问题，建立了相应的数学模型，给出了优化算法和算例。