一种巨型水电站单机AGC智能闭锁策略方法及系统与流程

本发明涉及水电机组，特别是一种巨型水电站单机agc智能闭锁策略方法及系统。

背景技术：

1、随着电网对调峰调频性能的要求提高，越来越多的水电站开始应用自动发电控制系统(agc)来实现机组的规划调度和负荷追踪。但是，针对额定容量在300mw以上的超大型水电机组的agc系统投入，由于单台机组容量巨大，当机组处于低功率区域时，容易出现效率降低、振动增加、调速困难等问题，导致机组稳定运行存在隐患。

2、针对这一问题，目前的常见解决方式还是依赖操作人员经验进行人工判断和闭锁操作。值班人员需要边监视机组运行参数，边根据经验综合判断单台机组是否可能进入不稳定区域，若预测有异常情况，需要及时采取闭锁措施，暂停机组的agc运行。但这种人工经验判断的精确度和可靠性难以保证，操作也存在时间延迟，不利于事故防范。也有学者提出利用模糊控制、神经网络等方法进行水电机组故障预测和辅助闭锁判断，但这些方法依赖历史数据建模，对新出现的故障态往往难以准确判定和快速响应，实际闭锁控制效果仍然有限。

技术实现思路

1、鉴于现有的传统人工经验闭锁和保护预设闭锁存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明所要解决的问题在于如何通过智能控制与优化的手段实现更准确、自动化和优化的闭锁策略。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

4、第一方面，本发明实施例提供了一种巨型水电站单机agc智能闭锁策略方法，其包括通过传感器和监测设备实时监测水电站的运行参数，同时将运行参数传输给闭锁策略控制器进行处理；根据巨型水电站的特点和运行要求设计闭锁策略控制器，并利用监测设备与闭锁策略控制器进行交互以持续监测以判断是否满足闭锁条件；当满足闭锁条件时，闭锁策略控制器触发闭锁状态，同时停止agc系统的自主调节功能，并通过监测和校准控制系统参数以确保闭锁状态准确有效；将闭锁策略控制器与整个agc系统进行集成，并在实际巨型水电站中测试与验证闭锁策略；通过实践经验和数据分析不断优化闭锁策略，以精确控制新机组和其他机组的负荷调节，实现最佳的闭锁策略效果。

5、作为本发明所述巨型水电站单机agc智能闭锁策略方法的一种优选方案，其中：根据巨型水电站的特点和运行要求设计闭锁策略控制器包括以下步骤：根据巨型水电站的特点和运行要求设计闭锁策略控制器的算法和逻辑，并采用滞后补偿算法调整补偿参数；将闭锁策略控制器与监测设备进行交互，持续监测水电站的运行参数，并根据闭锁条件进行判断；若低功率机组满足闭锁条件且处于振动区，则设定低功率机组只有满足特定条件时才允许加入agc功能；当满足特定条件后，为了实现机组之间的平稳过渡和避免电网频率波动，在低功率机组进入agc状态时需设计平稳过渡控制策略；调整补偿参数的具体公式如下：

6、

7、其中，μ(t)表示控制器输出，e(t)表示系统误差，kp、ki、kd分别表示比例、微分和积分系数，三项分别表示比例控制、积分控制和微分控制作用。

8、作为本发明所述巨型水电站单机agc智能闭锁策略方法的一种优选方案，其中：设定低功率机组只有满足特定条件时才允许加入agc功能包括以下步骤：确定特定条件包括低功率机组处于正常运行状态、低功率机组具有足够快的响应时间和低功率机组的发电功率范围在特定范围；这三个条件需要同时满足才能允许低功率机组加入agc功能，若有一个条件不满足，低功率机组将不被允许加入agc功能；在实际操作中，若某个条件不满足，则采取相应措施进行处理，若低功率机组无法稳定响应agc调节指令或发电功率调整较慢，则对低功率机组进行调试、维护或修复以提高其响应能力和调节速度，同时优化agc调节指令的传输方式；若低功率机组的发电功率超出特定范围，则通过控制机组负荷分配或调整机组的控制参数来限制发电功率，同时降低进水流量或调整机组负载分布以调整机组的发电功率；若低功率机组无法保持正常运行状态，则对低功率机组进行检修或维护以确保其发电能力和稳定性，并对机组的关键部件进行检查和维护，并消除可能的故障；重新确定低功率机组是否满足特定条件，若还不满足，则继续采取相应措施进行处理，直至低功率机组满足所有特定条件。

9、作为本发明所述巨型水电站单机agc智能闭锁策略方法的一种优选方案，其中：平稳过渡控制策略包括以下内容：手动将低功率机组有功功率增加至以上时，允许和其他机组一同加入：当所有并网机组的有功功率都已跨越振动区时，根据平均分配调节原则，会出现一台机组功率增加而其他机组功率减少的情况，此时所有机组开始调节以达到目标功率值；若低功率机组与目标功率值相差较大，或者低功率机组的有功功率增加速度无法跟上其他机组的有功功率减少速度，会导致低功率机组的有功功率调节失败，退出单机agc；一旦低功率机组的有功功率调节失败并退出单机agc状态，此时全厂agc会根据当前的有功功率设定值重新对剩余参与agc的机组进行负荷分配，以保证全厂负荷的平稳调节，避免全厂负荷滑移过大导致电网频率波动的发生；先将全厂agc闭环投入，再将低功率机组投入agc功能：为维持全厂负荷不变，采取agc有功补偿策略，机组将按照一增一减的负荷调节模式进行调整，负荷增加量与负荷减少量会保持一致；当低功率机组的负荷增加到目标值后，另一台高功率机组会相应减少负荷，以保持全厂负荷的稳定。

10、作为本发明所述巨型水电站单机agc智能闭锁策略方法的一种优选方案，其中：闭锁策略控制器触发闭锁状态包括以下步骤：闭锁策略控制器向agc系统发送停止调节指令，使各机组退出agc调节状态，并根据频率偏差进行主动调节；向发电机系统发送功率指令，将各机组功率固定在稳定且安全的水平，同时向水轮机调速器发送关闭指令，使水轮机转速固定以防止转速不稳引发事故；向水轮机的扩岔管控制系统和导叶伺服系统发送关闭指令，使扩岔关闭并将导叶固定在当前开度位置；利用监测系统实时监测各项运行参数，判断参数是否稳定在允许范围内，若不在允许范围内，则根据监测情况对闭锁控制参数进行修正以确保闭锁状态的准确性；循环监测参数和维持闭锁状态，直至预设的闭锁解除条件满足时退出闭锁状态。

11、作为本发明所述巨型水电站单机agc智能闭锁策略方法的一种优选方案，其中：判断参数是否稳定在允许范围内包括以下步骤：按照预定的采样频率采集水电机组的运行参数包括电力参数、水力参数和机械参数；将采集到的实时参数值与闭锁判断条件预设的限值进行比较，判断是否在允许范围内；若有任一参数超出预设限值，则启动闭锁控制参数修正程序；在修正过程中，记录下调整过程中所有的控制参数值、调整操作和调整结果；持续监测各参数判断调整后是否达到预期效果，若在允许范围内，则确认闭锁控制参数有效；若无法在正常范围内有效维持参数值，则判断为闭锁异常，准备关闭电站进行人工检查。启动闭锁控制参数修正程序包括以下步骤：检查测量参数的采样质量，剔除误差较大的样本，并进行平滑滤波；通过分析参数的趋势判断是否为短时噪声引起的误报，若判断为短时噪声引起的波动，则维持当前的闭锁控制策略以避免不必要的调整；若确认参数实际已越限，则进行相应的调整，第一优先级是相对较小规模的调节，通过适当的控制策略和操作使参数恢复到正常范围内；若相对较小规模的调节无法使参数恢复正常，则进入第二优先级调整闭锁判断条件参数；若调整闭锁判断条件参数还是无法使参数恢复正常，则重启闭锁程序，全面重新校验各项控制参数，直至参数正常。

12、作为本发明所述巨型水电站单机agc智能闭锁策略方法的一种优选方案，其中：直至预设的闭锁解除条件满足时退出闭锁状态包括以下步骤：根据历史统计分析确定导致闭锁的故障或异常情况的平均持续时间，并加入一定安全冗余时间以设置闭锁状态的最长持续时间；闭锁策略控制器启动计时程序，实时监测闭锁时间是否超过设定的最长持续时间；利用监测系统持续监测水电站的运行参数，判断参数是否稳定在允许范围内；当闭锁时间超过设定最长持续时间且参数稳定在允许范围内，则判断满足解除闭锁的条件；闭锁策略控制器向相关系统发送解除闭锁指令，恢复水电站到自动运行状态；确保参数稳定后，通过平稳过渡控制策略将水电机组重新并入agc系统，并恢复全自动规划调度运行。

13、第二方面，本发明实施例提供了一种巨型水电站单机agc智能闭锁策略系统，其包括数据检测模块，用于通过传感器和监测设备实时监测水电站的运行参数，同时将运行参数传输给闭锁策略控制器进行处理；智能控制模块，用于根据水电站特点设计闭锁策略和控制算法，实现对低功率机组的稳定切入控制和对异常情况的闭锁控制；执行调节模块，用于在闭锁控制器的指令下，对水轮机、发电机等设备进行参数修正和状态控制，以确保闭锁的准确实施；状态监测模块，用于监测运行参数以判断闭锁状态是否有效，并在闭锁中持续优化控制参数；系统集成模块，用于完成与水电站现有系统的接口集成，并利用运行数据对策略进行验证和优化。

14、第三方面，本发明实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其中：所述计算机程序指令被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的巨型水电站单机agc智能闭锁策略方法的步骤。

15、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中：所述计算机程序指令被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的巨型水电站单机agc智能闭锁策略方法的步骤。

16、本发明有益效果为：本发明提升了闭锁控制的智能化水平，通过精确判断水电机组的状态，降低了人为判断错误的概率，从而提高了闭锁的准确性；实现了闭锁过程的快速响应和平稳过渡，缩短了检测延时和闭锁动作时间，减小了对电网和设备的冲击和扰动；采用闭环控制和持续优化手段，闭锁策略能够不断自我完善和提升，以适应设备运行状况的变化；减少并规避了低功率机组进入不稳定区的风险，提高了水电站的安全性和可靠性；减少了对操作人员的依赖，实现了对闭锁过程的智能化监控与处理，减轻了人工操作的负担，提高了生产效率；闭锁策略的应用提高了水电站的自动化水平和智能化程度，推动了水电站的智慧化升级。