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1.前言
目前，電網(wǎng)對(duì)發(fā)電廠的調(diào)度方式絕大多數(shù)采用單機(jī)（發(fā)電機(jī)組）AGC（自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)）直調(diào)方式，即將負(fù)荷指令發(fā)給每臺(tái)發(fā)電機(jī)組，直接調(diào)度每臺(tái)機(jī)組的負(fù)荷。但由于電網(wǎng)所涉及的機(jī)組比較多，無法充分考慮各臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行工況，導(dǎo)致發(fā)電效率不高、發(fā)電企業(yè)所得經(jīng)濟(jì)效益較低。廠級(jí)負(fù)荷優(yōu)化分配系統(tǒng)更加符合電力調(diào)度分級(jí)管理的原則和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下的電廠經(jīng)營管理運(yùn)作方式。因此，在一定程度上頗受發(fā)電企業(yè)的青睞。
廠級(jí)負(fù)荷優(yōu)化分配應(yīng)用架構(gòu):
機(jī)組級(jí)負(fù)荷優(yōu)化分配應(yīng)用架構(gòu)：
2.系統(tǒng)概況
自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)（AGC）是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)功能。其作用是保證電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)是一個(gè)典型的分級(jí)遞階控制結(jié)構(gòu)，包含回路級(jí)控制系統(tǒng)、機(jī)組級(jí)控制系統(tǒng)、廠級(jí)控制系統(tǒng)及電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)等。
如下圖所示：
AGC系統(tǒng)的構(gòu)成如下圖：
電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的一個(gè)重要任務(wù)是，實(shí)時(shí)監(jiān)視電力系統(tǒng)頻率的波動(dòng)并隨時(shí)調(diào)整發(fā)電機(jī)出力，使系統(tǒng)功率總量始終維持在平衡狀態(tài)。AGC是指發(fā)電機(jī)組的CCS系統(tǒng)(機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng))根據(jù)調(diào)度中心EMS系統(tǒng)AGC軟件計(jì)算結(jié)果輸出Set—point指令， 自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)出力，維持電網(wǎng)頻率和區(qū)域聯(lián)絡(luò)線交換功率在規(guī)定范圍內(nèi)。
3.紫金橋軟件實(shí)際應(yīng)用
由紫金橋?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構(gòu)建的廠級(jí)負(fù)荷優(yōu)化分配系統(tǒng)（LDS）與中調(diào)能量管理系統(tǒng)（EMS）的配合實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)廠兩級(jí)優(yōu)化方案：廠級(jí)負(fù)荷分配系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)發(fā)電節(jié)能調(diào)度方法確定各廠次日發(fā)電負(fù)荷，電廠可以在滿足負(fù)荷響應(yīng)快速性要求的同時(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)組間負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配。為電網(wǎng)提供可控安全的分配系統(tǒng)，使電廠實(shí)現(xiàn)復(fù)合分配，提高機(jī)組效率。
整體架構(gòu)如下：
數(shù)據(jù)流概述:
FromRTU：全廠計(jì)劃指令、RTU來負(fù)荷指令、省調(diào)AGC投入指令、省調(diào)AGC退出指令、省調(diào)退出快速模式、省調(diào)投入快速模式等；
ToRTU：負(fù)荷速率去RTU、負(fù)荷上限去RTU、負(fù)荷下限去RTU、實(shí)際負(fù)荷去RTU、負(fù)荷速率去RTU、RTU來負(fù)荷指令正常、機(jī)組運(yùn)行去RTU、全廠減閉鎖、全廠加閉鎖、全廠AGC成組、全廠AGC運(yùn)行、全廠AGC預(yù)備、全廠AGC快速模式到RTU、機(jī)組可調(diào)去RTU等；
FromDCS：DCS來負(fù)荷下降速率、DCS來負(fù)荷上限、DCS來負(fù)荷下限、DCS來實(shí)際負(fù)荷、DCS來負(fù)荷上升速率、DCS來AGC投入、DCS來機(jī)組運(yùn)行、DCS來機(jī)組可調(diào)等；
ToDCS：負(fù)荷指令去DCS、系統(tǒng)故障去DCS、機(jī)組指令正常去DCS等；
系統(tǒng)主要特點(diǎn):
接收省調(diào)實(shí)時(shí)發(fā)送的全廠負(fù)荷指令，同時(shí)在線采集生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)，在滿足負(fù)荷響應(yīng)快速性要求的同時(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)組間負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)最優(yōu)分配；并將優(yōu)化分配結(jié)果直接送至CCS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)組負(fù)荷的自動(dòng)增減；
在中調(diào)實(shí)時(shí)指令未及時(shí)送達(dá)時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)已經(jīng)接收到的中調(diào)負(fù)荷調(diào)度計(jì)劃，在滿足負(fù)荷響應(yīng)快速性要求的同時(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)組間負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)最優(yōu)分配；
系統(tǒng)能根據(jù)各機(jī)組在多個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的煤耗值，自動(dòng)擬合出各機(jī)組煤耗特性曲線；
能根據(jù)機(jī)組主輔機(jī)狀態(tài)自動(dòng)設(shè)定負(fù)荷上下限，并具有避免長期停留在臨界負(fù)荷附近的能力；
設(shè)定了負(fù)荷調(diào)節(jié)不靈敏區(qū)，當(dāng)中調(diào)給定負(fù)荷與當(dāng)前電廠總負(fù)荷之差小于“死區(qū)”時(shí)，根據(jù)負(fù)荷分配系統(tǒng)中的算法，通過實(shí)現(xiàn)對(duì)單臺(tái)機(jī)組負(fù)荷的增減來完成中調(diào)負(fù)荷的變化要求，可避免機(jī)組的頻繁調(diào)節(jié)；
可實(shí)現(xiàn)負(fù)荷分配的廠級(jí)和機(jī)組級(jí)的手/自動(dòng)無擾切換，值長站具有選擇運(yùn)行方式及手動(dòng)調(diào)整各機(jī)組負(fù)荷指令的能力；
系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)重難點(diǎn): 優(yōu)化模型嵌入
系統(tǒng)理論支撐：廠級(jí)負(fù)荷優(yōu)化分配系統(tǒng)是以全廠供電最小煤耗量和最小排放量為目標(biāo)的，其核心是綜合各機(jī)組運(yùn)行工況，對(duì)中調(diào)負(fù)荷指令進(jìn)行經(jīng)濟(jì)計(jì)算，并將經(jīng)濟(jì)負(fù)荷指令下發(fā)給所轄各臺(tái)機(jī)組DCS。而經(jīng)濟(jì)性計(jì)算首先要確定各臺(tái)單元機(jī)組的供電煤耗特性曲線，構(gòu)建合理的數(shù)學(xué)決策模型，然后選擇科學(xué)的優(yōu)化算法進(jìn)行負(fù)荷的優(yōu)化分配。
此系統(tǒng)優(yōu)化模型如下圖
由專業(yè)技術(shù)人員參考上圖，采用紫金橋?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)腳本計(jì)算引擎實(shí)現(xiàn)封裝，在此不再描述。
注：
D: 省調(diào)發(fā)給電廠全廠指令
d: 機(jī)組實(shí)際負(fù)荷
D1-D2：省調(diào)下發(fā)指令的跳變
d1-d2：機(jī)組實(shí)際負(fù)荷的上升階段
橫軸為時(shí)間軸。
5.結(jié)論
廠級(jí)負(fù)荷優(yōu)化分配系統(tǒng)依據(jù)機(jī)組的供電煤耗特性和各臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行工況，以全廠運(yùn)行機(jī)組供電煤耗量最少、排放量最小為目標(biāo)進(jìn)行機(jī)組間的負(fù)荷優(yōu)化分配。該系統(tǒng)將在節(jié)能降耗、提高能源利用率、增加發(fā)電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益等方面有深遠(yuǎn)意義，同樣適用于水電AGC、風(fēng)電AGC、光伏發(fā)電AGC等行業(yè)發(fā)電企業(yè)。
系統(tǒng)應(yīng)用畫面如下：
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