牛 瑞，袁曉蕾

方大千，諸葛建綱等編著化學工業(yè)出版社出版

近年來，我國不斷完善電網系統(tǒng)，很多山區(qū)的小水電開始被并入國家配電網，但是小水電本身的荷載能力不足，大量并網后配電網的安全運行受到影響，為提高小水電并網后的運行效率，人們開始研究含小水電并網后的多區(qū)域互聯(lián)電網自動發(fā)電控制問題。本文參考《小水電實用控制電路詳解》一書，對小水電的電路運行與控制進行介紹，為并網后電網如何實現(xiàn)自動發(fā)電控制提供參考。

該書共八個章節(jié)：第一章為水輪發(fā)電機并列運行及控制電路；第二章為小水電保護電路；第三章為發(fā)電機勵磁電路，介紹基礎電子電路與晶閘管保護電路；第四章介紹繼電器、接觸器控制電路；第五章介紹滅磁開關、操動機構控制電路；第六章對小水電站的照明電路、電動機控制電路進行說明；第七章為顯示、報警電路，包括信號燈、音樂與語言集成電路；第八章介紹測量電路，對電壓、電流以及電能、功率等測量電路展開詳細闡述。

自動發(fā)電控制是指電網利用調度監(jiān)控計算機、終端設備、發(fā)電機組等裝置，對其出力情況、發(fā)電效率進行監(jiān)測、調整的系統(tǒng)?，F(xiàn)今很多小水電、風電等新能源被大規(guī)模接入電網，但是線路結構不同，并網后的多區(qū)域互聯(lián)配電網存在調度困難、自動發(fā)電控制能力不足等問題，主要原因是小水電多為徑流式電站，缺乏庫容調節(jié)能力，并網后大網電壓發(fā)揮主要作用，小水電的負荷較小，發(fā)電機勵磁電流減小，出現(xiàn)無功失衡現(xiàn)象，導致電網整體電壓偏高、線損嚴重。為調節(jié)電網的頻率，有關部門對并網后的電網自動發(fā)電控制系統(tǒng)進行優(yōu)化，使其能夠快速響應電力需求，及時調峰、調頻，保障并網后電網系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。

電網的自動發(fā)電控制系統(tǒng)應包括設定值處理、機組成組發(fā)電控制、抽水控制以及自動調頻模式、輔助控制功能等模塊。設定值處理是指發(fā)電廠根據(jù)沿線不同小水電的實際情況，對其調度能力進行預設，并將設定值發(fā)送至系統(tǒng)中的功能模塊予以執(zhí)行。一般來說，設定值包括全站容量與負荷，其中容量是指發(fā)電廠所控制的啟停機組數(shù)量，負荷是指發(fā)電廠承擔的有功負荷，二者由實際用電情況來決定。發(fā)電廠在計算出全域電力需求后，可提前預設發(fā)電機組的啟停數(shù)量，并計算出每臺發(fā)電機組所承擔的有功負荷，來保障全域供電。當設定值處理好后，發(fā)電廠可通過曲線模式或實時模式下達調度指令，此時自動發(fā)電系統(tǒng)便會根據(jù)設定值來驅動發(fā)電機組，使其容量、負荷供應能夠滿足區(qū)域的用電需求。

機組成組發(fā)電控制是指電網自動發(fā)電控制系統(tǒng)在驅動機組啟停后，根據(jù)設定值對電網負荷進行調節(jié)。實際發(fā)電過程中，該功能模塊的實現(xiàn)需要兩個步驟：第一，電網對發(fā)電廠的機組進行啟停，首先需要計算出區(qū)域內可啟停的全部機組數(shù)量、滿足發(fā)電工況啟動條件的機組數(shù)量，根據(jù)容量設定值計算出需要啟動的機組臺數(shù)與每臺機組的負荷后，啟停指令會被發(fā)送至各機組。第二，對啟動機組進行負荷調節(jié)。自動發(fā)電控制系統(tǒng)根據(jù)每臺機組的負荷設定值進行調節(jié)，使其負荷變化幅度保持在設定值范圍內，當負荷過大或過小時，發(fā)電機組可采取措施進行調節(jié)。

機組成組抽水控制是指發(fā)電站利用自動發(fā)電控制系統(tǒng)對其水泵運行狀況進行監(jiān)控、調節(jié)的功能模塊。并網后，電網可根據(jù)容量、負荷對沿線小水電的水泵機組進行控制，當電網的負荷較低時，水泵機組開始抽水。自動發(fā)電控制系統(tǒng)可實時監(jiān)控發(fā)電機組的運行狀況與負荷調節(jié)情況，從而根據(jù)設定值確定水泵機組的啟停臺數(shù)，并將啟停指令下發(fā)給沿線小水電站，以此來確保并網后的電網系統(tǒng)負荷穩(wěn)定、安全，而沿線小水電站水泵機組的合理啟停也能夠緩解其無功失衡現(xiàn)象。

自動調頻模式是指發(fā)電站根據(jù)電網調度來自動調整頻率，這也是自動發(fā)電控制系統(tǒng)的主要功能。當發(fā)電站啟用該功能模塊后，電站會自動監(jiān)控電網的頻率，并進行計算、分析，根據(jù)頻率與設定值的關系來發(fā)送調整指令，沿線小水電站在收到機組調度指令后進行調整以保證電網頻率穩(wěn)定。輔助控制功能是電網自動發(fā)電控制系統(tǒng)運維、管理的功能模塊，在該功能模塊的支持下，水電站可實時監(jiān)控站內各機組的運行狀態(tài)；當機組發(fā)生故障預警后，該功能模塊還可幫助工作人員進行故障分析，幫助水電站迅速維修機組設備。

在信息技術的支持下，水電站的自動發(fā)電控制功能不斷成熟，電站運行更加自動化、智能化?，F(xiàn)今，我國小水電并網工作不斷推進，這對電網調峰、調頻功能的要求更加嚴格，利用電網自動發(fā)電控制技術可有效幫助電站調節(jié)容量、負荷，促進電站運行更加高效、節(jié)能，電網安全運行也能得到有效保障。