一、技術簡介

隨著全球能源結構的不斷調整和清潔能源的快速發展，水電在電網中的重要性逐漸增強。大型水輪發電機組運行穩定性直接影響到整個電網的安全與經濟效益。水輪發電機組具有非線性特性，且受多種不確定性因素影響，如水流速度、水位、機組負荷等，這些因素導致機組頻率響應難以精確預測和控製。開展了水力發電機組頻率穩定性智能優化控製策略，主要內容有：

1、構建了水-機-電-控一體化一次調頻智能控製係統計算模型，解決了水輪發電機組運行中一次調頻響應不及時的難題；

2、提出了基於多源信息融合的水輪發電機組頻率協同控製策略，解決了波動性能源上網以及水電機組一次調頻和AGC協調優化問題；

3、開發了水電機組一次調頻電量智能計算模型，解決了水電機組一次調頻電量計算誤差大的難題。已授權和實審發明專利2項，實用新型專利2項，軟著1項，SCI、EI等論文5篇。成果整體技術達到國際先進水平，部分核心技術達到國際領先水平。已在二灘等電站應用，獲經濟效益25.92億元。

二、主要技術指標

1、本項目提出針對機組水力-機械-電氣互相幹擾的一次調頻仿真分析及參數優化控製方法，分析機組動態響應過程，並可進行空載擾動仿真及PID控製參數優化，為保證水力發電係統靈活、穩定運行提供了技術手段。

2、本項目引入多源信息融合技術，考慮了機組自身的運行特性和電網的整體需求以及其他能源設備的運行狀況，優化水電機組一次調頻和AGC的協調性能，實現了快速響應電網頻率變化和頻率的精準調節。

3、本項目基於機器學習，開發了一次調頻智能計算模型，對大量的曆史數據和實時運行數據進行深度分析和學習，理論積分電量與實際動作電量偏差從35%降低至5%，一次調頻理論電量計算值精度提高至95%。

三、社會經濟效益、應用情況及適用範圍

（1）社會經濟效益：提高了水電機組一次調頻性能，優化了其與AGC同時動作邏輯，避免了兩者同時動作時互相削弱，增強了水電機組一次調頻和AGC動作性能，增強了電網穩定性，提高了電網電能質量，降低了電網發生超低頻振蕩風險。異步聯網後（至今3年），按每台水電機組每日減少考核16次算，每次考核電量20000度，電價0.2元；二灘電站、亭子口電站總計32台機組：32*16*20000*0.2*365*3=25.92億元。

（2）應用情況：水電站應用成果後提高了機組一次調頻性能，優化了其與AGC同時動作邏輯，避免了兩者同時動作時互相削弱，增強了水電機組一次調頻和AGC動作性能，增強了電網穩定性，有效降低了電網對電站的一次考核次數，提高了電網電能質量，降低了電網發生超低頻振蕩風險。

（3）適用範圍：水力發電機組頻率穩定性智能優化控製策略研究與應用，聚焦於提升電網穩定性與運行效率。頻率調節方麵，一次調頻通過調速器實現快速響應，二次調頻由AGC優化分鍾級負荷波動。智能控製策略引入模糊邏輯、模型預測控製等算法，優化調速與水位控製。其應用覆蓋水電站全生命周期管理等環節，提升發電效率與安全性，支撐新型電力係統構建。

四、技術圖片

圖1 不同死區下擾動響應仿真計算

圖2 技術應用前後頻率變化情況

五、其他

技術持有單位：大唐水電科學技術研究院有限公司

技術聯係人：唐小勇，高級工程師，13269662211，0771-5786359，757103441@qq.com