自動發(fā)電控制AGC的原理及應(yīng)用

1、 欄中國南方電網(wǎng) CHINA AOylTHCRN PCWSR： Q育l0 自動發(fā)電控制AGC的原理及應(yīng)用 編寫：黃文偉 貴州電力調(diào)度通信局 2005年9月自動發(fā)電控制AGC 的原理及應(yīng)用 毛史SL恿熊國 1 目 錄 1. 概述 . 3 1.1. AGC勺作用 . 3 1.2. AGC勺目的 . 3 1.3. AGC勺意義 . 4 1.4. AGCW地位 . 4 2. AGC的根本原理 . 4 2.1. 負(fù)荷頻率特性 . 6 2.2. 機(jī)組功頻特性 . 6 2.3. 系統(tǒng)頻率特性 . 8 2.4. 獨(dú)立系統(tǒng)調(diào)頻 . 9 2.5. 自動調(diào)頻方法 . 11 2.6. 聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)頻 . 12 3. A

2、GC的系統(tǒng)體系 . 14 3.1. 系統(tǒng)構(gòu)成 . 14 3.2. 控制回路 . 15 3.3. 與能量管理系統(tǒng)的關(guān)系 . 15 3.4. 與其他應(yīng)用軟件的關(guān)系 . 15 4. AGC的控制原理 . 16 4.1. 控制量測 . 16 4.2. 凈交換功率方案 . 17 4.3. 區(qū)域控制偏差 . 17 4.4. 區(qū)域控制方式 . 19 4.5. ACE濾波、補(bǔ)償及趨勢預(yù)測 . 19 4.6. 負(fù)荷頻率控制 . 20 4.7. 在線經(jīng)濟(jì)調(diào)度 . 20 5. AGC的控制方法 . 21 5.1. 機(jī)組控制方式 . 21 5.2. 控制區(qū)段與策略 . 22 5.3. 區(qū)域需求 . 23 5.4. 機(jī)

3、組功率分配 . 24 5.5. 機(jī)組期望功率 . 25 自動發(fā)電控制AGC 的原理及應(yīng)用 毛史SL恿熊國 2 5.6. 機(jī)組控制校驗(yàn) . 27 5.7. 基點(diǎn)功率方案 . 28 5.8. AGCT作流程 . 29 6. AGC的控制性能標(biāo)準(zhǔn) . 30 6.1. 區(qū)域控制標(biāo)準(zhǔn)A/A/ B . 30 6.2. 控制性能標(biāo)準(zhǔn)CP0 . 32 7. AGC的控制對象 . 33 7.1. 電廠控制器 . 34 7.2. 機(jī)組控制單元 . 34 7.3. RTU控制裝置 . 35 7.4. 機(jī)組運(yùn)行狀態(tài) . 35 7.5. 控制器信號接口 . 36 8. AGC的操作與監(jiān)視 . 37 8.1. 運(yùn)行操作方

4、式 . 37 8.2. 運(yùn)行監(jiān)視狀態(tài) . 37 8.3. 備用容量監(jiān)視 . 38 8.4. 控制性能監(jiān)視 . 39 8.5. 運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視及告警 . 40 8.6. 人機(jī)交互界面 . 41自動發(fā)電控制AGC 的原理及應(yīng)用 3 中國南方電網(wǎng) CXLHA llKU 1.概述 自動發(fā)電控制Automatic Generation Control , AGC ，通常簡稱為 AGC,是建立在以 計(jì)算機(jī)為核心的能量管理系統(tǒng) 或調(diào)度自動化系統(tǒng) 及發(fā)電機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)之上并通過高 可靠信息傳輸系統(tǒng)聯(lián)系起來的遠(yuǎn)程閉環(huán)控制系統(tǒng)。 AGC是建設(shè)大規(guī)模電力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動 化生產(chǎn)運(yùn)行控制的一項(xiàng)最根本、 最實(shí)用的功能。A

5、GC集中地反映了電力系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)技術(shù)、 通信技術(shù)和自動控制技術(shù)等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)踐和綜合水平。因此， AGC也是衡量電力系統(tǒng)現(xiàn) 代化水平和綜合技術(shù)素質(zhì)的重要標(biāo)志。 1.1. AGC勺作用 電能是一種特殊的產(chǎn)品，其特征表現(xiàn)在電能的生產(chǎn)、傳輸、供給和消費(fèi)必須在同一時(shí)刻 完成。電力系統(tǒng)的負(fù)荷瞬息萬變，因此，獨(dú)立電力系統(tǒng)必須滿足電能的供需平衡，維護(hù)正常 頻率，保證控制內(nèi)部的電能質(zhì)量； 聯(lián)合電力系統(tǒng)還必須保證聯(lián)絡(luò)線交換功率按交易方案運(yùn)行， 加強(qiáng)聯(lián)絡(luò)線控制能力， 使整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)穩(wěn)定運(yùn)行。 然而，依靠人工調(diào)節(jié)方式無論從反響速度 還是調(diào)節(jié)精度都難以滿足電力系統(tǒng)平安、優(yōu)質(zhì)、協(xié)調(diào)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求。顯然，要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代 化

6、的電網(wǎng)管理，進(jìn)一步提高整個(gè)電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量和聯(lián)絡(luò)線交換功率的控制水平， 需要提 供相應(yīng)的自動化技術(shù)手段來提供實(shí)質(zhì)性的保障。解決這一問題的最正確途徑就是 AGC。 1.2. AGC勺目的 AGC是以滿足電力供需實(shí)時(shí)平衡為目的，使電力系統(tǒng)的發(fā)電出力與用電負(fù)荷相匹配， 以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量電能供給。其根本任務(wù)是實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)： 1 維持電力系統(tǒng)頻率在允許誤差范圍之內(nèi)， 頻率偏移累積誤差引起的電鐘與標(biāo)準(zhǔn)鐘之 間的時(shí)差在規(guī)定限值之內(nèi)； 2 控制互聯(lián)電網(wǎng)凈交換功率按方案值運(yùn)行， 交換功率累積誤差引起無意交換電量在允 許范圍之內(nèi)； 3 在滿足電網(wǎng)平安約束條件、 電網(wǎng)頻率和互聯(lián)電網(wǎng)凈交換功率方案的情況下協(xié)調(diào)參與 AG

7、C調(diào)節(jié)的電廠機(jī)組按市場交易或經(jīng)濟(jì)調(diào)度原那么優(yōu)化運(yùn)行。 自動發(fā)電控制AGC 的原理及應(yīng)用 毛史即恿秘貿(mào) 4 1.3. AGC勺意義 運(yùn)用AGC技術(shù)，可以獲得以高質(zhì)量電能為前提的電力供需實(shí)時(shí)平衡，提高電網(wǎng)平安、 穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，更加嚴(yán)格有效地執(zhí)行互聯(lián)電網(wǎng)之間的電力交換方案， 進(jìn)一步減輕運(yùn)行 管理人員的勞動強(qiáng)度；對于提高調(diào)度中心和發(fā)電廠自身的科學(xué)技術(shù)素質(zhì)， 完善運(yùn)行管理機(jī)制， 適應(yīng)電力系統(tǒng)開展運(yùn)營的需要，增強(qiáng)在電力市場的競爭實(shí)力都具有十分重要的意義。 1.4. AGC勺地位 AGC是一項(xiàng)對根底通信自動化要求高，涉及范圍廣，相關(guān)環(huán)節(jié)多，管理技術(shù)上有一定 復(fù)雜難度的系統(tǒng)工程。全國電網(wǎng)調(diào)度自動化振興綱

8、要?和關(guān)于開展自動發(fā)電控制 AGC 工作的通知?中明確指出，要滿足現(xiàn)代化大電網(wǎng)維護(hù)正常頻率、保證電能質(zhì)量、加強(qiáng)聯(lián)絡(luò)線 控制能力的要求，省級調(diào)度自動化系統(tǒng)必須具備 AGC功能。電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)實(shí)用化 要求?和網(wǎng)、省電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)實(shí)用化驗(yàn)收細(xì)那么?中明確規(guī)定，實(shí)現(xiàn) AGC功能是調(diào) 度自動化系統(tǒng)提高實(shí)用化水平的根本要求。 網(wǎng)、省電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)平安文明生產(chǎn)達(dá)標(biāo)考核實(shí) 施細(xì)那么?中也將 AGC功能是否到達(dá)實(shí)用化標(biāo)準(zhǔn)，作為平安文明生產(chǎn)達(dá)標(biāo)必備條件之一。 2. AGC的根本原理 電力系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)下最重要的任務(wù)之一就是維持有功功率平衡，其平衡方程為： m n 一 PGi - P Lj PLoss i

9、=5 j =0 其中：PGi為發(fā)電機(jī)組的出力、 PLj是電力系統(tǒng)的負(fù)荷PLOSS是損失負(fù)荷。 電力系統(tǒng)的負(fù)荷無時(shí)無刻都在發(fā)生不規(guī)那么的變動， 分析負(fù)荷變動的特性， 可將其變動規(guī) 律分解為幾種不同變化的分量，一般分成三種。第一種是變化幅度很小但周期很短 10秒 以內(nèi)，具有很大的偶然性；第二種是變化幅度較大、周期較長 10秒至3分鐘之間的脈 動負(fù)荷，如電爐、沖壓機(jī)械、電氣機(jī)車等帶有沖擊性的負(fù)荷；第二種是幅度大、周期很緩慢 的持續(xù)變動負(fù)荷，如生產(chǎn)、生活、商業(yè)、氣象等因素影響的負(fù)荷。 按照負(fù)荷變化三種分量的分解，電力系統(tǒng)的有功功率平衡及其頻率調(diào)整大體上也分為 、三次調(diào)節(jié):自動發(fā)電控制AGC 的原理及應(yīng)

10、用 中國南方電網(wǎng) 5 1 對于變化周期很短10秒以內(nèi)幅度很小的負(fù)荷波動，由發(fā)電機(jī)組的機(jī)械慣性和 負(fù)荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)自然吸收； 2 對于周期較短1 3分鐘左右而幅值較小的負(fù)荷變化，由發(fā)電機(jī)組的調(diào)速器自 動調(diào)節(jié)，通常稱為一次調(diào)節(jié)； 3 對于周期較長10分鐘以內(nèi)而幅值較大的負(fù)荷變化，那么通過控制發(fā)電機(jī)組的調(diào) 頻器來跟蹤，通常稱為二次調(diào)節(jié)； 4 對于周期長10分鐘以上而幅值大的負(fù)荷變化，那么需要根據(jù)負(fù)荷預(yù)測、確定機(jī) 組組合并安排發(fā)電方案曲線進(jìn)行平衡，通常稱為三次調(diào)節(jié)。 假設(shè)要力圖使運(yùn)行本錢最小化， 在發(fā)電機(jī)組之間按最優(yōu)化原那么分配發(fā)電出力， 就屬于經(jīng)濟(jì) 優(yōu)化調(diào)度的任務(wù)了。電力系統(tǒng)典型日負(fù)荷曲線如圖一所

11、示： 圖一 表征電能產(chǎn)品質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)是頻率、 電壓和波形等三項(xiàng)主要指標(biāo)。在穩(wěn)態(tài)情況下，同一交 流電力系統(tǒng)的頻率是一致的。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)電出力與系統(tǒng)負(fù)荷不平衡時(shí)， 頻率將隨之發(fā)生變 化。因此，頻率是最為敏感、最能直接反映電力系統(tǒng)有功功率平衡運(yùn)行參數(shù)，因而也是電能 質(zhì)量指標(biāo)中要求最為嚴(yán)格的一項(xiàng)指標(biāo)。 所以，獨(dú)立電力系統(tǒng)有功功率的平衡的問題也就成了 對系統(tǒng)頻率的監(jiān)視和對發(fā)電機(jī)功率的調(diào)節(jié)問題。電力系統(tǒng)典型日頻率曲線如圖二所示： 51 00 49 SD 494。 0 1 2 3 4 & 7 S 9 1C 11 12 15 T4 15 : V 16 1? 20 ,Z1 H 23 14 電力攀絞賽塑0須

12、本曲建 50 20 M.D0 49 JD 自動發(fā)電控制(AGC )的原理及應(yīng)用 毛史島迎忠照 6 2.1. 負(fù)荷頻率特性 電力系統(tǒng)負(fù)荷的變動將引起頻率的變化，而系統(tǒng)頻率的變化又會造成負(fù)荷功率的變化， 即系統(tǒng)負(fù)荷PL是系統(tǒng)頻率f的函數(shù)： i (2) 這種負(fù)荷功率跟隨頻率變化的特性稱為負(fù)荷的頻率靜態(tài)效應(yīng)。 負(fù)荷的性質(zhì)不同，頻率靜 態(tài)效應(yīng)也將會不同。根據(jù)負(fù)荷的頻率靜態(tài)效應(yīng)，負(fù)荷頻率特性系數(shù)為： ：PL K L = .:f (3) 即負(fù)荷變化量 APL與頻率變化量 Af之比。其中： Af = f - fo為頻率變化量， APL =PL PL0為負(fù)荷變化量。如圖三所示： 2.2. 機(jī)組功頻特性 在機(jī)組裝

13、設(shè)了有差特性調(diào)速器的電力系統(tǒng)中， 當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)， 利用這些調(diào)速器 確定地分配有功功率，可以維持頻率在較小范圍內(nèi)變化。 當(dāng)頻率變化時(shí)，負(fù)荷的靜態(tài)頻率效 應(yīng)特性對維持頻率也會起一定的作用。 由調(diào)速器和電力系統(tǒng)負(fù)荷的頻率靜態(tài)效應(yīng)特性自然調(diào) 節(jié)系統(tǒng)頻率稱為有差調(diào)頻。 發(fā)電機(jī)組的有功功率變化量 APG與頻率變化量Af的關(guān)系特性可用調(diào)差系數(shù) G表示：圖三 中國南方電網(wǎng) 自動發(fā)電控制(AGC )的原理及應(yīng)用 7 IHA 負(fù)號表示當(dāng)系統(tǒng)頻率下降時(shí)，發(fā)電機(jī)出力將上升；上升時(shí)，發(fā)電機(jī)出力將下降。 用發(fā)電機(jī)組的功頻靜態(tài)特性系數(shù)來表示有功功率變化量 APG與頻率變化量Af的關(guān)系 特性，那么: (5) 發(fā)電機(jī)組

14、的調(diào)差系數(shù)是可以調(diào)整的。通常，對汽輪發(fā)電機(jī)組。 KG =15 25 ;對水輪 發(fā)電機(jī)組KG =2550。發(fā)電機(jī)組的功頻靜態(tài)特性如圖四所示： 1.1 f f (5)式可寫成: Lf G L PG =0 KG V . LPG =0 稱為發(fā)電機(jī)組的靜態(tài)調(diào)節(jié)方程。 在獨(dú)立電力系統(tǒng)中，有功功率平衡主要考慮本控制系統(tǒng)的頻率。 設(shè)有n臺機(jī)組并列運(yùn)行， 額定功率分別為PGI、PG2、. PGn ,系統(tǒng)基準(zhǔn)頻率為fo 。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷變化引起頻率變化 Af自動發(fā)電控制(AGC )的原理及應(yīng)用 中國南方電網(wǎng) HIRA bML 8 時(shí)，各臺機(jī)組的功率變化量分別為 APGI、APG2、. APGn ,功頻靜態(tài)特性系數(shù)分別

15、為 KGI、KG2、Kg。發(fā)電機(jī)組的靜態(tài)調(diào)節(jié)方程式為: 、K Gi：f .寸.FG = 0 i言 (8) 即： n - PGi i .J 打=- Z 、KGi i J (9) 參考(7)式，有： n 叩Gi i -1 -K Gi n P Gi 0 K Gi i J (10) 當(dāng)負(fù)荷變化之后，每臺發(fā)電機(jī)組所承當(dāng)?shù)某隽ψ兓繛椋?、KGi (11) 2.3. 系統(tǒng)頻率特性 (11)式僅考慮了發(fā)電機(jī)組的靜態(tài)功頻特性，沒有考慮負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性。實(shí)際上， 當(dāng)系統(tǒng)頻率下降時(shí)，負(fù)荷功率將隨之減?。幌到y(tǒng)頻率上升時(shí)，負(fù)荷功率將隨之增加。設(shè)系統(tǒng) n 負(fù)荷增加APL，引起系統(tǒng)頻率降低 Af ,發(fā)電機(jī)組出力增加 Z

16、 S ,兩者作用后的平衡方 i 程式為： n 上PGi Gi n WPGi 自動發(fā)電控制(AGC )的原理及應(yīng)用 中國南方電網(wǎng) HIRA bML 9 叩L = Ri 一 K L 渚 i =4自動發(fā)電控制AGC 的原理及應(yīng)用 毛 史粵恿秘照. 10 (12) 參考(9)式，有： n .：PL - _寸 KGi.f - K L.:f i 4 (13) 即： . FL n KGi KL i -1 (14) 由此可見，系統(tǒng)頻率變化不僅與負(fù)荷變化有關(guān)， 還與發(fā)電機(jī)組的功頻靜態(tài)特性系數(shù)及負(fù) 荷頻率特性系數(shù)有關(guān)。 n KS = KGi KL i (15) 其中：KS稱為電力系統(tǒng)頻率特性系數(shù)。那么有: .：f

17、 (16) 每臺發(fā)電機(jī)組所承當(dāng)?shù)某隽ψ兓繛? (17) 2.4. 獨(dú)立系統(tǒng)調(diào)頻 當(dāng)負(fù)荷變化引起系統(tǒng)頻率與發(fā)電出力變化的過程如圖五所示: .：f *Gi K Gi KS 自動發(fā)電控制(AGC )的原理及應(yīng)用 中國南方電網(wǎng) UML 11 I I I I M I 1 I I 1 I II / / / 圖五 原先系統(tǒng)負(fù)荷 PL與發(fā)電出力平衡時(shí)，系統(tǒng)頻率為 f ,運(yùn)行點(diǎn)位于 a。當(dāng)負(fù)荷增加 , .、. 一 ,、. . . 一一 APL =PL -PL而變?yōu)镻L ,即負(fù)何的頻率特性矢然向上平移到 PL ,您仃點(diǎn)瞬間由a移到bo 如果發(fā)電機(jī)組調(diào)速器不起作用，出力仍為 PL ,將引起系統(tǒng)頻率下降，沿負(fù)荷的頻

18、率特性達(dá) 到平衡，您仃點(diǎn)由b移到c。此時(shí)頻率為 f，頻率變化量 Af = f f。由于發(fā)電機(jī)組 調(diào)速器的作用，將因頻率的下降而增加出力， 沿機(jī)組的功頻靜態(tài)特性， 運(yùn)行點(diǎn)從a向d移動, 與負(fù)何的頻率特性直線相交于 d,到達(dá)新的平衡。此時(shí)負(fù)何為 PL ,發(fā)電機(jī)組增加的出力為 APL =PL -PL，頻率為 f，頻率變化量 Af = f f ,且&,顯然比單 靠負(fù)荷的頻率特性造成的頻率偏移要小。這一過程就是頻率的一次調(diào)節(jié)。由于 f o o o oo o oo o o o oo o oo teoooo ooo teoooo ooo I 43 2 1I 43 2 1 自動發(fā)電控制AGC 的原理及

19、應(yīng)用 毛史即恿秘貿(mào) 21 其中：d2為反調(diào)鎖定因子(0,1) , T為時(shí)間偏差修正系數(shù)(MW/Sec), A At t 為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間與 電鐘時(shí)間偏差(Sec)。 如果考慮聯(lián)絡(luò)線交換功率的累計(jì)調(diào)節(jié)誤差補(bǔ)償，那么響應(yīng)的算法為： ACE = . ：PT 10 K s . f - d 1R. ：e 34 其中：di為反調(diào)鎖定因子0,1 , R為歸還比例0.1-1, Ae為無意交換電量。 完整的ACE算法為： ACE =.：PT 10Ks.：f d1 R.：e d2：t 35 4.4. 區(qū)域控制方式 所謂區(qū)域控制方式是指實(shí)現(xiàn) AGC控制目標(biāo)的控制模式，也就是選擇 ACE算法的調(diào)度 操作方式，通常有以下五種

20、模式： 定系統(tǒng)頻率控制方式 Constant Frequency Regulation Control , CFRC 。這種方 式的ACE只反映系統(tǒng)頻率的變化，采用30式算法。參照系統(tǒng)頻率系數(shù)，調(diào)節(jié) 受控發(fā)電機(jī)組的功率，使系統(tǒng)頻率到達(dá)基準(zhǔn)值； 定凈交換功率控制方式 Constant Net Interchange Control , CNIC 。這種方式的 ACE僅反映互聯(lián)電網(wǎng)的有功交換功率 ，采用31式算法。按照互聯(lián)電網(wǎng)交換功 率方案，調(diào)節(jié)受控發(fā)電機(jī)組的功率，使聯(lián)絡(luò)線凈交換功率到達(dá)方案值； 定聯(lián)絡(luò)線偏差控制方式 Tie Line Bias Control , TLBC 。這種方式的 ACE同

21、時(shí) 反映系統(tǒng)頻率的變化和互聯(lián)電網(wǎng)的有功交換功率 ，采用32式算法。 時(shí)差校正Time Error Correction , TEQ。這種方式被用來解決頻率調(diào)節(jié)累計(jì)誤 差造成標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘與電鐘時(shí)差的輔助修正手段 ，采用33式算法。 無意交換電量補(bǔ)償Inadvertent Interchange Correction , IIC 。作為解決聯(lián) 絡(luò)線交換功率調(diào)節(jié)累計(jì)誤差造成無意交換電量的輔助修正手段 ，采用34式算法。 自動發(fā)電控制(AGC )的原理及應(yīng)用 22 4.5. ACEffi波、補(bǔ)償及趨勢預(yù)測 電力系統(tǒng)的頻率和聯(lián)絡(luò)線交換功率絕不可能是一個(gè)恒定值， 從ACE算法計(jì)算出來的偏 差值是原始值RAW

22、ACE ，具有很大的隨機(jī)性，將 RAW ACE按富里葉級數(shù)展開，可知 RAW ACE由一系列不同頻率的分量組成，其頻譜很寬。分析這些分量，可知頻率越高的 分量，其幅值越??；峰突越鋒利，衰減越快。要求 AGC閉環(huán)控制系統(tǒng)緊緊跟隨這些變化幾自動發(fā)電控制(AGC )的原理及應(yīng)用 是史照憨題照 23 乎是不可能的，因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)的響應(yīng)速率是有限的，發(fā)電機(jī)組剛開始響應(yīng)一個(gè)尖峰，緊接 著變成了一個(gè)谷刺。所以必須濾除那些快速變化的高頻分量，使閉環(huán)控制系統(tǒng)只調(diào)節(jié)那些 與發(fā)電機(jī)組響應(yīng)速率相匹配的變化成分， 這就需要對高頻分量進(jìn)行濾波。 在AGC中采用的 是巴特沃斯(Batterworth )低通濾波器，具有如下傳

23、遞函數(shù)： 1 2 n 1 - W 式中：n為濾波器階數(shù)。 為了方便運(yùn)行操作，通常設(shè)置三個(gè)不同的時(shí)間常數(shù)，以提供三個(gè)性質(zhì)相同而響應(yīng)速度 不同的濾波器，被稱之為快、中、慢速濾波器。 ACE在經(jīng)過屢次計(jì)算之后，會產(chǎn)生累積誤差，累積補(bǔ)償?shù)哪康木褪钱?dāng)誤差大于一定的 限度時(shí)采取適當(dāng)?shù)男拚胧└郊拥?ACE的最終結(jié)果當(dāng)中。 為防止AGC在即將實(shí)施調(diào)節(jié)控制時(shí) ACE出現(xiàn)反轉(zhuǎn)趨勢而導(dǎo)致過調(diào)，較好的方法是在 的最后幾個(gè)計(jì)算周期對 ACE的開展趨勢提供預(yù)測評估，并將預(yù)測結(jié)果應(yīng)用于 ACE的調(diào)節(jié) 處理當(dāng)中。 最后提供給 AGC使用的ACE是經(jīng)高頻分量濾波，累積誤差補(bǔ)償、趨勢預(yù)測計(jì)算處理 后的綜合結(jié)果，作為 AGC控制

24、決策的依據(jù)。由 LFC據(jù)此按照一定的控制策略再分配給受 控發(fā)電機(jī)組完成調(diào)節(jié)。 4.6. 負(fù)荷頻率控制 LFC的功能是以一定的周期(460秒可調(diào))，按照給定的區(qū)域控制方式選定相應(yīng)的算法， 計(jì)算出ACE ,然后按照一定的控制策略將消除偏差的期望值分配給受控發(fā)電機(jī)組，力圖使 ACE趨于零或進(jìn)入預(yù)先規(guī)定的死區(qū)范圍，以解決電力供需的實(shí)時(shí)平衡，實(shí)現(xiàn) AGC的目的。 LFC根據(jù)ACE的計(jì)算結(jié)果，通過調(diào)節(jié)受控發(fā)電機(jī)組來消除系統(tǒng)頻率和聯(lián)絡(luò)線交換功率的偏 差，這一功能稱為偏差調(diào)節(jié)，也叫 ACE調(diào)節(jié)。 4.7. 在線經(jīng)濟(jì)調(diào)度 在線經(jīng)濟(jì)調(diào)度(Economic Dispatch Control , EDC )，其功能是

25、以一定的周期( 5分鐘 可調(diào))，確定發(fā)電機(jī)組間最經(jīng)濟(jì)的出力分配，同時(shí)考慮發(fā)電機(jī)組的響應(yīng)速率、運(yùn)行限值和調(diào) 節(jié)邊界余量(Regulating Margins )。EDC的輸出為一組經(jīng)濟(jì)基點(diǎn)和一組經(jīng)濟(jì)參與系數(shù)。通 常采用最小邊界余量費(fèi)用( Minmun Margins )，即MIN-MAR 算法來計(jì)算可調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組 的經(jīng)濟(jì)基點(diǎn)。每次 EDC運(yùn)行時(shí)對參與調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)組均按當(dāng)時(shí)的負(fù)荷值和控制區(qū)域交換功 率來進(jìn)行調(diào)度。LFC根據(jù)EDC提交的發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)基點(diǎn)值來計(jì)算期望發(fā)電出力， 使其運(yùn)行 在最優(yōu)負(fù)荷水平，使發(fā)電本錢最小，這一功能稱為基點(diǎn)調(diào)節(jié)，也叫 Base調(diào)節(jié)。如果系統(tǒng)負(fù) 自動發(fā)電控制AGC 的原理及應(yīng)

26、用 毛史即恿秘貿(mào) 24 荷在兩次EDC執(zhí)行期間受到大幅擾動， 那么由EDC最后計(jì)算出的一組經(jīng)濟(jì)基點(diǎn)將不再有效， 必須待EDC再次運(yùn)行后給 LFC提交對應(yīng)于擾動時(shí)的一組新的經(jīng)濟(jì)基點(diǎn)。假設(shè)可調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī) 組的運(yùn)行限值變高或變低，或者某發(fā)電機(jī)組進(jìn)入或退出調(diào)節(jié)， EDC將都自動重新運(yùn)算。 5. AGC的控制方法 5.1. 機(jī)組控制方式 機(jī)組控制方式是指按控制策略設(shè)定受控發(fā)電機(jī)組的調(diào)度模式， 通常有以下根本的控制方 式： 功率調(diào)整(Manual Power Regulate ):這種方式下發(fā)電機(jī)組按照調(diào)度給定的功率目 標(biāo)或方案曲線，在不超過最大調(diào)節(jié)速率限制的條件下， 以給定的調(diào)節(jié)速率進(jìn)行調(diào)整。 當(dāng)方案曲線

27、出現(xiàn)大幅度躍變并超過設(shè)定值時(shí)， 自動轉(zhuǎn)為功率調(diào)整方式。在逼近增減 目標(biāo)之后，再自動轉(zhuǎn)為基點(diǎn)設(shè)定方式； 基點(diǎn)設(shè)定(Manual Base Point Set):這種方式下發(fā)電機(jī)組按照調(diào)度設(shè)定的功率值 或方案曲線運(yùn)行，不參與 ACE調(diào)節(jié)； 基點(diǎn)調(diào)度(Manual Base Point Dispatch ):這種方式下發(fā)電廠(機(jī)組)按照調(diào)度給定 的功率值或方案曲線運(yùn)行，當(dāng) ACE過大時(shí)參與輔助調(diào)節(jié)； 基點(diǎn)調(diào)節(jié)(Manual Base Point Regulate):這種方式下發(fā)電廠(機(jī)組)按照調(diào)度給定 的功率值或方案曲線運(yùn)行，當(dāng) ACE較大時(shí)參與輔助調(diào)節(jié)； 經(jīng)濟(jì)調(diào)度(Economic Dispatc

28、h):這種方式下發(fā)電廠(機(jī)組)按照在EDC計(jì)算給定 的基點(diǎn)運(yùn)行，當(dāng) ACE過大時(shí)參與輔助調(diào)節(jié)； 偏差調(diào)節(jié)(Error Regulate ):這種方式下發(fā)電機(jī)組在可調(diào)范圍直接跟蹤 ACE的變 化進(jìn)行調(diào)節(jié)； 自動調(diào)節(jié)(Automatic Regulate):這種方式下發(fā)電廠(機(jī)組)按照在EDC計(jì)算給定 的基點(diǎn)運(yùn)行，同時(shí)還參與 ACE調(diào)節(jié)。 有的系統(tǒng)還提供缺省的控制方式指定手段，當(dāng)機(jī)組 AGC投入時(shí)能夠自動設(shè)定。自動發(fā)電控制(AGC )的原理及應(yīng)用 中國南方電網(wǎng) 25 頻率控制區(qū)段與控制策略為:5.2. 控制區(qū)段與策略 為保證AGC平滑、穩(wěn)定而有效地實(shí)現(xiàn)電力供需的實(shí)時(shí)平衡，防止在減小 ACE的過程

29、中出現(xiàn)過調(diào)或欠調(diào)，劃分了控制區(qū)段和與之相協(xié)調(diào)的控制策略。控制區(qū)段用于表示 ACE的 嚴(yán)重程度，如圖十一所示: ,ME 控制策略將受控發(fā)電機(jī)組的調(diào)節(jié)響應(yīng)分布于不同的控制區(qū)段, ACE 以便決定那些受控發(fā)電機(jī) 組直接參與偏差調(diào)節(jié)， 那些遵循發(fā)電方案或在線經(jīng)濟(jì)調(diào)度進(jìn)行基點(diǎn)調(diào)節(jié)。 隨著ACE的加大, 參加偏差調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)組應(yīng)越來越多，基點(diǎn)調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)組那么越來越少。 ACE控制區(qū)段與控制策略為: 死區(qū)(Deadband Zone):在此區(qū)段 ACE很小，參與偏差調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)組不作任 何調(diào)節(jié)，參與基點(diǎn)調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)組逼近基點(diǎn)值。 命令區(qū)(Command Zone ):也稱為正常區(qū)(Normal Zone)

30、，在此區(qū)段 ACE較小, 參與偏差調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)組立即跟蹤調(diào)節(jié)，參與基點(diǎn)調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)組仍然在基點(diǎn)值 附近運(yùn)行。 允許區(qū)(Permissive Zone):也稱為幫助區(qū)( Assist Zon，在此區(qū)段 ACE較大, 在參與偏差調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)組跟蹤調(diào)節(jié)的同時(shí)，局部參與基點(diǎn)調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)組參加 到偏差調(diào)節(jié)當(dāng)中進(jìn)行輔助調(diào)節(jié)。當(dāng)偏差消除之后參與輔助調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)組重新逼 近基點(diǎn)值。 緊急區(qū)(Emergency Zone):在此區(qū)段 ACE過大，參與偏差的發(fā)電機(jī)組在執(zhí)行調(diào) 節(jié)的同時(shí)，所有參與基點(diǎn)調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)組立即脫離基點(diǎn)值參加到偏差當(dāng)中進(jìn)行輔 助調(diào)節(jié)。當(dāng)偏差消除之后參與輔助調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)組又重新逼近基點(diǎn)值。 隨著

31、控制性能標(biāo)準(zhǔn)(Control Performance Standard , CPS)的推行和運(yùn)用，增加了了 按頻率偏移程度劃分的控制區(qū)段，如圖十二所示: af 圖十二 自動發(fā)電控制AGC 的原理及應(yīng)用 毛史即恿秘貿(mào) 26 松弛區(qū)(Relaxing Zone):在此區(qū)段頻率偏差很小，當(dāng) ACE小于等于給定死區(qū)值 時(shí)，不調(diào)整發(fā)電機(jī)組出力；當(dāng) ACE大于給定死區(qū)值時(shí)，為防止無意電量偏差增大 或頻率偏差反向，可調(diào)整機(jī)組出力使ACE向相反方向變化，直到小于給定死區(qū)值。 參與偏差調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)組立即跟蹤調(diào)節(jié)，參與基點(diǎn)調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)組仍然在基點(diǎn)值 附近運(yùn)行。 正常區(qū)(Normal Zone ):在此區(qū)段頻率偏差

32、較小， 當(dāng)ACE Af 0 ,為保證ACE 對頻率的幫助作用可不調(diào)整機(jī)組出力；當(dāng) ACE，Af?0，且ACE大于給定死區(qū) 值時(shí)，調(diào)整機(jī)組出力使ACE與頻率偏差符號相反。參與偏差調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)組立即 跟蹤調(diào)節(jié)，局部參與基點(diǎn)調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)組參加到偏差調(diào)節(jié)當(dāng)中進(jìn)行輔助調(diào)節(jié)； 緊急區(qū)(Emergency Zone):在此區(qū)段頻率偏差較大，當(dāng) ACE ，Af 0 ,為保證 ACE對頻率的幫助作用可不調(diào)整機(jī)組出力；當(dāng) ACE ，Af?0 ,調(diào)整機(jī)組出力使 ACE與頻率偏差符號相反。所有參與基點(diǎn)調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)組立即脫離基點(diǎn)值參加到 偏差當(dāng)中進(jìn)行輔助調(diào)節(jié)。當(dāng)偏差消除之后參與輔助調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)組又重新逼近基 點(diǎn)值。 所

33、有控制區(qū)可分為正負(fù)兩個(gè)帶區(qū)并能分別予以設(shè)定。 5.3. 區(qū)域需求 區(qū)域需求(Area Requirement , AR),是指LFC每一計(jì)算周期根據(jù) ACE、上次控制發(fā) 出后預(yù)期響應(yīng)ANR和死區(qū)段及命令段之間的門檻值 DBMW計(jì)算出的調(diào)節(jié)增量。當(dāng) AR需 要使ACE調(diào)節(jié)過零，即全死區(qū)段模式( Full-time Deadband Mode )時(shí)： AR =-ACE 一ANR DBMW (36) 當(dāng)AR只需要使 ACE調(diào)節(jié)到零，即局部死區(qū)段模式( Part-time Deadband Mode )時(shí)， 那么： AR - - ACE -ANR (37) 5.4. 機(jī)組功率分配 AGC要對發(fā)電機(jī)組分

34、配的有功功率包含有兩個(gè)局部，即： 將消除ACE所需增減的控制調(diào)節(jié)有功功率分配給發(fā)電機(jī)組； 將EDC按經(jīng)濟(jì)調(diào)度原那么計(jì)算的方案功率和方案外負(fù)荷或人工輸入的發(fā)電方案曲 自動發(fā)電控制AGC 的原理及應(yīng)用 毛史即恿秘貿(mào) 27 線形成各機(jī)組基點(diǎn)功率分配給發(fā)電機(jī)組。 對于區(qū)域需求，AGC發(fā)出的調(diào)節(jié)功率 Pr按比例積分式計(jì)算： t Pr = Gl ARdt G p AR = Pl Pp 0 38 其中：Gi、Gp分別為控制的積分增益和比例增益， Pi、Pp分別為控制的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài) 調(diào)節(jié)功率。Pr的分配周期與LFC的運(yùn)行周期同步，一般為 4 10秒，以滿足實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的要 求。Pr分配到機(jī)組i的設(shè)點(diǎn)功率Psi為：

35、Psi = Pbi 牌既 iR *Pp 39 其中：Pbi為控制機(jī)組i實(shí)際功率點(diǎn)，oti為控制機(jī)組i的經(jīng)濟(jì)分配系數(shù)，且 0i = 1 , Pi為控制機(jī)組i的調(diào)節(jié)分配系數(shù)，且 K =1。 AGC分配到機(jī)組i的功率增量為： 盤 Psi = Psi - Pbi 40 2 2和白又有以下三種形式： 原始分配系數(shù)RAW 。對于調(diào)節(jié)分配系數(shù)來說就是機(jī)組的響應(yīng)速率；對于經(jīng)濟(jì) 分配系數(shù)來說那么是本錢微增率曲線在機(jī)組基點(diǎn)值處斜率得倒數(shù)； 手動強(qiáng)制分配系數(shù)MAN 。這種分配系數(shù)由操作員人工輸入，一旦存在將優(yōu)先 于原始分配系數(shù)； 標(biāo)準(zhǔn)化分配系數(shù)NORM 。這是LFC進(jìn)行分配計(jì)算時(shí)實(shí)際使用的內(nèi)局部配系數(shù)。 機(jī)組i的標(biāo)

36、準(zhǔn)化分配系數(shù)等于其非標(biāo)準(zhǔn)化分配系數(shù)與所有入選機(jī)組非標(biāo)準(zhǔn)化分配自動發(fā)電控制(AGC )的原理及應(yīng)用 毛 史粵恿秘國 28 系數(shù)總和的比值。即： 二 i 、Z ni 二 .芻 i (41) (42) 5.5. 機(jī)組期望功率 發(fā)電機(jī)組的期望功率( Unit Destination Generation , UDG )與其控制方式和當(dāng)前 ACE落入的控制區(qū)段有關(guān)，具體情況如下表所示： 控制策略 死區(qū) 命令區(qū) 允許區(qū) 緊急區(qū) 基點(diǎn)設(shè)定 方案基點(diǎn)BPS 方案基點(diǎn)BPS 方案基點(diǎn)BPS 條件基點(diǎn)BPR 基點(diǎn)調(diào)度 方案基點(diǎn)BPS 方案基點(diǎn)BPS 條件基點(diǎn)BPR 響應(yīng)調(diào)節(jié)UDGr 基點(diǎn)調(diào)節(jié) 方案基點(diǎn)BPS 條件

37、基點(diǎn)BPR 響應(yīng)調(diào)節(jié)UDGr 響應(yīng)調(diào)節(jié)UDGr 經(jīng)濟(jì)調(diào)度 不做控制NC 經(jīng)濟(jì)基點(diǎn)UDGe 經(jīng)濟(jì)基點(diǎn)UDGe 響應(yīng)調(diào)節(jié)UDGr 偏差調(diào)T 不做控制NC 響應(yīng)調(diào)節(jié)UDGr 響應(yīng)調(diào)節(jié)UDGr 響應(yīng)調(diào)節(jié)UDGr 自動調(diào)節(jié) 不做控制NC 經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)UDGer 響應(yīng)調(diào)節(jié)UDGr 響應(yīng)調(diào)節(jié)UDGr 在表中，“方案基點(diǎn)表示向基點(diǎn)逼近，不考慮對 ACE的影響?！皸l件基點(diǎn)表示向基 點(diǎn)逼近前，考慮對 ACE的影響，假設(shè)向基點(diǎn)逼近會進(jìn)一步增大 ACE,那么保持不動；假設(shè)向基點(diǎn) 逼近將減少 ACE那么作變動。經(jīng)濟(jì)基點(diǎn)表示按 EDC的要求，向最經(jīng)濟(jì)的基點(diǎn)逼近；響應(yīng)調(diào) 節(jié)表示既不考慮方案基點(diǎn)也不考慮經(jīng)濟(jì)基點(diǎn)，響應(yīng)期望的功率分

38、配，參與 ACE調(diào)節(jié)。 發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)期望功率 UDG er的計(jì)算方程式為： UDG er 二UEBP UEPF DG 廣URPF (43) 其中：UEBP為上次EDC運(yùn)行時(shí)計(jì)算的經(jīng)濟(jì)基點(diǎn)， UEPF 數(shù)，URPF =的為一組調(diào)節(jié)分配系數(shù)， DG為自上次EDC AR n - 、一一 一 W 為一組經(jīng)濟(jì)分配系 運(yùn)行以來總的發(fā)電出力變化 自動發(fā)電控制(AGC )的原理及應(yīng)用 毛史副迎忠照 29 量。 經(jīng)濟(jì)基點(diǎn)期望功率UDG e的計(jì)算方程式為： UDG e =UEBP UEPF DG (44) 響應(yīng)調(diào)節(jié)期望功率UDG r的計(jì)算方程式為： UDG r = URPF AR UMW (45) 其中：UM

39、W為當(dāng)前實(shí)際出力。 發(fā)電機(jī)組要參與調(diào)節(jié)，其期望功率UDG與實(shí)際功率UMW 必然存在偏差，稱為機(jī)組控 制偏差(Unit Control Error , UCE ),偏差的符號為正表示要增加功率，符號為負(fù)表示要減 少功率。發(fā)電機(jī)組i的控制偏差UCE為： UCE i =UDG i -UMW i (46) 前面已經(jīng)提到，向發(fā)電機(jī)組 i發(fā)出調(diào)節(jié)指令要按一定的控制周期( Unit Control Period , UCP ) UCP i來發(fā)送： . ：UDG i UCP i = - URS i (47) 其中：AUDG i為調(diào)節(jié)增量(MW, US i為響應(yīng)速率(Unit Reponse Speed, UR

40、S) (MW/min)。響應(yīng)速率是每分鐘有功功率的變化量。 當(dāng)一個(gè)調(diào)節(jié)指令發(fā)送給某發(fā)電機(jī)組 i時(shí)，其控制周期值開始遞減， 為0后表示周期已到， 可以再次向該發(fā)電機(jī)組發(fā)出調(diào)節(jié)指令。 如果新的調(diào)節(jié)指令與前一指令控制方向相反， 那 么 不考 慮這一周期。 在某一時(shí)間，對某發(fā)電機(jī)組 i要求發(fā)電(Requirement Generation , RG ) RG i : 自動發(fā)電控制(AGC )的原理及應(yīng)用 毛史副迎忠照 30 0 . RG i =UMW i LUDG i (48) 其中：UMW i為m個(gè)周期后以實(shí)際功率設(shè)置的初始值。 當(dāng)調(diào)節(jié)指令發(fā)出后，在時(shí)間 n，對將要得到的響應(yīng)有個(gè)預(yù)期，稱為時(shí)間 n時(shí)

41、的預(yù)期響應(yīng)自動發(fā)電控制(AGC )的原理及應(yīng)用 31 中國南方電網(wǎng) CXLHA llKU (Unit Anticipated Response, UAR ) UAR (,其算法為 n n 1 n 1 UAR i =UC i UAR i - _(URS i .：T ) UAR 一 NE 0) (49) 其中：UC i為正常響應(yīng)后的發(fā)電增量， AT為LFC執(zhí)行周期。 對控制區(qū)域的預(yù)期響應(yīng)( Area Anticipated Response, AAR) AAR n : n n n AAR = 、 UAR i i =1 (50) 由于種種原因可能并沒有響應(yīng)控制信號，因此需要對響應(yīng)情況進(jìn)行判斷。故 n

42、個(gè)周期 (n 100 % , CPS 2 N90% 。其計(jì)算公式為: 均值A(chǔ)f 的乘積，除以十倍的頻率偏差系數(shù) Bi ,應(yīng)小于年實(shí)際頻率與標(biāo)準(zhǔn) 頻率偏差一分鐘平均值的均方差 I )； 2 CPS2標(biāo)準(zhǔn)：在一小時(shí)六個(gè)時(shí)間段, 控制區(qū)域的 ACE 的十分鐘平均值，必須控制在 x (ACE AVG - min - f AVG min ) ACE AVG - min 為控制 Bi為控制區(qū)的系統(tǒng) 自動發(fā)電控制AGC 的原理及應(yīng)用 39 中國南方電網(wǎng) HIRA IMLl- 、(ACE AVG - min LfAVG min ) CF = - 2 - = -10nK i ；1 (57) CPS 1 = (2

43、 _CF * 100 % (58) _ 給定期間合格 ACE AVG -10min數(shù) CPS 2 = - 100 % 給定期間全部 ACE AVG -10min數(shù) (59) CPS的控制要求如圖十五所示: 圖十五 7. AGC的控制對象 AGC的最終控制作用對象就是具備 AGC功能的發(fā)電廠及其發(fā)電機(jī)組。根據(jù)發(fā)電廠控 制裝置的不同，AGC有多種控制類型，所采用的控制指令信號和處理方法是不同的。通常 控制指令信號有兩種類型，即： 設(shè)點(diǎn)功率控制類型：這種類型的控制信號是由當(dāng)前實(shí)發(fā)值加調(diào)節(jié)增量構(gòu)成的有功 功率的模擬量。其優(yōu)點(diǎn)是期望目標(biāo)準(zhǔn)確，給定數(shù)據(jù)沒有時(shí)間間隔限制，缺點(diǎn)是在 發(fā)電機(jī)組參與遙調(diào)之前，需將

44、當(dāng)前實(shí)際發(fā)電功率發(fā)送給發(fā)電機(jī)組裝置，初始化設(shè) 點(diǎn)功率，防止當(dāng)?shù)匾驅(qū)嶋H發(fā)電功率與設(shè)點(diǎn)偏差過大引起誤調(diào)； 升降脈沖控制類型：這種類型的控制信號是由時(shí)間可變長度構(gòu)成的升降脈沖寬度 數(shù)據(jù)，不同的脈寬對應(yīng)不同的調(diào)節(jié)增量。其優(yōu)點(diǎn)是直接控制機(jī)組調(diào)速器增減有功 功率，響應(yīng)靈敏，缺點(diǎn)是脈沖指令存在時(shí)間間隔，連續(xù)發(fā)送會導(dǎo)致脈沖間隔喪失自動發(fā)電控制(AGC )的原理及應(yīng)用 中國南方電網(wǎng) 40 而產(chǎn)生累積，形成很大的調(diào)節(jié)幅度造成誤調(diào)。 7.1. 電廠控制器 電廠控制器(Plant Local Control , PLC ),也叫上位機(jī)?，F(xiàn)在許多發(fā)電廠(特別是水電 廠)采用的是計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。大多數(shù)情況下，一臺 P L

45、C能同時(shí)控制多臺機(jī)組，各臺機(jī)組 以成組方式接受 P LC的控制。AGC對P LC采用設(shè)點(diǎn)功率控制信號， 向多臺機(jī)組給定一個(gè) 總的設(shè)點(diǎn)功率指令，由P LC將有功功率要求按當(dāng)?shù)夭呗苑峙浣o參加成組調(diào)節(jié)的機(jī)組控制單 元。其控制結(jié)構(gòu)如圖十六所示： 7.2. 機(jī)組控制單元 機(jī)組控制單元(Local Control Unit , LCU ),也叫下位機(jī)，通常是指水電機(jī)組的控制裝 置，在火電廠通常那么是指分散控制系統(tǒng)( Distributed Control System , DCS)。LCU響應(yīng)來 自P LC或直接從調(diào)度中心發(fā)出的設(shè)點(diǎn)功率控制指令，經(jīng)分析比擬后以增減功率的變脈寬信 號發(fā)送給機(jī)組調(diào)速器并跟蹤機(jī)

46、組實(shí)發(fā)功率，直到逐漸逼近期望值。 DCS 一般是直接響應(yīng)從 調(diào)度中心發(fā)出的設(shè)點(diǎn)功率控制指令， 經(jīng)分析比擬后，協(xié)調(diào)控制機(jī)爐輔助系統(tǒng)并跟蹤機(jī)組實(shí)發(fā) 功率，直到逐漸逼近期望值。其控制結(jié)構(gòu)如圖十七所示: AGC 圖十六 圖十七 自動發(fā)電控制(AGC )的原理及應(yīng)用 中國南方電網(wǎng) 41 7.3. RTL制裝置 遠(yuǎn)動終端(Remote Terminal Unit , RTU )控制裝置是一種簡易的發(fā)電機(jī)組控制方法, 這種裝置接收從調(diào)度中心發(fā)出的機(jī)組發(fā)電功率升降脈沖控制指令, 功率，其功率期望值的逼近是由 AGC來判斷的，沒有中間閉環(huán)處理，如圖十八所示: 7.4. 機(jī)組運(yùn)行狀態(tài) AGC運(yùn)行信號，通過遙信反映

47、給調(diào)度中心，可由單一的 或多個(gè)邏輯狀態(tài)量組合構(gòu)成，可以表現(xiàn)為以下狀態(tài)信息: AGC入：這種狀態(tài)表示發(fā)電機(jī)組的發(fā)電出力調(diào)節(jié)控制權(quán)已經(jīng)交給調(diào)度中心遠(yuǎn)方控 制； 允許調(diào)度中心控制; 不允許調(diào)度中心控制; 自動狀態(tài)：這種狀態(tài)表示發(fā)電機(jī)組正在并網(wǎng)運(yùn)行，發(fā)電出力調(diào)節(jié)控制權(quán)由當(dāng)?shù)卣?握，以自動方式進(jìn)行調(diào)節(jié)控制； 手動狀態(tài)：這種狀態(tài)表示發(fā)電機(jī)組正在并網(wǎng)運(yùn)行，發(fā)電出力調(diào)節(jié)控制權(quán)由當(dāng)?shù)卣?握，通過人工進(jìn)行手動調(diào)節(jié)控制； 運(yùn)行狀態(tài)；這種狀態(tài)表示發(fā)電機(jī)組正在并網(wǎng)運(yùn)行； 停機(jī)狀態(tài)：這種狀態(tài)表示發(fā)電機(jī)組沒有并網(wǎng)運(yùn)行； 可調(diào)狀態(tài)：這種狀態(tài)表示發(fā)電機(jī)組已經(jīng)解列備用，需要時(shí)可投入使用 失備狀態(tài)：。這種狀態(tài)表示發(fā)電機(jī)組正在檢修，

48、不能使用。 除此之外能根據(jù)需要自行定義其它運(yùn)行狀態(tài)。只有遙調(diào)狀態(tài)才可以按控制策略設(shè)定機(jī)直接控制調(diào)速器增減有功 機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)是發(fā)電機(jī)組的 AG嫗出：這種狀態(tài)表示發(fā)電機(jī)組正在并網(wǎng)運(yùn)行, 發(fā)電出力調(diào)節(jié)控制權(quán)由當(dāng)?shù)卣莆? AGC允許：這種狀態(tài)表示發(fā)電機(jī)組正在并網(wǎng)運(yùn)行, 發(fā)電出力調(diào)節(jié)控制權(quán)由當(dāng)?shù)卣莆?AG成止：這種狀態(tài)表示發(fā)電機(jī)組正在并網(wǎng)運(yùn)行, 發(fā)電出力調(diào)節(jié)控制權(quán)由當(dāng)?shù)卣莆?圖十八 自動發(fā)電控制AGC 的原理及應(yīng)用 毛史即恿秘貿(mào) 42 組控制模式，否那么機(jī)組控制模式將自動轉(zhuǎn)為空缺控制模式并發(fā)出警示信息。 7.5. 控制器信號接口 AGC要完成控制，需要采集參與遙調(diào)的發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)作為控制調(diào)節(jié)的參數(shù)，

49、同 時(shí)要向控制器發(fā)送指令信號。 其中，下行信號為： 發(fā)電機(jī)組有功功率設(shè)定值，遙調(diào) AO數(shù)字量。采用硬接線方式連接時(shí)為 20mA 輸出，假設(shè)有源24V外供電對發(fā)電廠控制系統(tǒng)輸入有影響，那么應(yīng)加裝電壓隔離裝置； AGC遙調(diào)請求，遙控DO開關(guān)量或脈沖量。為電網(wǎng)調(diào)度中心的遙調(diào)控制請求 AGC請求命令，可選； AGC投入指令，遙控DO開關(guān)量。為電網(wǎng)調(diào)度中心的為 AGC投入操作指令 AGC投入/退出切換，可選。 上行信號為: AGC投入/退出，遙信DI開關(guān)量。為發(fā)電機(jī)組 AGC功能投入/退出信號； AGC允許/禁止，遙信DI開關(guān)量。為發(fā)電機(jī)組是否允許 AGC功能投入信號； 機(jī)組自動/手動，遙信DI開關(guān)量。

50、為發(fā)電機(jī)組采用自動還是手動控制的狀態(tài) 信號； 機(jī)組運(yùn)行/停機(jī)，遙信DI 開關(guān)量。為發(fā)電機(jī)組是否并網(wǎng)運(yùn)行的狀態(tài)信號； 機(jī)組可調(diào)/失備，遙信DI開關(guān)量。為發(fā)電機(jī)組是否備用的狀態(tài)信號。 機(jī)組有功功率，遙測AI數(shù)字量。為發(fā)電機(jī)組的實(shí)時(shí)發(fā)電出力。采用硬接線方 式連接時(shí)為4 20mA輸入，假設(shè)有源24V外供電對計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)或遠(yuǎn)動終端 輸入有影響的那么應(yīng)加裝電壓隔離裝置； 機(jī)組當(dāng)?shù)仡l率，遙測AI 數(shù)字量。為發(fā)電機(jī)組的頻率。采用硬接線方式連接時(shí) 為420mA輸入，假設(shè)有源24V外供電對計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)或遠(yuǎn)動終端輸入有影 響的那么應(yīng)加裝電壓隔離裝置。 機(jī)組調(diào)節(jié)上限，遙測AI 數(shù)字量，可選。為發(fā)電廠當(dāng)?shù)乜刂葡到y(tǒng)根

51、據(jù)運(yùn)行工況 測算出的調(diào)節(jié)范圍最大值。采用硬接線方式連接時(shí)為 4 20mA輸入，假設(shè)有源24V 外供電對計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)或遠(yuǎn)動終端輸入有影響的那么應(yīng)加裝電壓隔離裝置； 機(jī)組調(diào)節(jié)下限，遙測AI 數(shù)字量，可選。為發(fā)電廠當(dāng)?shù)乜刂葡到y(tǒng)根據(jù)運(yùn)行工況 測算出的調(diào)節(jié)范圍最大值。采用硬接線方式連接時(shí)為 4 20mA輸入，假設(shè)有源24V 自動發(fā)電控制AGC 的原理及應(yīng)用 毛史即恿秘貿(mào) 43 外供電對計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)或遠(yuǎn)動終端輸入有影響的那么應(yīng)加裝電壓隔離裝置； 機(jī)組調(diào)節(jié)上升速率，遙測 AI 數(shù)字量，可選。為發(fā)電廠當(dāng)?shù)乜刂葡到y(tǒng)根據(jù)運(yùn)行 工況測算出的增出力響應(yīng)速率。采用硬接線方式連接時(shí)為 4 20mA輸入，假設(shè)有源 24

52、V外供電對計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)或遠(yuǎn)動終端輸入有影響的那么應(yīng)加裝電壓隔離裝 置； 機(jī)組調(diào)節(jié)下降速率，遙測 AI 數(shù)字量，可選。為發(fā)電廠當(dāng)?shù)乜刂葡到y(tǒng)根據(jù)運(yùn)行 工況測算出的減出力響應(yīng)速率。采用硬接線方式連接時(shí)為 4 20mA輸入，假設(shè)有源 24V外供電對計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)或遠(yuǎn)動終端輸入有影響的那么應(yīng)加裝電壓隔離裝 置。 8. AGC的操作與監(jiān)視 8.1. 運(yùn)行操作方式 為準(zhǔn)確把握 AGC的運(yùn)行，通常提供以下運(yùn)行操作方式： 正常方式：在這種方式下， LFC通過SCADA提取電網(wǎng)頻率、聯(lián)絡(luò)線有功功率、受 控發(fā)電機(jī)組功率及其控制模式等遙測量，根據(jù)基準(zhǔn)頻率、互聯(lián)電網(wǎng)凈交換功率計(jì) 劃值以及預(yù)先設(shè)定的修正值計(jì)算出 ACE

53、并向受控發(fā)電機(jī)組發(fā)送增減功率的控制信 號。與此同時(shí)，完成備用容量的計(jì)算、監(jiān)視預(yù)期的響應(yīng)性能，統(tǒng)計(jì)分析出控制效 果，刷新顯示當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)及越限告警情況。正常方式能在人機(jī)交互畫面上人為 設(shè)定； 監(jiān)視方式：在這種方式下， AGC軟件系統(tǒng)仍然正常運(yùn)行，但不向受控發(fā)電機(jī)組發(fā) 送遙調(diào)控制指令。監(jiān)視方式能在人機(jī)交互畫面上人為設(shè)定； 離線方式：在這種方式下， AGC軟件系統(tǒng)仍然正常運(yùn)行，但不接收遙測、遙信信 息，不作任何計(jì)算，也不發(fā)送任何指令，即處于靜止?fàn)顟B(tài)。離線方式能在人機(jī)交 互畫面上人為設(shè)定。 8.2. 運(yùn)行監(jiān)視狀態(tài) 為了解并紀(jì)錄 AGC的運(yùn)行情況，通常提供以下運(yùn)行監(jiān)視狀態(tài)：自動發(fā)電控制AGC 的原理及應(yīng)

54、用 圭坦煎秘囹 44 在線：當(dāng)AGC軟件系統(tǒng)所有功能運(yùn)行正常且至少有一座發(fā)電廠或一臺機(jī)組在受控 狀態(tài)時(shí)表示為在線狀態(tài)ON ; 閑置：當(dāng)AGC處于正常方式但沒有任何發(fā)電廠或機(jī)組參與控制時(shí)表示為閑置狀態(tài) IDLE ; 暫停：當(dāng)AGC頻率遙測無效、或多點(diǎn)頻率遙測均方根越限、 或聯(lián)絡(luò)線有功遙測無 效、或聯(lián)絡(luò)線有功遙測跳變、或聯(lián)絡(luò)線有功遙測超過穩(wěn)定極限時(shí)表示為暫停狀態(tài) PAUS，此時(shí)AGC的LFC功能依然進(jìn)行 ACE的計(jì)算，當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)及越限告 警依然刷新顯示，但不向受控發(fā)電機(jī)組發(fā)送任何控制指令，相應(yīng)的預(yù)期響應(yīng)性能 的監(jiān)視和備用容量的計(jì)算、控制效果的統(tǒng)計(jì)分析被暫停。假設(shè)造成暫停的原因消失， AGC自動恢

55、復(fù)到正常； 掛起：當(dāng)AGC頻率遙測或聯(lián)絡(luò)線有功遙測無效已超過規(guī)定的時(shí)間限制、 或頻率遙 測超過設(shè)定的允許范圍時(shí)表示為掛起狀態(tài) SUSP，此時(shí)AGC的LFC功能依然 進(jìn)行ACE的計(jì)算，當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)及越限告警依然刷新顯示，但不向受控發(fā)電機(jī)組 發(fā)送任何控制指令，相應(yīng)的預(yù)期響應(yīng)性能的監(jiān)視和備用容量的計(jì)算、控制效果的 統(tǒng)計(jì)分析被暫停。假設(shè)造成掛起的原因消失， 通常AGC不能自動恢復(fù)到正常， 需要 人工進(jìn)行切換； 監(jiān)視：當(dāng)人為阻止 AGC向受到調(diào)度端控制的發(fā)電廠和機(jī)組發(fā)送遙調(diào)控制指令時(shí)表 示為監(jiān)視狀態(tài)MON ; 離線：當(dāng)人為停止 AGC功能時(shí)表示為離線狀態(tài)OFF 。 在線、監(jiān)視和離線狀態(tài)在人工改變操作方式

56、時(shí)轉(zhuǎn)變、 ，閑置、暫停、掛起通常由軟件判 定切換。 8.3. 備用容量監(jiān)視 備用容量監(jiān)視根據(jù)發(fā)電機(jī)組的功率、 限值和響應(yīng)速率，按一定的周期來計(jì)算，用于監(jiān)視 各種運(yùn)行要求的備用容量裕度。通常有以下備用容量監(jiān)視計(jì)算： 調(diào)節(jié)裕度：指受控發(fā)電機(jī)組現(xiàn)有調(diào)節(jié)能力之和。分為上調(diào)和下調(diào)備用。調(diào)節(jié)裕度 受響應(yīng)速率、調(diào)節(jié)范圍和極限范圍的約束； 旋轉(zhuǎn)備用：指已經(jīng)并網(wǎng)運(yùn)行，隨時(shí)準(zhǔn)備接帶負(fù)荷的備用發(fā)電容量； 非旋轉(zhuǎn)備用：指可以并網(wǎng)運(yùn)行并能在一定時(shí)間內(nèi)接帶負(fù)荷的備用發(fā)電容量； 可調(diào)備用：旋轉(zhuǎn)備用與非旋轉(zhuǎn)備用之和。 自動發(fā)電控制AGC 的原理及應(yīng)用 毛史即恿秘貿(mào) 45 備用容量監(jiān)視計(jì)算在 AGC處于掛起和暫停狀態(tài)時(shí)暫停執(zhí)行。 備用需求應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷 的某一百分?jǐn)?shù)和最大在線機(jī)組占系統(tǒng)負(fù)荷的百分?jǐn)?shù)確定。 8.4. 控制性能監(jiān)視 為驗(yàn)證AGC的運(yùn)行效果，根據(jù)北美電力可靠性協(xié)會 NERC 制定的控制性能標(biāo)準(zhǔn)提 供統(tǒng)計(jì)評價(jià)，同時(shí)對發(fā)電機(jī)組的受控情況進(jìn)行跟蹤日志紀(jì)錄及統(tǒng)計(jì)。 控制性能統(tǒng)計(jì)評價(jià)包含以下內(nèi)容：