自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)的原理及應(yīng)用

1、中國(guó)南方電網(wǎng)CHINAPOWER: ORBO自動(dòng)發(fā)電控制（AGC的原理及應(yīng)用編寫(xiě)：黃文偉貴州電力調(diào)度通信局2005年9月自動(dòng)發(fā)電控制（AGC ）的原理及應(yīng)用雀中國(guó)南方電網(wǎng)CXLHAllKU1. 概述31.1. AGO的作用31.2. AGO的目的31.3. AGO的意義41.4. AGO的地位42. AGO的基本原理42.1. 負(fù)荷頻率特性62.2. 機(jī)組功頻特性62.3. 系統(tǒng)頻率特性82.4. 獨(dú)立系統(tǒng)調(diào)頻 92.5. 自動(dòng)調(diào)頻方法112.6. 聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)頻123. AGO的系統(tǒng)體系143.1. 系統(tǒng)構(gòu)成143.2. 控制回路 153.3. 與能量管理系統(tǒng)的關(guān)系 153.4. 與其他應(yīng)用軟

2、件的關(guān)系 154. AGO的控制原理164.1. 控制量測(cè)164.2. 凈交換功率計(jì)劃174.3. 區(qū)域控制偏差174.4. 區(qū)域控制方式194.5. ACE濾波、補(bǔ)償及趨勢(shì)預(yù)測(cè) 194.6. 負(fù)荷頻率控制 204.7. 在線經(jīng)濟(jì)調(diào)度205. AGO的控制方法215.1. 機(jī)組控制方式215.2. 控制區(qū)段與策略225.3. 區(qū)域需求235.4. 機(jī)組功率分配245.5. 機(jī)組期望功率2556機(jī)組控制校驗(yàn)275.7. 基點(diǎn)功率計(jì)劃285.8. AGC工作流程296. AGC的控制性能標(biāo)準(zhǔn) 306.1. 區(qū)域控制標(biāo)準(zhǔn)（A/ B） 306.2. 控制性能標(biāo)準(zhǔn)（CPS 327. AGC的控制對(duì)象33

3、7.1. 電廠控制器 347.2. 機(jī)組控制單元347.3. RTU控制裝置357.4. 機(jī)組運(yùn)行狀態(tài) 357.5. 控制器信號(hào)接口 368. AGC的操作與監(jiān)視 378.1. 運(yùn)行操作方式378.2. 運(yùn)行監(jiān)視狀態(tài) 378.3. 備用容量監(jiān)視388.4. 控制性能監(jiān)視398.5. 運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視及告警 40人機(jī)交互界面 411自動(dòng)發(fā)電控制（AGC ）的原理及應(yīng)用雀中國(guó)南方電網(wǎng)CXLHAllKU1.概述自動(dòng)發(fā)電控制（Automatic Generation Control , AGC ），通常簡(jiǎn)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(dòng)化系統(tǒng)） 及發(fā)電機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)之上并通

4、過(guò)高可靠信息傳輸系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)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(dòng)化生產(chǎn)運(yùn)行控制的一項(xiàng)最基本、最實(shí)用的功能。AGC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(dòng)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、供應(yīng)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(wàn)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)線交換功率按交易計(jì)劃運(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

5、人工調(diào)節(jié)方式無(wú)論從反應(yīng)速度還是調(diào)節(jié)精度都難以滿足電力系統(tǒng)安全、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(dòng)化技術(shù)手段來(lái)提供實(shí)質(zhì)性的保障。解決這一問(wèn)題的最佳途徑就是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)量電能供應(yīng)。其根本任務(wù)是實(shí)現(xiàn)下列目標(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)凈交換功率按計(jì)劃值運(yùn)行，交換功率累積誤差引起無(wú)意交換電量在允許范圍之內(nèi)；3

6、）在滿足電網(wǎng)安全約束條件、電網(wǎng)頻率和互聯(lián)電網(wǎng)凈交換功率計(jì)劃的情況下協(xié)調(diào)參與AGC調(diào)節(jié)的電廠（機(jī)組）按市場(chǎng)交易或經(jīng)濟(jì)調(diào)度原則優(yōu)化運(yùn)行。3自動(dòng)發(fā)電控制（AGC ）的原理及應(yīng)用雀中國(guó)南方電網(wǎng)富lui 卜HEHTwkK IjMLI-1.3. AGC的意義運(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)安全、 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)之間的電力交換計(jì)劃，進(jìn)一步減輕運(yùn)行管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；對(duì)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)發(fā)展運(yùn)營(yíng)的需要，增強(qiáng)在電力市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)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(duì)基礎(chǔ)

7、通信自動(dòng)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(guó)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化振興綱要和關(guān)于開(kāi)展自動(dòng)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(jí)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)必須具備AGC功能。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)用化要求和網(wǎng)、省電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)用化驗(yàn)收細(xì)則中明確規(guī)定，實(shí)現(xiàn)AGC功能是調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)提高實(shí)用化水平的基本要求。網(wǎng)、省電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)安全文明生產(chǎn)達(dá)標(biāo)考核實(shí)施細(xì)則中也將 AGC功能是否達(dá)到實(shí)用化標(biāo)準(zhǔn)，作為安全文明生產(chǎn)達(dá)標(biāo)必備條件之一。2. AGC的基本原理電力系統(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

8、平衡，其平衡方程為：mn一 PGi - ' P Lj PLossi =0j =0（1）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(wú)時(shí)無(wú)刻都在發(fā)生不規(guī)則的變動(dòng)，分析負(fù)荷變動(dòng)的特性， 可將其變動(dòng)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(zhǎng)（10秒至3分鐘之間）的脈動(dòng)負(fù)荷，如電爐、沖壓機(jī)械、電氣機(jī)車(chē)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(dòng)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

9、及其頻率調(diào)整大體上也分為、三次調(diào)節(jié):1）對(duì)于變化周期很短（10秒以內(nèi)）幅度很小的負(fù)荷波動(dòng)，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(duì)于周期較短（13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(dòng)調(diào)節(jié)，通常稱為一次調(diào)節(jié)；3）對(duì)于周期較長(zhǎng)（10分鐘以內(nèi)）而幅值較大的負(fù)荷變化，則通過(guò)控制發(fā)電機(jī)組的調(diào) 頻器來(lái)跟蹤，通常稱為二次調(diào)節(jié)；4）對(duì)于周期長(zhǎng)（10分鐘以上）而幅值大的負(fù)荷變化，則需要根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)、確定機(jī) 組組合并安排發(fā)電計(jì)劃曲線進(jìn)行平衡，通常稱為三次調(diào)節(jié)。若要力圖使運(yùn)行成本最小化， 在發(fā)電機(jī)組之間按最優(yōu)化原則分配發(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

10、如圖一所示：圖一5自動(dòng)發(fā)電控制（AGC ）的原理及應(yīng)用雀中國(guó)南方電網(wǎng)富lui 卜HEHTwkK IjMLI-#自動(dòng)發(fā)電控制（AGC ）的原理及應(yīng)用雀中國(guó)南方電網(wǎng)富lui 卜HEHTwkK IjMLI-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，同一交頻率將隨之發(fā)生變流電力系統(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), 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(wèn)題也就成了 對(duì)系統(tǒng)頻率的監(jiān)視和對(duì)發(fā)電機(jī)功率的調(diào)節(jié)問(wèn)題。電力系統(tǒng)典型日頻率曲線如圖二所示:卄Z

11、51 0050 80W60 4050 JOW.DD 產(chǎn)49 B049 SOMM492Di 5 i 3 9 1C l'l 1； 15 T4 151? 16 T3 20 11 22 23 ii朋DO #自動(dòng)發(fā)電控制（AGC ）的原理及應(yīng)用雀中國(guó)南方電網(wǎng)就lui卜HnnYMkK2.1. 負(fù)荷頻率特性電力系統(tǒng)負(fù)荷的變動(dòng)將引起頻率的變化，而系統(tǒng)頻率的變化又會(huì)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)：Pl=P LN7自動(dòng)發(fā)電控制（AGC ）的原理及應(yīng)用雀中國(guó)南方電網(wǎng)就lui卜HnnYMkK#自動(dòng)發(fā)電控制（AGC ）的原理及應(yīng)用雀中國(guó)南方電網(wǎng)就lui卜HnnYMkK（2）負(fù)荷的性質(zhì)不同

12、，頻率靜圖三這種負(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)。態(tài)效應(yīng)也將會(huì)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:f（3）即負(fù)荷變化量 .: Pl與頻率變化量 .廿 之比。其中： 甘=f 一 f。為頻率變化量， =Pl = Pl - Plo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(duì)維持頻率也會(huì)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 中

13、g與頻率變化量的關(guān)系特性可用調(diào)差系數(shù) 二G表示：#自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）的原理及應(yīng)用壟中帀南力電也Af G 二一A Pg#自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）的原理及應(yīng)用壟中帀南力電也#自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）的原理及應(yīng)用壟中帀南力電也負(fù)號(hào)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(lái)表示有功功率變化量.：Pg與頻率變化量.計(jì)的關(guān)系#自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）的原理及應(yīng)用壟中帀南力電也#自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）的原理及應(yīng)用壟中帀南力電也特性，則: ：Pg（5）發(fā)電機(jī)組的調(diào)差系數(shù)是可以調(diào)整的。通常，對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組。Kg = 15 25 ;對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組Kg =2550

14、。發(fā)電機(jī)組的功頻靜態(tài)特性如圖四所示：圖四（5）式可寫(xiě)成：-f ' G - PG =0（6）或：Kg 冷；=Pg =0（7）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(tái)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'f時(shí)，各臺(tái)機(jī)組的功率變化量分別為.PG1、厶Pg 2、- SPcn，功頻靜態(tài)特性系數(shù)分別為Kgi、Kg2、KGn。發(fā)電機(jī)組的靜態(tài)調(diào)節(jié)方程式為:即:- PGi.-:fi -1、Kgi J參考（7 ）式，有:(8)(9)nV 厶 PGii*-K Gi ''&

15、#39; - P Gi 0X K Gii三(10)當(dāng)負(fù)荷變化之后，每臺(tái)發(fā)電機(jī)組所承擔(dān)的出力變化量為:厶PGiGin' Kgi -4nV PGii三(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(méi)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??；系統(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. ：Pl，引起系統(tǒng)頻率降低山，發(fā)電機(jī)組出力增加.-PGi，兩者作用后的平衡方i弓程式為：nPl = 7 'Pg K L fi =4(12)參考(9 )式，有：nCPl - KGi.'f - K：fi 4(13) Pl即：.&quo

16、t;：f' JiKli-1(14)由此可見(jiàn)，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)。令:nK s 八 Kg Kli £(15)其中：Ks稱為電力系統(tǒng)頻率特性系數(shù)。則有:(16)每臺(tái)發(fā)電機(jī)組所承擔(dān)的出力變化量為:Gi(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(guò)程如圖五所示:11自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）的原理及應(yīng)用壟中帀南力電也圖五原先系統(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.：Pl =Pl - Pl而變?yōu)镻l，即負(fù)荷的頻率特性突然向上平移到Pl，運(yùn)行點(diǎn)瞬間由a移到b。如果發(fā)電

17、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)荷的頻率特性達(dá)到平衡，運(yùn)行點(diǎn)由 b移到c。此時(shí)頻率為f，頻率變化量.'： f ' = 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(dòng),與負(fù)荷的頻率特性直線相交于d,達(dá)到新的平衡。此時(shí)負(fù)荷為P，發(fā)電機(jī)組增加的出力為ApL' = pL' -Pl，頻率為f ''，頻率變化量 厶f ''二f '' - f，且厶f '' < -=f '，顯然比單 靠負(fù)荷的頻率特性造

18、成的頻率偏移要小。這一過(guò)程就是頻率的一次調(diào)節(jié)。由于f'' : f ，因而是有差調(diào)節(jié)。當(dāng)負(fù)荷增加很大時(shí)，頻率可能會(huì)降低到不允許的程度。如果把發(fā)電機(jī)組的功頻靜態(tài)特性向上平移與pL相交于b點(diǎn)，則所對(duì)應(yīng)的頻率就可恢復(fù)到原來(lái)的f，此時(shí)發(fā)電機(jī)組增加的出力為 , ：pL =Pl' - Pl，達(dá)到供需平衡，從而實(shí)現(xiàn)了無(wú)差 調(diào)節(jié)。這一過(guò)程就是頻率的二次調(diào)節(jié)。因?yàn)槎握{(diào)節(jié)由電力系統(tǒng)中承擔(dān)調(diào)節(jié)任務(wù)的發(fā)電機(jī)組通過(guò)其調(diào)頻器來(lái)完成，所以在人工調(diào)節(jié)方式下，通常是指定調(diào)節(jié)裕度大響應(yīng)較快的主調(diào)頻廠來(lái)?yè)?dān)任，在一個(gè)主調(diào)頻廠滿足不了要求時(shí)，還要選擇一些輔助調(diào)頻廠參與；自動(dòng)調(diào)節(jié)方式下，則由電網(wǎng)調(diào)度中心通過(guò)發(fā)電機(jī)

19、組的調(diào)功裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，這就是 AGC的任務(wù)，所以二次調(diào)節(jié)也稱為負(fù)荷頻率控制(LoadFrequency Control， LFC)。三次調(diào)節(jié)則按電網(wǎng)調(diào)度中心事先給定的發(fā)電計(jì)劃曲線調(diào)整發(fā)電機(jī)組功率來(lái)完成，在人工調(diào)節(jié)方式下按負(fù)荷預(yù)測(cè)給出的曲線執(zhí)行，但不容易滿足在線經(jīng)濟(jì)調(diào)度。人工調(diào)節(jié)方式的缺點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，首先是反應(yīng)速度較慢，難以及時(shí)跟蹤負(fù)荷的變化，更不容易反映負(fù)荷變化的 趨勢(shì)，在大幅度調(diào)節(jié)時(shí)，往往不符合復(fù)雜經(jīng)濟(jì)分配原則和安全約束條件，因此，需要采取自 動(dòng)調(diào)節(jié)措施。AGC正是利用先進(jìn)的技術(shù)手段來(lái)取代人工所作的二、三次調(diào)節(jié)。2.5. 自動(dòng)調(diào)頻方法由于手動(dòng)調(diào)頻方式難以滿足對(duì)頻率質(zhì)量的要求，因此電力系統(tǒng)普遍

20、裝備了自動(dòng)調(diào)頻裝 置。自動(dòng)調(diào)頻是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，原理上主要由兩部分組成：1）負(fù)荷分配器。根據(jù)系統(tǒng)頻率和互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線交換功率的偏差，按一定準(zhǔn)則計(jì)算并分配發(fā)電機(jī)組出力；2）機(jī)組控制器。根據(jù)負(fù)荷分配器給出的發(fā)電出力設(shè)定值，控制調(diào)速器并使發(fā)電出力達(dá)到設(shè)定值。2.5.1.虛差調(diào)節(jié)法在每一臺(tái)調(diào)頻發(fā)電機(jī)組上，都裝有反映系統(tǒng)頻率和有功功率的調(diào)節(jié)裝置。 電力系統(tǒng)的各 調(diào)頻機(jī)組在任何時(shí)刻應(yīng)滿足以下方程式:n- PGi 二 PGi-二 i-PGii 2(18)n其中：二為各調(diào)頻機(jī)組出力分配系數(shù)，且: i = 1 Oi三參照（8 ）式，并將所有調(diào)頻機(jī)組加起來(lái)有:nnnn二 K Gi Lf 二 i 二 PGi -

21、% PGii 4i 三 i 弐i q!nn7PGii 4i -1nnnn因?yàn)?V、=1，所以 VI, PGi=V'PGi,即。i -4i 4i 4i 土n又因?yàn)?#39; K Gi - 0，所以-f = 0 oi迪雖然在調(diào)節(jié)過(guò)程中頻率是有差的，但在調(diào)節(jié)之后是無(wú)差的， 故稱為虛差調(diào)節(jié)法。 調(diào)節(jié)結(jié) 束時(shí)：PGi =0，故各調(diào)頻機(jī)組的出力為:13自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)的原理及應(yīng)用壟中帀南力電也(19)虛差調(diào)節(jié)法的特點(diǎn)是：各調(diào)頻機(jī)組間按比例分配出力；調(diào)節(jié)過(guò)程中所有調(diào)頻機(jī)組都參與 動(dòng)作，因此調(diào)頻速度較快。對(duì)非調(diào)頻機(jī)組因頻率無(wú)差，作一次調(diào)頻后出力不變。2.52積差調(diào)節(jié)法積差調(diào)節(jié)法又稱同步時(shí)間法,是

22、根據(jù)系統(tǒng)頻率偏差的累計(jì)值進(jìn)行調(diào)節(jié)的。各調(diào)頻機(jī)組積#自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)的原理及應(yīng)用壟中帀南力電也#自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)的原理及應(yīng)用壟中帀南力電也差調(diào)節(jié)法方程式為:(20)所有調(diào)頻機(jī)組相加:n.-：fdt -i 二'i.-：PGi-0(21)（21）式代回（20）式可得:(22)n因V .IPo二.：Pl就是系統(tǒng)負(fù)荷變化i 4Pl，所以:nzi -4(23)上式表明，各調(diào)頻機(jī)組的出力變化是按定比例分配負(fù)荷變化的,并以此來(lái)達(dá)到新的供需平衡。2.6. 聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)頻在聯(lián)合電力系統(tǒng)中有功功率平衡，需要聯(lián)網(wǎng)各控制協(xié)同配合?？紤]A、B兩個(gè)互聯(lián)的聯(lián)合電力系統(tǒng)，其負(fù)荷變化與發(fā)電機(jī)出力調(diào)節(jié)的平衡方程式

23、為：厶Pla 平-嘰二Ksa M(24)厶 PLB - ；： PT - ： PGB = K sb 厶 f(25)(24)和(25 )相互代入可得：.-：PLA - : PGA j 亠 I. 'PlB - - ：PGB If =(K SA + K SB )(26)聯(lián)絡(luò)線交換功率變化.：Pt的平衡方程式為：Pt- : P GB - K sb I. P LA - : PGAK SA ' K SB(27)如果區(qū)域A、B互聯(lián)的聯(lián)合電力系統(tǒng)中區(qū)域A發(fā)生負(fù)荷變化，若該區(qū)域調(diào)節(jié)能力能滿足其負(fù)荷變化，則 .計(jì)=0且.；PT二0。否則.If =0且.:PT - 0。要使.'J = 0，必須

24、使得二 PGAAPla = APga * APgb，此時(shí)區(qū)域A受入的聯(lián)絡(luò)線交換功率變化為:K s - PGB - K SB .'：PlaK SA K SB(28)同樣，如果區(qū)域B發(fā)生負(fù)荷變化，若該區(qū)域調(diào)節(jié)能力能滿足其負(fù)荷變化，則Cf =0且：Pt二0。否則訐-0且. ：Pt - 0。要使 厶f二0，必須使得 CPla - CPga ： lPgb，此時(shí)區(qū)域A送出的聯(lián)絡(luò)線交換功率變化為：K SAPLB- PGB ' K SB 二 PGAKsa +Ksb(29)顯然，當(dāng)區(qū)域 A、B負(fù)荷變化時(shí)，要使.If =0且.：PT 0，應(yīng)同時(shí)使 厶PLA二厶Pga、IPlB T沖GB，這也就意味

25、著聯(lián)合電力系統(tǒng)中各區(qū)域應(yīng)努力維持各自的負(fù)荷平衡。否則，要 使得丄f =0，將出現(xiàn)相互支援。由此可見(jiàn)，聯(lián)合電力系統(tǒng)中的頻率變化取決于總的系統(tǒng)發(fā)電出力變化和總的系統(tǒng)頻率系15自動(dòng)發(fā)電控制（AGC ）的原理及應(yīng)用中國(guó)南方電網(wǎng)數(shù)。聯(lián)絡(luò)線交換功率變化與線路兩側(cè)系統(tǒng)的發(fā)電出力變化有關(guān)，增加發(fā)電出力的系統(tǒng)將通過(guò)聯(lián)絡(luò)線將多余的有功功率送給相連系統(tǒng)；減少發(fā)電出力的系統(tǒng)則通過(guò)聯(lián)絡(luò)線將缺少的有功功率從相連系統(tǒng)吸收過(guò)來(lái)。 由于聯(lián)合電力系統(tǒng)容量很大，相應(yīng)的負(fù)荷變動(dòng)幅度很大，系統(tǒng)頻率系數(shù)也較大。在全系統(tǒng)中指定若干個(gè)發(fā)電廠進(jìn)行調(diào)頻是不能滿足要求的。因?yàn)?，在各控制電網(wǎng)內(nèi)部有較強(qiáng)的聯(lián)系， 往往相互之間是較弱的聯(lián)系。 聯(lián)絡(luò)線的交

26、換功率受傳輸容量的限制必 須滿足安全穩(wěn)定要求， 在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)情況下還要受交易合同的限制，所以，聯(lián)合電力系統(tǒng)的有功功率平衡要考慮互連電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線交換功率。正常情況下，聯(lián)合電力系統(tǒng)各區(qū)域首先要負(fù)責(zé)自己控制內(nèi)的有功功率平衡，分別控制聯(lián)絡(luò)線交換功率， 在此基礎(chǔ)上，再由其中相對(duì)中央的區(qū)域負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)系統(tǒng)頻率。在擾動(dòng)情況下，各區(qū)域一方面負(fù)責(zé)自己控制內(nèi)的有功功率平衡， 另一方面，富裕區(qū)域在安全穩(wěn)定約束的前提下向缺額區(qū)域提供支援，直到擾動(dòng)消除。3. AGC的系統(tǒng)體系3.1. 系統(tǒng)構(gòu)成AGC是一個(gè)大型的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，主要由下列三部分組成：調(diào)度中心具備自動(dòng)發(fā)電控制功能的自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成控制中心部分；調(diào)度中心自動(dòng)化系統(tǒng)與發(fā)

27、電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)或遠(yuǎn)動(dòng)終端之間的信息通道構(gòu)成通信鏈路部分；發(fā)電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)(包括機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng))或遠(yuǎn)動(dòng)終端、控制切換裝置、發(fā) 電機(jī)組及其有功功率調(diào)節(jié)裝置構(gòu)成執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分。32控制回路AGC是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。在整個(gè)系統(tǒng)中，包括了三種閉環(huán)。ACE調(diào)節(jié)控制是 AGC系統(tǒng)的閉環(huán)，機(jī)組調(diào)節(jié)控制是發(fā)電廠監(jiān)控系統(tǒng)的閉環(huán)，機(jī)組單元控制是機(jī)組本地控制單元的閉環(huán)。如圖七所示：圖七3.3. 與能量管理系統(tǒng)的關(guān)系A(chǔ)GC是基于能量管理系統(tǒng)（EMS）（或電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)）的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)（Supervisory Control and Data Acquisition ，SCADA）的一項(xiàng)高級(jí)應(yīng)用功能。

28、AGC 以應(yīng)用軟件的形式附加在能量管理系統(tǒng)（或電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)）之中，而不作為獨(dú)立的系統(tǒng)存在。一方面，AGC所需要的量測(cè)數(shù)據(jù)，均來(lái)自于SCADA中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，另一方面AGC所發(fā)出的有功功率調(diào)節(jié)控制信號(hào)，要通過(guò)SCADA中的調(diào)節(jié)與控制輸出來(lái)發(fā)送。對(duì)于具有開(kāi)放 式人機(jī)交互界面接口的能量管理系統(tǒng) （或電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)），還將在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn) AGC的人機(jī)交互界面。AGC與能量管理系統(tǒng)（或電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)）的結(jié)合情況如圖八所示:34與其他應(yīng)用軟件的關(guān)系A(chǔ)GC是能量管理系統(tǒng)（EMS）的一個(gè)組成部分，因此與其他應(yīng)用軟件有著密切的關(guān)系。系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)、交換計(jì)劃、水電計(jì)劃、機(jī)組組合協(xié)調(diào)為發(fā)電計(jì)劃，然后以負(fù)

29、荷曲線按一 定周期提交給AGC，其中包括計(jì)劃外的負(fù)荷變動(dòng)。AGC不僅需要短期負(fù)荷預(yù)測(cè) (日周)，而且還需要超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)，尤其是在系統(tǒng)負(fù)荷峰谷交替的時(shí)刻，超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)與發(fā)電計(jì)劃相結(jié)合，可以盡可能跟蹤大幅度的負(fù)荷變動(dòng)。狀態(tài)估計(jì)可以在每10分鐘向AGC提供各機(jī)組和各聯(lián)絡(luò)線交界點(diǎn)的網(wǎng)損微增率，使AGC做到恰當(dāng)?shù)木W(wǎng)損修正。如果狀態(tài)估計(jì)發(fā)現(xiàn)有線路潮流過(guò)負(fù)荷，則啟動(dòng)實(shí)時(shí)安全約束調(diào)度軟件，提出解除過(guò)負(fù)荷的措施，以改變發(fā)電機(jī)組運(yùn)行限值的方式提交給AGC，在下一個(gè)調(diào)節(jié)周期自動(dòng)地進(jìn)行解除支路過(guò)負(fù)荷的變動(dòng)。優(yōu)化潮流軟件還可以替代實(shí)時(shí)安全約束調(diào)度軟件提供網(wǎng) 損修正之后的經(jīng)濟(jì)分配方案給 AGC。AGC與其他應(yīng)用軟件的

30、關(guān)系如圖九所示：圖九4. AGC的控制原理4.1. 控制量測(cè)控制量測(cè)是AGC實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的判斷依據(jù)。這些數(shù)據(jù)包括系統(tǒng)頻率、聯(lián)絡(luò)線有功功率、 參與遙調(diào)的發(fā)電機(jī)組功率及其運(yùn)行狀態(tài)等。頻率遙測(cè)量通常在調(diào)度中心直接采集而得，為了防止AGC發(fā)電廠與系統(tǒng)解列成獨(dú)立區(qū)域，調(diào)度中心所在的系統(tǒng)因有功功率缺額頻率偏低，AGC發(fā)電廠因有功功率過(guò)剩頻率偏高時(shí)發(fā)送增加功率的反調(diào)指令，通常需要采集發(fā)電廠當(dāng)?shù)仡l率作為閉鎖判斷依據(jù)。聯(lián)絡(luò)線有功功率遙測(cè)量根據(jù)連網(wǎng)規(guī)模一般有多條走廊，一般從線路出口采集而得， 也可以根據(jù)數(shù)據(jù)的有效性取至另一端，反向側(cè)作符號(hào)修正。通常將這些遙測(cè)量的總和作為最后結(jié)19自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）的原理及應(yīng)用

31、中國(guó)南方電網(wǎng)HIHA 古<iui 卜HriHYJWkK UML>果。發(fā)電機(jī)組遙測(cè)、遙信量則取至受控裝置，作為控制判斷依據(jù)。42凈交換功率計(jì)劃凈交換功率計(jì)劃是 AGC維持互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線交換功率的基準(zhǔn)目標(biāo)。可通過(guò)人機(jī)界面編制、修改、刪除、查閱和執(zhí)行。計(jì)劃的給定有逐時(shí)段凈交換功率計(jì)劃表、調(diào)度強(qiáng)制給定交換功率和交易功率計(jì)劃應(yīng)用模塊給定接口三種方式。逐時(shí)段凈交換計(jì)劃可編制一周數(shù)據(jù)，至少包含以下內(nèi)容：開(kāi)始時(shí)刻：由年、月、日、時(shí)、分表示，格式為：yyyy-mm-dd hh:mm ；結(jié)束時(shí)刻：由年、月、日、時(shí)、分表示，格式為：yyyy-mm-dd hh:mm凈交換功率(MW：輸出為正，輸入為負(fù)。相

32、鄰時(shí)段的基點(diǎn)功率通常采用插值算法平滑過(guò)渡。調(diào)度強(qiáng)制給定凈交換功率用于互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線送受計(jì)劃的臨時(shí)更改，由調(diào)度根據(jù)需要通過(guò)人機(jī)交互界面啟用和終止。調(diào)度強(qiáng)制給定交換功率啟用后將取代當(dāng)時(shí)的凈交換功率計(jì)劃但 不作任何修改。啟用和終止?fàn)顟B(tài)均在人機(jī)交互界面上明確標(biāo)示。交易功率計(jì)劃應(yīng)用模塊給定接口用于從互聯(lián)電網(wǎng)控制電力供需買(mǎi)賣(mài)交易功率計(jì)劃表中獲取凈交換功率值。過(guò)發(fā)電時(shí)送出控制區(qū)域的凈交換功率定義為正值，欠發(fā)電時(shí)受入控制區(qū)域的凈交換功率定義為負(fù)值。4.3. 區(qū)域控制偏差A(yù)GC的控制區(qū)域是指包含實(shí)現(xiàn)AGC控制目標(biāo)的聯(lián)絡(luò)線走廊和發(fā)電機(jī)組在內(nèi)的電力系統(tǒng)。區(qū)域控制偏差(Area Control Error ，ACE)

33、，反映了電力系統(tǒng)供需實(shí)時(shí)平衡關(guān)系的計(jì)算結(jié)果。每隔一定的周期 ACE將被計(jì)算一次。正的 ACE值被認(rèn)為是過(guò)發(fā)電，而負(fù)的 ACE值 被認(rèn)為是欠發(fā)電。AGC的控制目標(biāo)不同，采取的算法也不同， 其計(jì)算結(jié)果將不相同。 AGC的典型日ACE曲線如圖十所示：43 2 1o o o oo o oo o o nu o o o oooeeDD'D Oioaoooo OQOOaOOOODOOOO?口 gdco bogtMQOEogojoo 時(shí)汩1口旳 ibOJOCnib CM 口 Eib 口1刊口 OTTOJieeubg99AA圖十對(duì)于獨(dú)立電力系統(tǒng)，ACE只需要反映頻率變化，因此ACE僅定義為頻率的函數(shù)，其

34、算法為：ACE =1OKs：f（30）其中：Ks為系統(tǒng)頻率系數(shù)（MW/0.1HZ）, N=fa fs, fa為實(shí)際頻率（Hz）, fs為 計(jì)劃頻率（Hz）。對(duì)于聯(lián)合電力系統(tǒng)，若 ACE僅反映控制聯(lián)絡(luò)線凈交換功率的變化，使其達(dá)到期望值，因此ACE定義為控制凈交換功率的函數(shù)，其算法為：ACE - . H（31）其中：.：Pt = Pa - Ps，Pa為實(shí)際交換功率，Ps為計(jì)劃交換功率。如果同時(shí)附加頻率響應(yīng)，則相應(yīng)的算法為：ACE = Pt 10Ks f（32）如果考慮頻率的累計(jì)調(diào)節(jié)誤差造成的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間與電鐘時(shí)間時(shí)差修正，則相應(yīng)的算法為：ACE 二:PT - 10 K'f - d 2T'

35、;：t（33）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），厶t為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間與電鐘時(shí)間偏差（Sec）。23自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)的原理及應(yīng)用壟中帀南力電也如果考慮聯(lián)絡(luò)線交換功率的累計(jì)調(diào)節(jié)誤差補(bǔ)償，則響應(yīng)的算法為：ACE 二.：Pt 亠 10 K s f 亠 d 1R .e（34）其中：di為反調(diào)鎖定因子（0,1），R為償還比例（0.11），也e為無(wú)意交換電量。完整的ACE算法為：ACE = . ：PT10 K s d t R =e d 2T -1（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

36、有以下五種模式：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)頻率達(dá)到基準(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)交換功率計(jì)劃，調(diào)節(jié)受控發(fā)電機(jī)組的功率，使聯(lián)絡(luò)線凈交換功率達(dá)到計(jì)劃值；定聯(lián)絡(luò)線偏差控制方式（Tie Line Bias Control，TLBC ）。這種方式的 ACE同

37、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 , TEC）。這種方式被用來(lái)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(wú)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(wú)意交換電量的輔助修正手段，采用（34）式算法。4.5. ACE®波、補(bǔ)償及趨勢(shì)預(yù)測(cè)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(lái)的偏差值是原始值（RAW ACE ），具有很大的隨機(jī)性，將 RAW A

38、CE按富里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)，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??；峰突越尖銳，衰減越快。要求AGC閉環(huán)控制系統(tǒng)緊緊跟隨這些變化幾乎是不可能的，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(kāi)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(duì)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，具有如下傳遞函數(shù)：12 n1 - 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

39、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(guò)多次計(jì)算之后，會(huì)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└郊拥紸CE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(shì)而導(dǎo)致過(guò)調(diào)，較好的辦法是在的最后幾個(gè)計(jì)算周期對(duì) ACE的發(fā)展趨勢(shì)提供預(yù)測(cè)評(píng)估，并將預(yù)測(cè)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(shì)預(yù)測(cè)計(jì)算處理后的綜合結(jié)果，作為 AGC控制決策的依據(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)。46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

40、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(guò)調(diào)節(jié)受控發(fā)電機(jī)組來(lái)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

41、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(lái)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(duì)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(lái)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(lái)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)電成本最小，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)荷在兩次EDC執(zhí)行期間受到大幅擾動(dòng)， 則由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(duì)應(yīng)于擾動(dòng)時(shí)的一組新的經(jīng)濟(jì)基點(diǎn)。若可調(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)，

42、EDC將都自動(dòng)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，通常有以下基本的控制方式：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)或計(jì)劃曲線，在不超過(guò)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)計(jì)劃曲線出現(xiàn)大幅度躍變并超過(guò)設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)為功率調(diào)整方式。在逼近增減目標(biāo)之后，再自動(dòng)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 或計(jì)劃曲線運(yùn)行，不參與ACE調(diào)節(jié)；基點(diǎn)調(diào)度(Manual Base Point

43、Dispatch):這種方式下發(fā)電廠(機(jī)組)按照調(diào)度給定 的功率值或計(jì)劃曲線運(yùn)行，當(dāng)ACE過(guò)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 的功率值或計(jì)劃曲線運(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 Dispatch):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(guò)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(dòng)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

44、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(dòng)設(shè)定。27自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)的原理及應(yīng)用壟中帀南力電也52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，避免在減小ACE的過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)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：ACEBit01ACE圖十一控制策略將受控發(fā)電機(jī)組的調(diào)節(jié)響應(yīng)分布于不同的控制區(qū)段，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)電計(jì)劃或在線經(jīng)濟(jì)調(diào)度進(jìn)行基點(diǎn)調(diào)節(jié)。隨著ACE的加大,加入偏差調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)組應(yīng)越來(lái)越多，基點(diǎn)調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)組則越來(lái)越少

45、。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)，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 Zone)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)，部分參與基點(diǎn)調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)組加入 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

46、急區(qū)(Emergency Zone):在此區(qū)段 ACE過(guò)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)值加入到偏差當(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：01IlfV1吐圖十二頻率控制區(qū)段與控制策略為: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(wú)意電量偏差增大 或頻率偏差反向，

47、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)段頻率偏差較小，當(dāng)ACE -. :f : 0，為保證ACE對(duì)頻率的幫助作用可不調(diào)整機(jī)組出力；當(dāng) ACE ，:f . 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(hào)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)，部分參與基點(diǎn)調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)組加入到偏差調(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 :：f : 0 ,為保證ACE對(duì)頻率的幫助作用可不調(diào)整機(jī)組出力

48、；當(dāng) ACE .'：f . 0，調(diào)整機(jī)組出力使ACE與頻率偏差符號(hào)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)值加入到 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(mén)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(guò)零，即全死區(qū)段模式( Full-time Deadband Mode )時(shí)：AR = -ACE -ANR -DBMW(36) 當(dāng)AR

49、只需要使 ACE調(diào)節(jié)到零，即部分死區(qū)段模式( Part-time Deadband Mode )時(shí)，則：AR - - ACE -ANR(37)54機(jī)組功率分配AGC要對(duì)發(fā)電機(jī)組分配的有功功率包含有兩個(gè)部分，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)度原則計(jì)算的計(jì)劃功率和計(jì)劃外負(fù)荷或人工輸入的發(fā)電計(jì)劃曲線形成各機(jī)組基點(diǎn)功率分配給發(fā)電機(jī)組。對(duì)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：tPr = Gl ARdt G p AR = Pl Ppo(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

50、LFC的運(yùn)行周期同步，一般為 410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：Psi=Pbi+&iR +PiPp )(39)其中：Pbi為控制機(jī)組i實(shí)際功率點(diǎn)，：為控制機(jī)組i的經(jīng)濟(jì)分配系數(shù)，且： i = 1 ,'i為控制機(jī)組i的調(diào)節(jié)分配系數(shù)，且 7二=1。AGC分配到機(jī)組i的功率增量為：=Psi = Psi- Pbi(40)二和：又有以下三種形式：原始分配系數(shù)(RAW )。對(duì)于調(diào)節(jié)分配系數(shù)來(lái)說(shuō)就是機(jī)組的響應(yīng)速率；對(duì)于經(jīng)濟(jì)分配系數(shù)來(lái)說(shuō)則是成本微增率曲線在機(jī)組基點(diǎn)值處斜率得倒數(shù)；手動(dòng)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

51、系數(shù)；規(guī)范化分配系數(shù)(NORM )。這是LFC進(jìn)行分配計(jì)算時(shí)實(shí)際使用的內(nèi)部分配系數(shù)。機(jī)組i的規(guī)范化分配系數(shù)等于其非規(guī)范化分配系數(shù)與所有入選機(jī)組非規(guī)范化分配29自動(dòng)發(fā)電控制（AGC ）的原理及應(yīng)用中國(guó)南方電網(wǎng)HIRA 禹W卜HKHYJWkK UMU-系數(shù)總和的比值。即：3、；ni:- iZ Pi(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)定計(jì)劃基點(diǎn)BPS計(jì)劃基點(diǎn)BPS計(jì)劃基點(diǎn)BPS條件基點(diǎn)BPR基點(diǎn)調(diào)度計(jì)劃基點(diǎn)BPS

52、計(jì)劃基點(diǎn)BPS條件基點(diǎn)BPR響應(yīng)調(diào)節(jié)UDGr基點(diǎn)調(diào)節(jié)計(jì)劃基點(diǎn)BPS條件基點(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)節(jié)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(dòng)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，“計(jì)劃基點(diǎn)”表示向基點(diǎn)逼近，不考慮對(duì) ACE的影響?！皸l件基點(diǎn)”表示向基 點(diǎn)逼近前，考慮對(duì) ACE的影響，若向基點(diǎn)逼近會(huì)進(jìn)一步增大 ACE，則保持不動(dòng)；若向基點(diǎn) 逼近將減少 ACE則作變動(dòng)。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)表示既不考慮計(jì)劃基點(diǎn)也不考

53、慮經(jīng)濟(jì)基點(diǎn)，響應(yīng)期望的功率分配，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 =UEBP UEPF DG 亠URPF AR（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 = Li為一組經(jīng)濟(jì)分配系數(shù)，URPF - I 土為一組調(diào)節(jié)分配系數(shù)，DG為自上次EDC運(yùn)行以來(lái)總的發(fā)電出力變化量。31自動(dòng)發(fā)電控制（AGC ）的原理及應(yīng)用雀中國(guó)南方電網(wǎng)CXLHAllKU經(jīng)濟(jì)基點(diǎn)期望功率UDG e的計(jì)算方程式為：UDG e =UEBPUEPF 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：UMW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(hào)為正表示要增加功率，符號(hào)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 二 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(lái)發(fā)送：AUDG iUCP iURS i(47)其中：AUDG i為調(diào)節(jié)增量(MVy, US i為響應(yīng)速率(Unit Reponse