自動發(fā)電控制(AGC)介紹1

1、第一部分自動發(fā)電控制(AGC)一、 概述1、自動發(fā)電控制的提出和主要功能 自動發(fā)電控制就是控制機組的出力使系統(tǒng)頻率和區(qū)域間凈交換功率維持在計劃值，并且在此前提下使系統(tǒng)運行最經(jīng)濟。它的控制目標(biāo)如下： (1) 維持系統(tǒng)頻率在允許的誤差范圍內(nèi)。國家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定: 系統(tǒng)頻率為50Hz，對于裝機容量在3000MW以上的電力系統(tǒng)，維持其系統(tǒng)頻率偏差在 內(nèi)； 3000MW 以下的電力系統(tǒng)頻率偏差不超過。頻率偏移引起的電鐘誤差累積值不超過5秒，超過時自動或手動矯正。 (2) 維持本系統(tǒng)對外系統(tǒng)的凈交換功率在計劃值，由凈交換功率偏移引起的交換電量偏差累積可以按峰、谷時段分別計算和償還。 (3) 在滿足頻率和

2、對外凈交換功率計劃的情況下，按經(jīng)濟原則安排受控機組出力，使整個系統(tǒng)運行最經(jīng)濟。2、AGC工作原理（1）AGC是閉環(huán)控制系統(tǒng)(2)、AGC的控制方式 AGC的控制方式?jīng)Q定著ACE的計算公式，AGC有如下三種基本控制方式： 定頻率控制方式 （CFC） 在此方式下，AGC以維持系統(tǒng)頻率在一給定值為目標(biāo)控制機組出力，ACE中只包含由頻率偏離給定值產(chǎn)生的ACE分量。 定聯(lián)絡(luò)線凈交換功率控制 （CNIC） 在此方式下，AGC的控制目標(biāo)是維持本系統(tǒng)與相鄰系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)線凈交換功率在計劃值，ACE中只有凈交換功率的偏移量。 聯(lián)絡(luò)線凈交換功率與頻率偏移控制方式（TBC） 在此方式下，AGC的控制目標(biāo)是維持系統(tǒng)的頻率

3、及聯(lián)絡(luò)線凈交換功率在計劃值，ACE包括頻率偏移產(chǎn)生的ACE分量及凈交換功率偏移產(chǎn)生的ACE分量。（3）、 AGC的運行狀態(tài)AGC的運行狀態(tài)一般有三種：在線控制、監(jiān)視和停運。 在線控制（ON） 當(dāng)AGC的狀態(tài)為在線控制時，AGC計算區(qū)域控制誤差A(yù)CE、系統(tǒng)總出力及總負(fù)荷，發(fā)送控制命令到機組，監(jiān)視機組的響應(yīng)性能及AGC的控制效果即完成AGC的所有功能。 監(jiān)視 （MON）當(dāng)AGC狀態(tài)為監(jiān)視時，AGC只進行計算，不發(fā)送控制命令給機組，也不監(jiān)視機組的響應(yīng)情況。 停運 （OFF）當(dāng)AGC處于停運狀態(tài)時，AGC不進行任何計算和處理。 ACE的計算公式由AGC的控制方式?jīng)Q定，ACE的基本分量計算公式有如下三種

4、： 定頻率控制 (1) 定聯(lián)絡(luò)線凈交換功率控制 (2) 定聯(lián)絡(luò)線凈交換功率及頻率偏移控制 (3) 式中：B 系統(tǒng)的綜合頻率偏移特性MW/HZf 0 系統(tǒng)的計劃（額定）頻率HZf 系統(tǒng)頻率的實測值 HZI0 本系統(tǒng)與相鄰系統(tǒng)的凈交換功率計劃值MWPtj 第 j 條聯(lián)絡(luò)線的實際潮流功率MW當(dāng)進行時差和交換電量累積偏差矯正時，ACE的值為上述公式計算出的ACE基本分量與調(diào)整量之和。（4）、ACE的計算與處理AGC還可以對交換電量累積偏差及電鐘誤差進行矯正，矯正可以人工啟動或自動啟動。矯正方法是在凈交換功率計劃和標(biāo)準(zhǔn)頻率上加上偏置Io和fo，用反方向的時間累積消除交換電量累積偏差E和電鐘誤差t。 時差

5、矯正當(dāng)進行時差校正時，ACE的調(diào)整量為式中： 為系統(tǒng)的綜合頻率偏移系數(shù)（MW/HZ）fo 標(biāo)準(zhǔn)頻率偏移量，其值與實際時差反符號。fo不能太大，一般取，這樣要矯正t5秒時，所需的校正時間T為： =35小時時差只能在AGC控制方式為定頻率控制或定聯(lián)絡(luò)線凈交換功率與頻率偏移時矯正。 交換電量累積偏差矯正進行交換電量累積偏差E矯正時，ACE增加的調(diào)整量為： E 交換電量累積偏差值H 進行電量累積偏差矯正的小時數(shù)。交換電量累積偏差只能在AGC控制方式為定聯(lián)絡(luò)線凈交換功率控制或定聯(lián)絡(luò)線功率與頻率偏移方式時矯正。 (5)、交換電量累積偏差及電鐘誤差的矯正(7)、計算AGC的總調(diào)節(jié)功率區(qū)域AGC的調(diào)節(jié)功率由兩

6、部分組成：一部分是ACE的比例分量，另一部分是ACE的積分分量。計算公式如下： 式中： PR 系統(tǒng)總調(diào)節(jié)功率 PI 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)功率 PP 系統(tǒng)暫態(tài)調(diào)節(jié)功率 GI 積分增益系數(shù) GP 比例增益系數(shù)(8)、AGC的控制區(qū)間 AGC根據(jù)濾波后的ACE值劃分控制區(qū)間，不同區(qū)間采用不同的控制策略，一般控制區(qū)間分為四個，如下圖所示：緊急調(diào)節(jié) 許可調(diào)節(jié) 正常調(diào)節(jié) 死區(qū) 正常調(diào)節(jié) 許可調(diào)節(jié) 緊急調(diào)節(jié)死區(qū)：當(dāng)ACE的值在死區(qū)范圍內(nèi)時，AGC不給電廠控制器（ PLC ) 發(fā)送控制命令。正常調(diào)節(jié)區(qū)間：當(dāng)ACE的值在此區(qū)間時，AGC根據(jù)PLC 的控制方式、基點功率承擔(dān)方式及調(diào)節(jié)功率承擔(dān)方式計算PLC的功率設(shè)定值及控

7、制信號，不考慮區(qū)域控制誤差 ACE的方向，將PLC的設(shè)定功率控制命令送到廠站端機組的調(diào)功裝置。許可控制區(qū)間：AGC計算出的PLC功率增量（PLC的功率設(shè)定值與其當(dāng)前實發(fā)功率之差）可能有正有負(fù)，當(dāng)ACE處于這一區(qū)間時，AGC只允許功率增量與ACE異號（即使ACE減?。┑腜LC改變其所控制的機組出力，其它PLC的出力維持其原值不變。緊急控制區(qū)間：當(dāng)ACE處于緊急控制區(qū)間時，AGC忽略掉考慮經(jīng)濟性的機組出力分配原則，直接按緊急情況下的機組帶出力原則調(diào)節(jié)出力，使 ACE值能迅速減小。（9）系統(tǒng)重要參數(shù)的監(jiān)視與處理系統(tǒng)頻率當(dāng)AGC的控制方式為定頻率控制或定聯(lián)絡(luò)線凈交換功率及頻率偏移控制時，頻率量測無效或

8、丟失的時間間隔大于給定值時，AGC則暫停，并發(fā)出報警信息通知調(diào)度員處理。當(dāng)AGC檢測出電網(wǎng)頻差很大時（如超過），AGC立即掛起，這時系統(tǒng)可能已屬于事故狀態(tài)，由人工處理。聯(lián)絡(luò)線的量測當(dāng)AGC檢測到一條或多條聯(lián)絡(luò)線的有功功率量測無效或丟失的時間間隔大于給定值時，AGC則暫停，并報警通知調(diào)度員。當(dāng)聯(lián)絡(luò)線凈交換功率偏差超過限值時，AGC則發(fā)出報警信息。電鐘誤差當(dāng)電鐘誤差超過限值時，AGC發(fā)出報警信息，通知調(diào)度員。 （10）PLC的控制及PLC期望出力的計算AGC的控制信號 由電網(wǎng)控制中心送至廠站RTU, 再由RTU到電廠控制器PLC，然后PLC再對機組功率進行調(diào)節(jié)。PLC的參數(shù)如出力、調(diào)節(jié)速率及出力上

9、、下限，由其所控制的每臺機組的參數(shù)累加得出。PLC的控制方式（AUT）方式：處于此方式的PLC由AGC直接控制。調(diào)度員人工下定值（SUB）方式：處于此方式的PLC由調(diào)度員人工控制?！爱?dāng)?shù)亍?MAN)控制方式：PLC處于在線狀態(tài)，但PLC由電廠當(dāng)?shù)乜刂疲皇蹵GC控制?！半x線”（OFF）方式：當(dāng)PLC的控制方式為離線時，PLC處于停運狀態(tài)，但必要時可以投運。“測試”（TEST）方式：處于此方式時，AGC對該PLC所控制的機組正在進行響應(yīng)試驗。（11）、PLC承擔(dān)基本功率和調(diào)節(jié)功率的方式當(dāng)AGC對機組進行控制時，每個PLC要選擇其承擔(dān)基本功率的方式，PLC承擔(dān)基點功率的方式有以下三種：人工計劃方

10、式（“BL”方式）當(dāng)PLC在此方式時，它所控制機組的基本功率從調(diào)度員輸入的基本功率計劃中獲取。平均方式 （“AV”方式）當(dāng)PLC在此方式時，它所控制機組的基本功率是經(jīng)濟功率上下限的平均值。經(jīng)濟調(diào)度方式（“CE” 方式）當(dāng)PLC在此方式時，它所控制機組的基本功率由在線經(jīng)濟調(diào)度ED程序計算，一般5分鐘計算一次。PLC承擔(dān)調(diào)節(jié)功率的方式有以下三種。不調(diào)節(jié)方式：當(dāng)PLC在此方式時，它所控制的機組出力只跟蹤它的基本功率，不參加ACE的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)方式：當(dāng)PLC在此方式時且ACE大于死區(qū)限值時，它所控制的機組要承擔(dān)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功率，參與ACE的調(diào)整緊急調(diào)節(jié)方式：當(dāng)PLC在此方式時且只有當(dāng)ACE的值進入緊急調(diào)節(jié)

11、區(qū)時，它所控制的機組才承擔(dān)ACE的調(diào)整，承擔(dān)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功率（12）計算PLC的期望出力(Setpoint)（B）由上式計算出的PLC期望出力，必須通過如下限值檢查PLC響應(yīng)速率限制：每個PLC的響應(yīng)速率等于其控制機組的響應(yīng)速率之和，根據(jù)PLC的響應(yīng)速率計算出每個AGC周期允許該PLC的上升或下降最大功率增量，功率調(diào)節(jié)信號不能超出此功率上升或下降的增量。PLC的出力上下限：如果功率調(diào)節(jié)信號與PLC當(dāng)前出力之和大于PLC出力的上限，當(dāng)功率調(diào)節(jié)信號為正時，功率變化信號修正為：功率調(diào)節(jié)信號PLC出力上限PLC的當(dāng)前出力如果功率調(diào)節(jié)信號與PLC當(dāng)前出力之和小于PLC出力的下限, 且功率調(diào)節(jié)信號為負(fù)時，功

12、率調(diào)節(jié)信號修正為：功率調(diào)節(jié)信號PLC出力下限PLC的當(dāng)前出力死區(qū)限制：當(dāng)PLC的功率調(diào)節(jié)信號的值小于死區(qū)其限值時，功率調(diào)節(jié)信號設(shè)置為零。許可調(diào)節(jié)區(qū)檢查：當(dāng)ACE的值在許可調(diào)節(jié)區(qū)間時，AGC將封鎖那些不能使ACE減少的PLC的功率調(diào)節(jié)信號。通過上述限制后有些PLC的功率調(diào)節(jié)信號不能被發(fā)送出去，因此必須對剩余的系統(tǒng)調(diào)節(jié)功率再分配，分配給那些能再承擔(dān)調(diào)節(jié)功率的PLC。PLC的Setpoint最終值為： SetpointPLC的當(dāng)前出力PLC的功率調(diào)節(jié)信號 （13） 監(jiān)視PLC控制的機組對調(diào)節(jié)信號的響應(yīng)當(dāng)PLC控制方式為AGC時，對該PLC所控制機組要進行響應(yīng)監(jiān)視，在一定周期內(nèi)，若Setpoint增量

13、與實際功率增量之比小于一給定值時，則認(rèn)為該PLC不能跟蹤其控制信號，將此PLC掛起，并發(fā)出報警信息，通知調(diào)度員。（13） 監(jiān)視PLC控制的機組對調(diào)節(jié)信號的響應(yīng)當(dāng)PLC控制方式為AGC時，對該PLC所控制機組要進行響應(yīng)監(jiān)視，在一定周期內(nèi)，若Setpoint增量與實際功率增量之比小于一給定值時，則認(rèn)為該PLC不能跟蹤其控制信號，將此PLC掛起，并發(fā)出報警信息，通知調(diào)度員。（14） 備用監(jiān)視 備用監(jiān)視計算給出系統(tǒng)的備用情況，它按一定的周期進行計算. 備用有以下三種：旋轉(zhuǎn)備用 指在線的可以通過調(diào)速器使用的發(fā)電備用。運行備用 也稱總備用，指在10分鐘內(nèi)有效的備用，為系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用和10分鐘之內(nèi)有效的非旋

14、轉(zhuǎn)備用之和。調(diào)節(jié)備用 可以由AGC調(diào)節(jié)的發(fā)電容量，包括上、下兩個方向的發(fā)電調(diào)節(jié)容量。各種備用的算式如下：機組的旋轉(zhuǎn)備用機組出力上限機組的當(dāng)前出力系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用為各機組的旋轉(zhuǎn)備用之和。系統(tǒng)的總備用為系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用和10分鐘之內(nèi)有效的非旋轉(zhuǎn)備用之和。只有機組狀態(tài)為AGC的機組才具有調(diào)節(jié)備用：機組的上升方向的調(diào)節(jié)備用機組出力上限機組當(dāng)前出力機組的下降方向的調(diào)節(jié)備用機組的當(dāng)前出力機組的下限系統(tǒng)的調(diào)節(jié)備用為各機組的調(diào)節(jié)備用之和。當(dāng)備用監(jiān)視功能發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的實際旋轉(zhuǎn)備用容量小于求值時則發(fā)出報警信號。（15） 、AGC性能監(jiān)視與統(tǒng)計根據(jù)北美電力可靠性聯(lián)合會（NERC）制定的控制性能標(biāo)準(zhǔn)，在每一個AGC周期，都要

15、計算出一些統(tǒng)計數(shù)據(jù)來監(jiān)視AGC的控制性能，評價AGC控制效果的主要指標(biāo)有：10分鐘內(nèi)ACE是否過零；10分鐘間隔內(nèi)ACE的平均值是否越限ACE是否發(fā)生干擾發(fā)生干擾后，10分鐘內(nèi)ACE是否過零.每小時要統(tǒng)計的數(shù)據(jù)有：在每小時內(nèi)，ACE 10分鐘不過零的次數(shù)在每小時內(nèi)，10分鐘間隔內(nèi)ACE的平均值越限次數(shù)在每小時內(nèi)，ACE發(fā)生干擾后不過零的次數(shù)在每小時內(nèi)，ACE的均方根值(16) AGC與其它應(yīng)用的接口AGC程序與其它功能的接口有： (1) 從交易功率計劃應(yīng)用中獲取凈交換功率計劃值。 (2) 從調(diào)度員潮流應(yīng)用中獲取機組的網(wǎng)損微增率。 (3) 從水火電協(xié)調(diào)優(yōu)化計算應(yīng)用中獲取水電機組的邊際費用。 (4

16、) 從數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲取下列實時數(shù)據(jù)： 系統(tǒng)頻率 電鐘誤差 各聯(lián)絡(luò)線上的有功潮流 機組的出力 機組是否在線 機組調(diào)功裝置的自動/手動狀態(tài)二、單元機組負(fù)荷自動控制系統(tǒng)熱力發(fā)電廠的汽機和鍋爐聯(lián)合運行時，有母管制和單元制兩種不同熱力系統(tǒng)單元機組負(fù)荷自動控制的特點如下：（1）單元機組是由發(fā)電機、汽機、和鍋爐共同適應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷要求的，它們共同保持機組的穩(wěn)定運行（2）從負(fù)荷變化時的動態(tài)特性看，鍋爐具有較大的慣性，即從燃燒率改變到氣壓變化有較大的滯后和時間常數(shù)，相對而言，汽機的慣性要小的多（3）從電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性考慮，一般應(yīng)由效率較高的單元機組承擔(dān)基本負(fù)荷（4）為了提高電網(wǎng)的自動化水平，要求中調(diào)發(fā)出的負(fù)荷分配指

17、令 對發(fā)電機進行連續(xù)控制。單元機組負(fù)荷控制的基本方案1、鍋爐跟隨控制方式 由汽機調(diào)節(jié)器控制輸出功率，由鍋爐調(diào)節(jié)器控制氣壓。當(dāng)功率給定值變化時汽機調(diào)節(jié)器改變調(diào)節(jié)閥開度，從而改變進汽量，使發(fā)電機輸出功率迅速滿足負(fù)荷要求。調(diào)節(jié)閥開度改變后鍋爐出口氣壓（機前壓力）隨即變化，于是通過鍋爐調(diào)節(jié)器改變?nèi)紵?。特點：機組能快速滿足負(fù)荷要求，但壓力波動大。2、汽機跟隨控制方式 當(dāng)功率給定值變化時，通過鍋爐調(diào)節(jié)器控制燃燒量（此時給水和送風(fēng)也相應(yīng)變化），待機前壓力改變后，才通過汽機調(diào)節(jié)器改變調(diào)節(jié)閥開度，使輸出功率符合功率給定值要求特點：壓力波動小，但負(fù)荷適應(yīng)能力差。3、協(xié)調(diào)（聯(lián)合）控制方式 前饋-反饋復(fù)合控制為基礎(chǔ)

18、功率偏差和氣壓偏差信號同時送到汽機調(diào)節(jié)器和鍋爐調(diào)節(jié)器，在穩(wěn)定工況下，實發(fā)功率NE等于功率給定值N0，機前壓力Pr 等于壓力給定值P0 當(dāng)要求增加負(fù)荷時，將出現(xiàn)一個正的功率偏差信號N0- NE 此信號通過汽機調(diào)節(jié)器開大調(diào)節(jié)閥開度，增加實發(fā)功率，同時這個信號也作用到鍋爐調(diào)節(jié)器，使燃料量增加，增加蒸汽量。當(dāng)調(diào)節(jié)閥開大時會立即引起機前壓力下降，盡管此時鍋爐已經(jīng)增加燃料量，但由于燃料-機前壓力通道有一定慣性，這時仍然有正的壓力偏差（ P0- Pr）信號出現(xiàn)，這個信號按正方向作用到鍋爐調(diào)節(jié)器，繼續(xù)增加燃料量，同時反作用到汽機調(diào)節(jié)器，力圖使氣壓恢復(fù)到正常數(shù)值。正的功率偏差信號和負(fù)的壓力偏差信號作用的結(jié)果，會

19、使調(diào)節(jié)閥開到一定程度后停止，這時汽機實發(fā)功率還沒有達到功率給定值，這種狀態(tài)只是暫時的，因為正的功率偏差信號和負(fù)的壓力偏差信號同時通過鍋爐調(diào)節(jié)器使鍋爐增加燃料量，隨著機前壓力的逐漸恢復(fù)，壓力偏差信號逐漸減小，這時汽機調(diào)節(jié)閥在正的功率偏差信號作用下繼續(xù)開大，提高實發(fā)功率，直到功率和氣壓均與給定值相等，機組達到新的穩(wěn)定狀態(tài)。特點：1、協(xié)調(diào)控制方式允許氣壓有一定波動，以便能充分利用鍋爐的蓄熱量，使機組能較快地適應(yīng)電網(wǎng)的負(fù)荷要求。2、由于鍋爐調(diào)節(jié)器接受功率偏差前饋信號，能夠迅速的改變?nèi)剂狭?，可使機組功率較快的達到功率給定值。三、 經(jīng)濟調(diào)度(ED)經(jīng)濟調(diào)度應(yīng)包括兩種方式的經(jīng)濟調(diào)度，算法相同，都采用等微增率

20、法，可以考慮網(wǎng)損修正，但分配的功率范圍和用途不同。一種是控制經(jīng)濟調(diào)度(Control ED 即 CED )，一般每5分鐘計算一次，給AGC控制的機組提供基本功率和經(jīng)濟參與系數(shù)；另一種是系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度(System ED 即 SED )，計算周期可以由調(diào)度員整定，系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度對系統(tǒng)中所有在線機組進行經(jīng)濟分配，給調(diào)度員提供機組的參考出力。后一種經(jīng)濟調(diào)度在 AGC不能真正投運的時候，其實用意義尤為重要，經(jīng)濟調(diào)度要考慮同一機組有多條微增率曲線的處理方法，機組微增率曲線一般以折線的形式給出即給出構(gòu)成微增率曲線的一系列點。ED算法是根據(jù)拉格朗日方程通過迭代求得最優(yōu)解的： Pi為機組i的出力，Ci為機組發(fā)電費

21、用，Pd為系統(tǒng)負(fù)荷，PL為網(wǎng)損功率1、控制經(jīng)濟調(diào)度（CED） 控制經(jīng)濟調(diào)度是對機組狀態(tài)為AGC且其基點功率方式為“經(jīng)濟調(diào)度方式”的機組進行經(jīng)濟功率分配，為這些機組提供基本功率及經(jīng)濟參與系數(shù)。參加控制經(jīng)濟調(diào)度分配的功率為：MWCED系統(tǒng)當(dāng)前負(fù)荷系統(tǒng)凈交換功率計劃機組狀態(tài)為AGC、基點方式為“BL”方式機組的基本功率機組狀態(tài)為AGC、基點方式為“AV”方式機組的基本功率機組狀態(tài)不是AGC機組的實發(fā)功率。控制經(jīng)濟調(diào)度要考慮的約束有機組出力上、下限及機組的正常調(diào)節(jié)速率?？刂平?jīng)濟調(diào)度每5分鐘計算一次（可調(diào)），它還由以下事件啟動：當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷的變化量超過AGC人員規(guī)定啟動CED的MW變化閥值；機組的狀態(tài)由非

22、AGC狀態(tài)轉(zhuǎn)為AGC狀態(tài)，即轉(zhuǎn)為AGC控制機組；AGC控制機組的基本功率承擔(dān)方式或正常調(diào)節(jié)速率發(fā)生了變化；AGC控制機組的微增率曲線發(fā)生了變化；調(diào)度員通過畫面啟動它馬上計算。2、系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度(SED)系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度是系統(tǒng)范圍內(nèi)的經(jīng)濟運行，它向調(diào)度員提供所有可經(jīng)濟調(diào)度機組的經(jīng)濟出力。系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度包括所有在線的可經(jīng)濟調(diào)度的機組。參加系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度分配的功率MWSED為：MWSED系統(tǒng)當(dāng)前負(fù)荷系統(tǒng)凈交換功率計劃系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度一般15分鐘計算一次（可調(diào)）遇到下述事件時要啟動計算：系統(tǒng)負(fù)荷的變化量超過了規(guī)定的啟動SED的MW變化閥值；離線機組投入運行；機組的微增率曲線發(fā)生了變化。系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度的結(jié)果為全系統(tǒng)的機

23、組提供最佳出力參考值，調(diào)度員可以把這些機組的當(dāng)前出力與系統(tǒng)經(jīng)濟分配的結(jié)果相比較，得到其實際發(fā)電與經(jīng)濟出力值差值。環(huán)保調(diào)度電量均衡調(diào)度第二部分自動發(fā)電控制考核標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷頻率控制（1）電網(wǎng)在實際運行中，由于負(fù)荷連續(xù)隨機變化，總存在發(fā)電與負(fù)荷之間偏差，從而導(dǎo)致電網(wǎng)實際頻率與同步標(biāo)準(zhǔn)頻率的偏移。為保證電網(wǎng)頻率質(zhì)量，需實時跟蹤電網(wǎng)負(fù)荷的變化，保持電網(wǎng)有功功率的平 衡，對發(fā)電機出力進行必要調(diào)整。負(fù)荷頻率控制（2）一次調(diào)整（primary speed control） ：由發(fā)電機調(diào)速器執(zhí)行，對短周期負(fù)荷變化進行調(diào)整。二次調(diào)整（secondary control process ）：對周期較長的負(fù)荷變化進行的調(diào)

24、整，目前主要由自動發(fā)電控制（AGC）完成。負(fù)荷頻率控制（3）LFC基本功能控制電網(wǎng)頻率為額定值?？刂葡到y(tǒng)內(nèi)各區(qū)域間或聯(lián)合系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)間的交換功率為給定值。按經(jīng)濟原則安排機組出力，使系統(tǒng)運行最經(jīng)濟。自動發(fā)電控制程序模塊 數(shù)據(jù)采集與處理 負(fù)荷頻率控制（LFC） 機組在線響應(yīng)測試 備用容量監(jiān)視 控制性能考核電網(wǎng)自動發(fā)電控制一些研究內(nèi)容CPS標(biāo)準(zhǔn)及控制策略研究與EMS其它應(yīng)用軟件（短期負(fù)荷預(yù)報、安全約束最優(yōu)潮流、發(fā)電計劃）的聯(lián)合；電力市場環(huán)境下的AGC（機組調(diào)節(jié)性能測試、電廠AGC承擔(dān)調(diào)頻輔助服務(wù)考核等）；現(xiàn)代控制理論（如最優(yōu)控制）的應(yīng)用控制性能考核標(biāo)準(zhǔn) 負(fù)荷頻率控制的考核標(biāo)準(zhǔn)目前有兩種，即A1、A

25、2標(biāo)準(zhǔn)和CPS1、CPS2標(biāo)準(zhǔn)。20世紀(jì)60年代以來，電力工程界一直采用A1、A2標(biāo)準(zhǔn)作為負(fù)荷頻率控制的考核標(biāo)準(zhǔn)（如我國的華北和東北電網(wǎng)）。1997年北美可靠性委員會（NERC）采用CPS1和CPS2標(biāo)準(zhǔn)作為負(fù)荷頻率控制的考核標(biāo)準(zhǔn)（我國的華東電網(wǎng)和南方電網(wǎng)目前也采用這一標(biāo)準(zhǔn)）?？刂菩阅芸己藰?biāo)準(zhǔn)（A1、A2)A1標(biāo)準(zhǔn) 在任意十五分鐘內(nèi)ACE至少過零一次。A2標(biāo)準(zhǔn) 任意十五分鐘ACE的平均值在Ld范圍內(nèi)。 （其中Ld=0.025*p+5，p為電網(wǎng)負(fù)荷最大變化速率）A1、A2標(biāo)準(zhǔn)特點基于工程經(jīng)驗的觀點，物理概念直觀，但沒有任何數(shù)學(xué)分析基礎(chǔ)；按A1、A2標(biāo)準(zhǔn)進行控制，要求ACE經(jīng)常過零，對機組調(diào)節(jié)比較

26、頻繁，在某些情況下（如頻率偏差和ACE方向相反），不利于頻率質(zhì)量的提高；A1、A2沒有反映各控制區(qū)對頻率的貢獻。A1、A2標(biāo)準(zhǔn)控制策略要點控制目標(biāo)是使ACE在10分鐘內(nèi)經(jīng)常過零并且平均值在規(guī)定范圍內(nèi)；按照ACE的大小和給定的靜態(tài)門檻將ACE分為死區(qū)、正常區(qū)、幫助區(qū)和緊急區(qū)四個控制區(qū)；為確保ACE在10分鐘內(nèi)過零和區(qū)域故障1分鐘內(nèi)，ACE向減少的方向變化，在ACE不同的控制區(qū)內(nèi)，機組有不同的調(diào)節(jié)控制方式。 CPS標(biāo)準(zhǔn)條件只適用于TBC模式控制互聯(lián)電網(wǎng)中全部控制區(qū)域的ACE值是獨立的 互聯(lián)電網(wǎng)的頻率控制建立在長期頻率統(tǒng)計基礎(chǔ)上 頻率偏差服從正態(tài)分布 控制性能考核標(biāo)準(zhǔn)（CPS1、CPS2)CPS1標(biāo)

27、準(zhǔn) 要求CPS1大于100為合格，CPS1計算如（1.1)式，其中 （1.1) ACE1為控制區(qū)ACE一分鐘平均值，f1為一分鐘頻率平均偏差， B為控制區(qū)電網(wǎng)頻率特性系數(shù)， 為電網(wǎng)一分鐘頻率平均偏差目標(biāo)均方根，n為分鐘數(shù)；CPS2標(biāo)準(zhǔn) 要求十分鐘ACE平均值在規(guī)定范圍L10內(nèi)的時間大于90 ， L10計算如（）式 （） 其中 為電網(wǎng)十分鐘頻率平均偏差目標(biāo)均方根，B為控制區(qū)電網(wǎng) 頻率特性系數(shù)，Bs為互聯(lián)電網(wǎng)頻率特性系數(shù)。CPS標(biāo)準(zhǔn)特點基于概率統(tǒng)計學(xué)原理導(dǎo)出，有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)；CPS1、CPS2標(biāo)準(zhǔn)明確了互聯(lián)電網(wǎng)各控制區(qū)控制目標(biāo)，有利于互聯(lián)電網(wǎng)頻率質(zhì)量的提高；著眼于控制區(qū)域的長期表現(xiàn)，是一種長期控

28、制性能指標(biāo)；CPS1、CPS2標(biāo)準(zhǔn)不要求ACE在規(guī)定時間內(nèi)過零，可以減少對機組不必要調(diào)節(jié)；有利于電網(wǎng)事故支援，并對事故支援作出正確評價CPS1標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)設(shè)互聯(lián)電網(wǎng)有n個控制區(qū)，其中第i個控制區(qū)ACE為， （）將全部控制區(qū)ACE求和得到 （1.4)將整個互聯(lián)電網(wǎng)看作與外網(wǎng)無交換的控制區(qū)， ，（）式進一步簡化為 （1.5)設(shè)互聯(lián)電網(wǎng)頻率在一段時間T內(nèi)（如1年）的控制目標(biāo)由（）式表示， （）式（）兩邊平方，得 （1.7) CPS1標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)（續(xù)）將（）式帶入（）式，得到 （）進一步得到 （1.9)將（）分解為n個不等式，對于每一個控制區(qū)得到控制性能式 （1.10)進一步導(dǎo)出（1.11)，CPS1標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)

29、（續(xù)） （） 式（）、（1.11)中，平均時間段選取為1年，給控制區(qū)域靈活性， 并且是長時期的統(tǒng)計值。CPS2標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)令 ，（）式變?yōu)椋?（1.12)將（）式帶入（）式， 令 ，得到 （）CPS2標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)（續(xù)）將（1.13)進一步展開，得 (1.14)假設(shè)ACE相互獨立，（1.14)交叉乘積項，從而 （1.15)將k表達式帶入（1.15) （1.16) CPS2標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)（續(xù)）（1.15)式交換求和號與取平均順序，并分解成n個不等式,得到 （1.17)即 （1.18)為使90以上得時間ACE平均值滿足要求，得到 （1.19)（平均值等于 中的 值，高斯分布90%的數(shù)據(jù)落在 之間） 電網(wǎng)CPS考核

30、第三部分TBC方式下改善內(nèi)蒙古電網(wǎng)AGC控制性能的分析 一、TBC控制方式介紹 2001年5月11日華北-東北大網(wǎng)正式聯(lián)網(wǎng)運行，為保證電能質(zhì)量，華北電網(wǎng)的各分區(qū)AGC控制均采用TBC（聯(lián)絡(luò)線頻率偏移控制方式），實現(xiàn)各控制分區(qū)各自負(fù)責(zé)本分區(qū)的負(fù)荷擾動。華北電網(wǎng)原AGC控制方式 2001年5月之前，華北電網(wǎng)AGC控制方式是華北網(wǎng)調(diào)（兼京津唐中調(diào)）負(fù)責(zé)全網(wǎng)頻率調(diào)整，采用定頻率控制方式FFC；河北、山西、內(nèi)蒙中調(diào)按計劃調(diào)整流，負(fù)責(zé)省網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)線功率控制，采用定聯(lián)絡(luò)線控制方式（FTC）。TBC控制方式要求各區(qū)域同時負(fù)責(zé)調(diào)整聯(lián)絡(luò)線的功率偏差及整個互聯(lián)電網(wǎng)的頻率偏差,所以TBC模式從本質(zhì)上講，它體現(xiàn)的是各區(qū)域

31、只負(fù)責(zé)本區(qū)域內(nèi)的負(fù)荷變化，兼顧了各控制區(qū)域的自身利益，體現(xiàn)了公平、公正的調(diào)頻原則。從理論上講，它能使全網(wǎng)的功頻特性達到最佳。 TBC控制方式的特點是，當(dāng)互聯(lián)電網(wǎng)的某分區(qū)內(nèi)負(fù)荷或發(fā)電出力發(fā)生擾動時，均由本區(qū)域負(fù)責(zé)二次調(diào)頻，通過本區(qū)域內(nèi)機組出力進行調(diào)整，使系統(tǒng)頻率和聯(lián)絡(luò)線潮流值恢復(fù)到計劃值。在這個調(diào)整過程中，無擾動分區(qū)內(nèi)的機組不參加二次調(diào)頻和功率調(diào)整。TBC控制模式特點TBC控制模式特點 聯(lián)絡(luò)線頻率偏差控制（TBC）是大區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)AGC的主要模式。理論上講只要各控制區(qū)計算ACE的值等于控制區(qū)本身的自然頻率特性系數(shù)，各控制區(qū)就只承擔(dān)控制區(qū)內(nèi)部的發(fā)電或負(fù)荷擾動，而不承擔(dān)控制區(qū)以外的發(fā)電或負(fù)荷擾動，這樣

32、就真正體現(xiàn)了電網(wǎng)調(diào)度公正、公平、合理的原則。AGC分層控制AGC分層控制指網(wǎng)調(diào)AGC程序統(tǒng)一計算各?。▍^(qū)）ACE，再通過遠(yuǎn)動或計算機通信下發(fā)ACE至各?。▍^(qū)）AGC，AGC根據(jù)接收到的ACE信號調(diào)節(jié)各自控制區(qū)的機組，分層控制有利于體現(xiàn)網(wǎng)省調(diào)區(qū)域協(xié)調(diào)控制的優(yōu)勢華北、東北電網(wǎng)AGC均采用分層控制，華北網(wǎng)調(diào)AGC還向子站調(diào)頻機組下發(fā)ACE信號二、影響AGC控制性能的因素1、頻率的波動：2、系統(tǒng)備用容量和AGC的調(diào)節(jié)容量。3、AGC機組調(diào)節(jié)速率三、影響AGC控制性能的分析及改善方法電力系統(tǒng)變化的負(fù)荷分量主要有三種：第一種負(fù)荷分量：變化周期在10-20秒之間、變化幅度較小的負(fù)荷分量，稱為隨機波動的負(fù)荷分

33、量。對應(yīng)的調(diào)整方式是發(fā)電機組的一次調(diào)節(jié)。第二種負(fù)荷分量：變化周期在10秒到數(shù)分鐘之間的負(fù)荷分量，稱為分鐘級的負(fù)荷分量。對應(yīng)的調(diào)整方式是AGC。第三種負(fù)荷分量：變化緩慢的持續(xù)變動負(fù)荷分量，又可細(xì)分基點負(fù)荷分量、爬坡負(fù)荷分量。對應(yīng)的調(diào)整方式是AGC或人工調(diào)整。三、影響AGC控制性能的分析及改善方法1、對AGC機組來說，機組對負(fù)荷的響應(yīng)實際上是一種負(fù)荷動態(tài)跟蹤控制過程。因此，每當(dāng)負(fù)荷發(fā)生變化時，首先是機組的一次調(diào)頻動作，然后是AGC開始動作，直到新的負(fù)荷與出力平衡，這個調(diào)節(jié)時間將大體與AGC的調(diào)節(jié)過程時間相當(dāng)，隨著負(fù)荷的波動，平衡重新被打破，新的調(diào)節(jié)過程開始，直到新的平衡為止。每達到一次平衡點，頻率

34、偏差就過零一次。因此考慮系統(tǒng)頻率的AGC實用控制策略，就是當(dāng)頻率偏差較小時，AGC控制目標(biāo)是盡量減小ACE的絕對值，當(dāng)頻率偏差較大時，AGC控制目標(biāo)是盡量使ACE偏差和系統(tǒng)頻率偏差的符號相反，因此，在AGC參與調(diào)整時，一定要使AGC的調(diào)節(jié)過程時間盡量與頻率波動時間相符。三、影響AGC控制性能的分析及改善方法對第三種負(fù)荷分量的調(diào)整并不是必須采用AGC控制，可以采用人工控制，但是，第三種負(fù)荷分量的調(diào)整在一段時間內(nèi)(十幾分鐘，乃至數(shù)十分鐘)對發(fā)電機出力的要求是單調(diào)增、或單調(diào)減的，大多數(shù)發(fā)電機組都能適應(yīng)這樣的要求，若能采用AGC方式對大量調(diào)節(jié)速率較低的發(fā)電機組進行控制，精確實現(xiàn)對第三種負(fù)荷分量的調(diào)整，

35、則有利于減輕AGC調(diào)整的壓力。因此，我們在AGC運行時，可以安排調(diào)節(jié)速率較快的AGC機組進行調(diào)整。對于變化緩慢的持續(xù)變動第三種負(fù)荷分量如基點負(fù)荷分量、爬坡負(fù)荷分量，可以通過主站功率設(shè)定的方法安排調(diào)節(jié)速率較慢的AGC機組進行調(diào)整。三、影響AGC控制性能的分析及改善方法2、在日常運行中，系統(tǒng)中應(yīng)保持多少AGC可調(diào)容量，這是一個需要認(rèn)真分析和解決的問題，特別是在供電負(fù)荷緊張的情況下，尤為重要。當(dāng)然，系統(tǒng)中保有大量的AGC可調(diào)容量，對維持電力系統(tǒng)頻率質(zhì)量有好處，但是這是需要付出代價的。發(fā)電機組保持AGC可調(diào)容量會減少正常的發(fā)電量，機會成本提高；投入AGC運行，機組的運行費用增加。在電力市場的環(huán)境中，A

36、GC是發(fā)電機組向電網(wǎng)提供調(diào)節(jié)服務(wù)的技術(shù)手段，機組投入AGC運行應(yīng)該是要在輔助服務(wù)市場中收取費用的。因此，了解在電力系統(tǒng)運行中對AGC調(diào)節(jié)容量的需求，并按此需求采購或安排發(fā)電機組的AGC可調(diào)容量，這樣才能做到既保證電力系統(tǒng)的安全，又降低運行費用。確定AGC調(diào)節(jié)容量的需求，與負(fù)荷預(yù)計相似，是依據(jù)過去事實的規(guī)律，對未來的預(yù)測；與負(fù)荷預(yù)計不同的是，負(fù)荷預(yù)計考察的是負(fù)荷的幅值，而AGC調(diào)節(jié)的目標(biāo)是平衡負(fù)荷分鐘級的波動，因此，確定AGC調(diào)節(jié)容量的需求考察的是分鐘級負(fù)荷波動的幅值和速率。三、影響AGC控制性能的分析及改善方法目前，有兩種從負(fù)荷數(shù)據(jù)中分離分鐘級負(fù)荷分量的算法，并用統(tǒng)計分析的方法得到電力系統(tǒng)對AGC調(diào)節(jié)容量的需求，一種是滾動平均法，另一種是時段平均法。但這兩種方法僅是系統(tǒng)過去對AGC調(diào)節(jié)的需求，為了得到未來系統(tǒng)對AGC調(diào)節(jié)需求的預(yù)計值，還需根據(jù)負(fù)荷的增長率、負(fù)荷特性的變化等情況，對統(tǒng)計分析的結(jié)果進行調(diào)整。有些電力系統(tǒng)以一天最高負(fù)荷的百分?jǐn)?shù)來確定系統(tǒng)對AGC調(diào)節(jié)容量的需求，是一種在對長期運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上得出的經(jīng)驗方法。依此經(jīng)驗，我們以蒙西電網(wǎng)最高負(fù)荷的1.1%來分別確定對AGC調(diào)節(jié)的容量需求，如果用最大負(fù)荷6583MW來計算，則系統(tǒng)對AGC調(diào)節(jié)的容量為72MW。因此，我們在運行方式的安排上，要使AGC