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1、辽辽 宁宁 工工 业业 大大 学学电力系统自动化电力系统自动化 课程设计（论文）课程设计（论文）题目：题目： 机组自动发电控制系统设计（机组自动发电控制系统设计（2 2） 院（系）：院（系）： 电气工程学院电气工程学院 专业班级：专业班级： 电气电气123123 学学 号：号： 120303063120303063 学生姓名：学生姓名： 陈旭陈旭 指导教师：指导教师： 赵凤贤赵凤贤 起止时间：起止时间：2015.11.302015.11.30 12.1112.11 本科生课程设计（论文）课程设计（论文）任务及评语课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：电气工程及其自动化注：成
2、绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算学 号120303063学生姓名陈旭专业班级电气123课程设计题目机组自动发电控制系统设计（2）课程设计（论文）任务基本参数：1. 发电厂有三机组，一号机组功率为 150MW，二号机组功率为 100MW，三号机组功率为 200MW，功率因数均为 0.9。2. 有功功率调差系数为 0.05。3. 负荷频率调节效应系数（有功功率）为 1.75。4. 各发电机均以 75%负荷运行。 设计要求1.阐述发电机有功频率调节的基本原理。2.系统负荷一定和变化时，分析机组有功功率调差系数和负荷频率调节效应系数对功率分配的影响，推导有功功率分配的公式。3.
3、确定合适的方案，使负荷变化时，机组的有功功率按各自的额定功率合理分配。4.采用单片机，设计某台机组的自动发电控制系统，实现机组功率的合理分配。 5.对设计进行分析总结。进度计划1、布置任务，查阅资料，理解掌握系统设计要求。 （1 天）2、阐述发电机有功频率调节和自动发电的基本原理和实现方法。 （1 天）3、推导有功功率分配的公式，确定机组有功功率分配方案（2 天）4、自动发电控制系统总体方案设计。 （1 天）5、系统硬件电路设计。 （2 天）6、系统软件设计（2 天）7、撰写、打印设计说明书（1天）指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日本科生课程设计
4、（论文）摘 要自动发电控制 AGC 是利用调度监控计算机、通道、远方终端、执行(分配)装置、发电机组自动化装置等组成的闭环控制系统，监测、调整电力系统的频率，以控制发电机出力。保证发电出力与负荷平衡，保证系统频率为额定值，使整个系统处于经济的运行状态。本次课程设计对三台功率不同的机组并联运行时各自有功功率的分配进行设计，确定合适的方案，使负荷变化时，各机组的有功功率按各自的额定功率合理分配，当某台发电机组负荷发生变化时，采用单片机设计该机组的自动发电控制系统，实现机组功率的合理分配。机组的负荷发生变化会导致频率的改变，通过监测控制与数据采集系统发送改变信号通过 A/D 转换器给单片机，再由单片
5、机通过程序识别信号，由输出口通过 D/A 转换向自动发电控制系统发送执行指令，最后自动发电控制系统向机组发送改变运行状态指令，实现机组功率的合理分配。关键词：自动发电控制 AGC；单片机；有功功率；负荷变化本科生课程设计（论文）I目 录第 1 章 绪论 .11.1 自动发电控制概述 .11.2 本文主要内容 .2第 2 章 机组并联运行有功功率分配计算 .32.1 机组有功功率频率控制及自动发电的基本原理 .32.1.1 机组有功功率频率控制 .32.1.2 自动发电的基本原理 .42.2 单台机组有功控制的基本方法 .52.3 负荷变化时的功率分配计算 .6第 3 章 自动发电系统硬件设计
6、.83.1 自动发电系统功能 .83.2 自动发电总体设计方案 .83.3 单片机最小系统设计 .93.3.1 CPU 的选择.93.3.2 时钟电路设计 .103.3.3 复位电路设计 .103.3.4 单片机最小系统 .113.4 输入输出接口设计 .12第 4 章 自动发电系统软件设计 .134.1 软件实现功能综述 .134.2 流程图设计 .134.2.1 主程序流程图设计 .134.3 程序清单 .14第 5 章 课程设计总结 .16参考文献 .17本科生课程设计（论文）1第 1 章 绪论1.1 自动发电控制概述电力系统调度自动化系统中，自动发电控制 AGC 是互联电力系统运行中一
7、个基本的和重要的计算机实时控制功能。其目的是使系统出力和系统负荷相适应，保持频率额定和通过联络线的交换功率等于计划值，并尽可能实现机组（电厂）间负荷的经济分配。具体地说，自动发电控制有四个基本的目标：首先是使全系统的发电出力和负荷功率相匹配；其次是将电力系统的频率偏差调节到零，保持系统频率为额定值；然后是控制区域间联络线的交换功率与计划值相等，实现各区域内有功功率平衡；最后是在区域内各发电厂间进行负荷的经济分配。第一个目标与所有发电机的调速器有关。第二和第三个目标与频率的二次调整有关，也称为负荷频率控制 LFC。通常所说的 AGC 是指三项目标，包括第四项目标往往称为 AGC/EDC（经济调度
8、控制） 。自动发电控制是并网发电厂提供的有偿辅助服务之一，发电机组在规定的出力调整范围内，跟踪电力调度交易机构下发的指令，按照一定调节速率实时调整发电出力，以满足电力系统频率和联络线功率控制要求的服务。或者说,自动发电控制(AGC)对电网部分机组出力进行二次调整,以满足控制目标要求;其基本功能为:负荷频率控制(LFC)，经济调度控制(EDC)，备用容量监视(RM)，AGC 性能监视(AGC PM)，联络线偏差控制(TBC)等;以达到其基本的目标:保证发电出力与负荷平衡，保证系统频率为额定值，使净区域联络线潮流与计划相等，最小区域化运行成本。自动发电控制着重解决电力系统在运行中的频率调节和负荷分
9、配问题，以及与相邻电力系统间按计划进行功率交换。电力系统的供电频率是系统正常运行的主要参数之一。系统电源的总输出功率与包括电力负荷在内的功率消耗相平衡时，供电频率保持恒定;若总输出功率与总功率消耗之间失去平衡时,频率就发生波动,严重时会出现频率崩溃。电力系统的负荷是不断变化的，这种变化有时会引起系统功率不平衡，导致频率波动。要保证电能的质量，就必须对电力系统频率进行监视和调整。当频率偏离额定值后，调节发电机的出力以使电力系统的有功功率达到新的平衡，从而使频率能维持在允许范围之内。所以，自动发电控制是通过对供电频率的监测、调整实现的。本科生课程设计（论文）21.2 本文主要内容自动发电控制是由自
10、动装置和计算机程序对频率和有功功率进行二次调整实现的。所需的信息（如频率，发电机的实发功率，联络线的交换功率等）通过SCADA 系统经过上行通道传送到调度控制中心。再根据 AGC 的计算机软件功能形成对各发电厂（或发电机）的 AGC 命令，通过下行通道传送到各调频发电厂（或发电机） 。自动发电控制是一个闭环反馈控制系统，主要包括两大部分，第一部分负荷分配器。根据系统频率和其他有关的信号，按照一定的调节准则确定机组设定的有功出力。第二部分机组控制器。根据负荷分配器设定的有功出力，使机组在额定频率下的实发功率与设定有功出力相一致。自动发电控制着重解决电力系统在运行中的频率调节和负荷匹配问题，以及
11、与相邻电力系统间按计划进行功率交换。因此本次课程设计主要针对发电厂机组自动发电控制系统进行设计。首先对机组的有功功率频率特性进行系统的研究，阐述自动发电控制的基本原理、功能与实现方法。最后，采用单片机，设计某台机组的自动发电控制系统，实现机组功率的合理分配。本科生课程设计（论文）3第 2 章 机组并联运行有功功率分配计算2.1 机组有功功率频率控制及自动发电的基本原理2.1.1 机组有功功率频率控制频率是衡量电能质量的重要指标，频率质量的下降不仅影响用户的用电质量，同时对电力系统本身影响也很大，严重时可造成系统崩溃。为保证用户和电厂的 正常运行和安全，我们需要进行频率调整与控制，使得系统的频率
12、波动不超过 0.2HZ。根据符合变动的不同特点，可将调整划归为一次调节和二次调节及互联系 统的频率调节。在这里着重分析前两种调整的原理和方法。电力系统频率的一次调节是指利用系统固有的负荷频率特性，以及发电机的 调速器作用，来阻止系统频率偏离标准的调节方式。其原理如下：当电力系统中原动机功率或负荷功率发生变化时，必然引 起电力系统频率的变化，此时，存储在系统负荷的电磁场和旋转质量（如电动机、 照明镇流器等）中的能量会发生变化，以阻止系统频率的变化，即当系统频率下 降时，系统负荷减少；当系统频率上升时，系统负荷会增加。这称为系统负荷的 惯性作用，它用负荷的频率调节效应系数（又称为系统负荷阻尼常数）D 来表示，如公式 1-1.系统负荷阻尼常数 D 常用标幺值来表示，其典型值为 12。D=2 意味着 1%的 频率变化会引起系统负荷 2%的变化。(2-1)D = 其作用：当电力系统频率发生变化时，系统中所有的发电机转速即发生 变化，如转速的变化超出发电机组规定的不灵敏去
