自动发电控制(AGC)介绍

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1、第一部分,自动发电控制(AGC),内蒙古电网建设目标,到2010年，内蒙古电网形成以500千伏电网为主网架，“三横、四纵、三出口、一贯通”，统一坚强、布局合理、输送通畅、技术先进的坚强电网。（三横即：巴彦淖尔包头呼和浩特汗海；达拉特永圣域丰镇；吉兰太乌海布日都宁格尔。四纵即：丰镇汗海锡林郭勒；宁格尔永圣域呼和浩特东；布日都达拉特包头；乌海巴彦淖尔。500千伏“三出口”：丰镇至北京出口；汗海至唐山出口；宁格尔至河北南网出口。一贯通：500千伏主网架逐步向东部地区贯通。）,截至2006年底，公司资产总额348亿元，所属单位29个，职工28033人。管理运营的500千伏变电所10座，220千伏变电所

2、81座。供电营业区所辖10个盟市平均1座500千伏变电站，81个旗县平均1座220千伏变电站。全网总供电负荷最高突破1000万千瓦大关，达到1043万千瓦，统调发电装机超过1700万千瓦，东送京津唐电力最高210万千瓦。截至2006年12月31日，电网安全运行达到3415天。,一、 概述,1、自动发电控制的提出和主要功能自动发电控制就是控制机组的出力使系统频率和区域间净交换功率维持在计划值，并且在此前提下使系统运行最经济。它的控制目标如下：(1) 维持系统频率在允许的误差范围内。国家电力行业标准规定: 系统频率为50Hz，对于装机容量在3000MW以上的电力系统，维持其系统频率偏差在 0.1H

3、Z内； 3000MW 以下的电力系统频率偏差不超过0.2HZ。频率偏移引起的电钟误差累积值不超过5秒，超过时自动或手动矫正。 (2) 维持本系统对外系统的净交换功率在计划值，由净交换功率偏移引起的交换电量偏差累积可以按峰、谷时段分别计算和偿还。 (3) 在满足频率和对外净交换功率计划的情况下，按经济原则安排受控机组出力，使整个系统运行最经济。,2、AGC工作原理 （1）AGC是闭环控制系统,(2)、AGC的控制方式,AGC的控制方式决定着ACE的计算公式，AGC有如下三种基本控制方式： 定频率控制方式 （CFC） 在此方式下，AGC以维持系统频率在一给定值为目标控制机组出力，ACE中只包含由频

4、率偏离给定值产生的ACE分量。 定联络线净交换功率控制 （CNIC） 在此方式下，AGC的控制目标是维持本系统与相邻系统的联络线净交换功率在计划值，ACE中只有净交换功率的偏移量。 联络线净交换功率与频率偏移控制方式（TBC） 在此方式下，AGC的控制目标是维持系统的频率及联络线净交换功率在计划值，ACE包括频率偏移产生的ACE分量及净交换功率偏移产生的ACE分量。,（3）、 AGC的运行状态,AGC的运行状态一般有三种：在线控制、监视和停运。 在线控制（ON） 当AGC的状态为在线控制时，AGC计算区域控制误差ACE、系统总出力及总负荷，发送控制命令到机组，监视机组的响应性能及AGC的控制效

5、果即完成AGC的所有功能。 监视 （MON）当AGC状态为监视时，AGC只进行计算，不发送控制命令给机组，也不监视机组的响应情况。 停运 （OFF）当AGC处于停运状态时，AGC不进行任何计算和处理。,ACE的计算公式由AGC的控制方式决定，ACE的基本分量计算公式有如下三种： 定频率控制(1) 定联络线净交换功率控制(2) 定联络线净交换功率及频率偏移控制(3) 式中： B 系统的综合频率偏移特性 MW/HZ f 0 系统的计划（额定）频率 HZ f 系统频率的实测值 HZ I0 本系统与相邻系统的净交换功率计划值MW Ptj 第 j 条联络线的实际潮流功率MW 当进行时差和交换电量累积偏差

6、矫正时，ACE的值为上述公式计算出的ACE基本分量与调整量之和。,（4）、ACE的计算与处理,AGC还可以对交换电量累积偏差及电钟误差进行矫正，矫正可以人工启动或自动启动。矫正方法是在净交换功率计划和标准频率上加上偏置Io和fo，用反方向的时间累积消除交换电量累积偏差E和电钟误差t。 时差矫正 当进行时差校正时，ACE的调整量为 式中： 为系统的综合频率偏移系数（MW/HZ） fo 标准频率偏移量，其值与实际时差反符号。fo不能太大，一般取0.02HZ，这样要矫正t5秒时，所需的校正时间T为：=35小时时差只能在AGC控制方式为定频率控制或定联络线净交换功率与频率偏移时矫正。 交换电量累积偏差

7、矫正 进行交换电量累积偏差E矫正时，ACE增加的调整量为：E 交换电量累积偏差值 H 进行电量累积偏差矫正的小时数。交换电量累积偏差只能在AGC控制方式为定联络线净交换功率控制或定联络线功率与频率偏移方式时矫正。,(5)、交换电量累积偏差及电钟误差的矫正,为保证电力系统的安全运行，避免系统自然波动引起不必要的频繁调节，AGC对形成控制系统调节信号的区域控制误差ACE进行滤波, 抑制其高频分量，采用一阶低通滤波， ACE 滤波后的值为， 公式如下：(4) 式中： ACEFIL 滤波后的ACE值 K 第K次滤波 ACEDTF ACE的滤波系数 计算ACE的积分值(ACEINT) ACE的积分值由下

8、式求出式中：Tagc AGC的运行周期,(6)、对ACE进行滤波,(7)、计算AGC的总调节功率,区域AGC的调节功率由两部分组成：一部分是ACE的比例分量，另一部分是ACE的积分分量。计算公式如下： 式中： PR 系统总调节功率 PI 系统稳态调节功率 PP 系统暂态调节功率 GI 积分增益系数 GP 比例增益系数,(8)、AGC的控制区间,AGC根据滤波后的ACE值划分控制区间，不同区间采用不同的控制策略，一般控制区间分为四个，如下图所示：紧急调节 许可调节 正常调节 死区 正常调节 许可调节 紧急调 死区：当ACE的值在死区范围内时，AGC不给电厂控制器（ PLC ) 发送控制命令。 正

9、常调节区间：当ACE的值在此区间时，AGC根据PLC 的控制方式、基点功率承担方式及调节功率承担方式计算PLC的功率设定值及控制信号，不考虑区域控制误差 ACE的方向，将PLC的设定功率控制命令送到厂站端机组的调功装置。 许可控制区间：AGC计算出的PLC功率增量（PLC的功率设定值与其当前实发功率之差）可能有正有负，当ACE处于这一区间时，AGC只允许功率增量与ACE异号（即使ACE减小）的PLC改变其所控制的机组出力，其它PLC的出力维持其原值不变。 紧急控制区间：当ACE处于紧急控制区间时，AGC忽略掉考虑经济性的机组出力分配原则，直接按紧急情况下的机组带出力原则调节出力，使 ACE值能

10、迅速减小。,（9）系统重要参数的监视与处理,系统频率 当AGC的控制方式为定频率控制或定联络线净交换功率及频率偏移控制时，频率量测无效或丢失的时间间隔大于给定值时，AGC则暂停，并发出报警信息通知调度员处理。 当AGC检测出电网频差很大时（如超过0.45HZ），AGC立即挂起，这时系统可能已属于事故状态，由人工处理。联络线的量测 当AGC检测到一条或多条联络线的有功功率量测无效或丢失的时间间隔大于给定值时，AGC则暂停，并报警通知调度员。 当联络线净交换功率偏差超过限值时，AGC则发出报警信息。电钟误差 当电钟误差超过限值时，AGC发出报警信息，通知调度员。,（10）PLC的控制及PLC期望出

11、力的计算,AGC的控制信号 由电网控制中心送至厂站RTU, 再由RTU到电厂控制器PLC，然后PLC再对机组功率进行调节。PLC的参数如出力、调节速率及出力上、下限，由其所控制的每台机组的参数累加得出。 PLC的控制方式 （AUT）方式：处于此方式的PLC由AGC直接控制。 调度员人工下定值（SUB）方式：处于此方式的PLC由调度员人工控制。 “当地”(MAN)控制方式：PLC处于在线状态，但PLC由电厂当地控制，而不受AGC控制。 “离线”（OFF）方式：当PLC的控制方式为离线时，PLC处于停运状态，但必要时可以投运。 “测试”（TEST）方式：处于此方式时，AGC对该PLC所控制的机组正

12、在进行响应试验。,（11）、PLC承担基本功率和调节功率的方式,当AGC对机组进行控制时，每个PLC要选择其承担基本功率的方式，PLC承担基点功率的方式有以下三种： 人工计划方式（“BL”方式） 当PLC在此方式时，它所控制机组的基本功率从调度员输入的基本功率计划中获取。 平均方式 （“AV”方式） 当PLC在此方式时，它所控制机组的基本功率是经济功率上下限的平均值。 经济调度方式（“CE” 方式） 当PLC在此方式时，它所控制机组的基本功率由在线经济调度ED程序计算，一般5分钟计算一次。 PLC承担调节功率的方式有以下三种。 不调节方式：当PLC在此方式时，它所控制的机组出力只跟踪它的基本功

13、率，不参加ACE的调节。 调节方式：当PLC在此方式时且ACE大于死区限值时，它所控制的机组要承担系统的调节功率，参与ACE的调整 紧急调节方式：当PLC在此方式时且只有当ACE的值进入紧急调节区时，它所控制的机组才承担ACE的调整，承担系统的调节功率,（12）计算PLC的期望出力(Setpoint),（B）由上式计算出的PLC期望出力，必须通过如下限值检查,PLC响应速率限制：每个PLC的响应速率等于其控制机组的响应速率之和，根据PLC的响应速率计算出每个AGC周期允许该PLC的上升或下降最大功率增量，功率调节信号不能超出此功率上升或下降的增量。 PLC的出力上下限：如果功率调节信号与PLC

14、当前出力之和大于PLC出力的上限，当功率调节信号为正时，功率变化信号修正为： 功率调节信号PLC出力上限PLC的当前出力 如果功率调节信号与PLC当前出力之和小于PLC出力的下限, 且功率调节信号为负时，功率调节信号修正为： 功率调节信号PLC出力下限PLC的当前出力 死区限制：当PLC的功率调节信号的值小于死区其限值时，功率调节信号设置为零。 许可调节区检查：当ACE的值在许可调节区间时，AGC将封锁那些不能使ACE减少的PLC的功率调节信号。 通过上述限制后有些PLC的功率调节信号不能被发送出去，因此必须对剩余的系统调节功率再分配，分配给那些能再承担调节功率的PLC。PLC的Setpoin

15、t最终值为：SetpointPLC的当前出力PLC的功率调节信号,（13） 监视PLC控制的机组对调节信号的响应,当PLC控制方式为“AGC“时，对该PLC所控制机组要进行响应监视，在一定周期内，若Setpoint增量与实际功率增量之比小于一给定值时，则认为该PLC不能跟踪其控制信号，将此PLC挂起，并发出报警信息，通知调度员。,（13） 监视PLC控制的机组对调节信号的响应,当PLC控制方式为“AGC“时，对该PLC所控制机组要进行响应监视，在一定周期内，若Setpoint增量与实际功率增量之比小于一给定值时，则认为该PLC不能跟踪其控制信号，将此PLC挂起，并发出报警信息，通知调度员。,（

16、14） 备用监视,备用监视计算给出系统的备用情况，它按一定的周期进行计算. 备用有以下三种： 旋转备用 指在线的可以通过调速器使用的发电备用。 运行备用 也称总备用，指在10分钟内有效的备用，为系统的旋转备用和10分钟之内有效的非旋转备用之和。 调节备用 可以由AGC调节的发电容量，包括上、下两个方向的发电调节容量。 各种备用的算式如下： 机组的旋转备用机组出力上限机组的当前出力 系统的旋转备用为各机组的旋转备用之和。 系统的总备用为系统的旋转备用和10分钟之内有效的非旋转备用之和。 只有机组状态为“AGC“的机组才具有调节备用： 机组的上升方向的调节备用机组出力上限机组当前出力 机组的下降方向的调节备用机组的当前出力机组的下限 系统的调节备用为各机组的调节备用之和。 当备用监视功能发现系统的实际旋转备用容量小于求值时则发出报警信号。,