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1、雀中ton Hih南方电网精选范本自动发电控制（AGC的原理及应用编写：黄文伟贵州电力调度通信局2005年9月目录AGCAGCAGCAGC.3.的作用的目的的意义的地位的基本原理负荷频率特性机组功频特性系统频率特性独立系统调频自动调频方法联合系统调频的系统体系系统构成控制回路与能量管理系统的关系与其他应用软件的关系的控制原理控制量测净交换功率计划区域控制偏差区域控制方式ACE 滤波、补偿及趋势预测负荷频率控制在线经济调度的控制方法机组控制方式控制区段与策略区域需求机组功率分配.3.3.4.4.4.6.6.8.1.0.1.1.1.3.1.4.1.4.1.5.1.5.1.6.1.7.1.7.1.7
2、.1.8.1.9.2.0.2.1.2.1.2.1.2.1.2.2.2.4.2.4.1. 概述1.1.1.2.1.3.1.4.2. AGC2.1.2.2.2.3.2.4.2.5.2.6.3. AGC3.1.3.2.3.3.3.4.4. AGC4.1.4.2.4.3.4.4.4.5.4.6.4.7.5. AGC5.1.5.2.5.3.5.4.5.5.机组期望功率 5.6.机组控制校验 .5.7.基点功率计划 .5.8.AGC 工作流程AGC的控制性能标准 6.1.区域控制标准（AB） 6.2.控制性能标准（CPS) AGC的控制对象 7.1.电厂控制器 7.2.机组控制单元 .7.3.RTU 控制
3、装置7.4.机组运行状态 .7.5.控制器信号接口AGC的操作与监视 8.1.运行操作方式 .8.2.运行监视状态 .8.3.备用容量监视 .8.4.控制性能监视 .8.5.运行状态监视及告警 8.6.人机交互界面 .2.5.2.7.2.9.2.9.6.3.1.3.1.3.2.3.4.7.3.4.3.5.3.5.3.6.3.7.8.3.8.3.8.3.8.3.9.4.0.4.1.4.2.1. 概述自动发电控制 (Automatic Generation Control ，AGC) ，通常简称为 AGC ，是建立在以计算 机为核心的能量管理系统 (或调度自动化系统) 及发电机组协调控制系统之上并
4、通过高可靠 信息传输系统联系起来的远程闭环控制系统。 AGC 是建设大规模电力系统，实现自动化生 产运行控制的一项最基本、最实用的功能。 AGC 集中地反映了电力系统在计算机技术、通 信技术和自动控制技术等领域的应用实践和综合水平。因此， AGC 也是衡量电力系统现代 化水平和综合技术素质的重要标志。1.1. AGC 的作用电能是一种特殊的产品， 其特征表现在电能的生产、 传输、 供应和消费必须在同一时刻 完成。电力系统的负荷瞬息万变，因此，独立电力系统必须满足电能的供需平衡，维护正常 频率，保证控制内部的电能质量； 联合电力系统还必须保证联络线交换功率按交易计划运行， 加强联络线控制能力，
5、使整个系统协调稳定运行。 然而， 依靠人工调节方式无论从反应速度 还是调节精度都难以满足电力系统安全、优质、协调、经济运行的要求。显然，要实现现代 化的电网管理， 进一步提高整个电力系统的电能质量和联络线交换功率的控制水平， 需要提 供相应的自动化技术手段来提供实质性的保障。解决这一问题的最佳途径就是 AGC 。1.2. AGC 的目的AGC 是以满足电力供需实时平衡为目的，使电力系统的发电出力与用电负荷相匹配， 以实现高质量电能供应。其 根本任务是实现下列目标：1) 维持电力系统频率在允许误差范围之内， 频率偏移累积误差引起的电钟与标准钟之 间的时差在规定限值之内；2) 控制互联电网净交换功
6、率按计划值运行， 交换功率累积误差引起无意交换电量在允 许范围之内；3) 在满足电网安全约束条件、 电网频率和互联电网净交换功率计划的情况下协调参与AGC 调节的电厂(机组)按市场交易或经济调度原则优化运行。1.3. AGC 的意义运用 AGC 技术，可以获得以高质量电能为前提的电力供需实时平衡，提高电网安全、 稳定、 经济运行水平， 更加严格有效地执行互联电网之间的电力交换计划， 进一步减轻运行 管理人员的劳动强度； 对于提高调度中心和发电厂自身的科学技术素质， 完善运行管理机制， 适应电力系统发展运营的需要，增强在电力市场的竞争实力都具有十分重要的意义。1.4. AGC 的地位AGC 是一
7、项对基础通信自动化要求高，涉及范围广，相关环节多，管理技术上有一定 复杂难度的系统工程。 全国电网调度自动化振兴纲要 和关于开展自动发电控制 （AGC ） 工作的通知中明确指出，要满足现代化大电网维护正常频率、保证电能质量、加强联络线 控制能力的要求，省级调度自动化系统必须具备 AGC 功能。电网调度自动化系统实用化 要求和网、省电网调度自动化系统实用化验收细则中明确规定，实现 AGC 功能是调 度自动化系统提高实用化水平的基本要求。 网、省电网调度机构安全文明生产达标考核实 施细则中也将 AGC 功能是否达到实用化标准，作为安全文明生产达标必备条件之一。2. AGC 的基本原理电力系统正常运
8、行状态下最重要的任务之一就是维持有功功率平衡，其平衡方程为：mnPGiPLj PLossi 0 j 0（1） 其中： PGi 为发电机组的出力、 PLj 是电力系统的负荷 PLoss 是损失负荷。电力系统的负荷无时无刻都在发生不规则的变动， 分析负荷变动的特性， 可将其变动规 律分解为几种不同变化的分量，一般分成三种。第一种是变化幅度很小但周期很短（ 10 秒 以内），具有很大的偶然性；第二种是变化幅度较大、周期较长（10秒至 3 分钟之间）的脉动负荷，如电炉、冲压机械、电气机车等带有冲击性的负荷；第二种是幅度大、周期很缓慢 的持续变动负荷，如生产、生活、商业、气象等因素影响的负荷。按照负荷变
9、化三种分量的分解，电力系统的有功功率平衡及其频率调整大体上也分为二、三次调节：1）对于变化周期很短（10秒以内）幅度很小的负荷波动，由发电机组的机械惯性和 负荷本身的调节效应自然吸收；2）对于周期较短（13分钟左右）而幅值较小的负荷变化，由发电机组的调速器自 动调节，通常称为一次调节；3）对于周期较长（10分钟以内）而幅值较大的负荷变化，则通过控制发电机组的调 频器来跟踪，通常称为二次调节；4）对于周期长（10分钟以上）而幅值大的负荷变化，则需要根据负荷预测、确定机 组组合并安排发电计划曲线进行平衡，通常称为三次调节。若要力图使运行成本最小化， 在发电机组之间按最优化原则分配发电出力，就属于经
10、济优化调度的任务了。电力系统典型日负荷曲线如图一所示：表征电能产品质量的标准是频率、电压和波形等三项主要指标。在稳态情况下，同一交流电力系统的频率是一致的。当电力系统发电出力与系统负荷不平衡时，频率将随之发生变化。因此，频率是最为敏感、最能直接反映电力系统有功功率平衡运行参数，因而也是电能 质量指标中要求最为严格的一项指标。所以，独立电力系统有功功率的平衡的问题也就成了HISUMEO50 40血M电力春無死璽日戒宰曲?at对系统频率的监视和对发电机功率的调节问题。电力系统典型日频率曲线如图二所示:w.oa40.8 a49.40no 1._ii_-_._._._._. ._-_._._*0 1
11、2 S 4 $ a 7 & B 1D 11 1 ? 13 1 15 It 17 It 14 JO 21 72 23 24精选范本2.1. 负荷频率特性电力系统负荷的变动将引起频率的变化，而系统频率的变化又会造成负荷功率的变化, 即系统负荷Pl是系统频率f的函数:in fPLPLNi -（2）负荷的性质不同，频率静i 0f N这种负荷功率跟随频率变化的特性称为负荷的频率静态效应。Pl态效应也将会不同。根据负荷的频率静态效应，负荷频率特性系数为:Kl即负荷变化量PL与频率变化量f之比。其中:（3）f f fo为频率变化量，精选范本Pl PlPlo为负荷变化量。如图三所示:图三2.2. 机组功频特性
12、在机组装设了有差特性调速器的电力系统中， 当系统负荷发生变化时， 利用这些调速器 确定地分配有功功率，可以维持频率在较小范围内变化。 当频率变化时，负荷的静态频率效 应特性对维持频率也会起一定的作用。 由调速器和电力系统负荷的频率静态效应特性自然调节系统频率称为有差调频。发电机组的有功功率变化量Pg与频率变化量 f的关系特性可用调差系数g表示:fGPG(4)负号表示当系统频率下降时，发电机出力将上升；上升时，发电机出力将下降。用发电机组的功频静态特性系数来表示有功功率变化量PG与频率变化量 f的关系特性，则：KgPg(5)发电机组的调差系数是可以调整的。通常，对汽轮发电机组。Kg 15 25
13、;对水轮发电机组Kg 25 50。发电机组的功频静态特性如图四所示:图四(5)式可写成：f g Pg 0(6)或：Kg fPg 0称为发电机组的静态调节方程。在独立电力系统中，有功功率平衡主要考虑本控制系统的频率。设有n台机组并列运行,时，各台机组的功率变化量分别为额定功率分别为 Pgi、Pg2、PGn,系统基准频率为fo。当系统负荷变化引起频率变化PG1、巳2、FGn，功频静态特性系数分别为Kg1、Kg2、KGn。发电机组的静态调节方程式为:KGii 1PGi0i 1(8)即:nPGii 1nKGii 1(9)参考（7 ）式，有:nPGiKGi PGi0KGii 1(10)当负荷变化之后，每台发电机组所承担的出力变化量为:PGiK GiPGiKGi i 1i 1(11)2.3. 系统频率特性（11）式仅考虑了发电机组的静态功频特性，没有考虑负荷的静态频率特性。实际上, 当系统频率下降时，负荷功率将随之减小；系统频率上升时，负荷功率
