自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)的原理及應(yīng)用

1、自動(dòng)發(fā)電控制（ AGC ）的原理及應(yīng)用編寫：黃文偉自動(dòng)發(fā)電控制 （ AGC ）的原理及應(yīng)用貴州電力調(diào)度通信局2005年9月1自動(dòng)發(fā)電控制 （ AGC ）的原理及應(yīng)用目錄1.概述.41.1.AGC的作用 .41.2.AGC的目的 .41.3.AGC的意義 .51.4.AGC的地位 .52.AGC 的基本原理 .52.1.負(fù)荷頻率特性 .72.2.機(jī)組功頻特性 .72.3.系統(tǒng)頻率特性 .92.4.獨(dú)立系統(tǒng)調(diào)頻 .102.5.自動(dòng)調(diào)頻方法 .122.6.聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)頻 .133.AGC 的系統(tǒng)體系 .153.1.系統(tǒng)構(gòu)成 .153.2.控制回路 .163.3.與能量管理系統(tǒng)的關(guān)系 .163.4.與其

2、他應(yīng)用軟件的關(guān)系 .164.AGC 的控制原理 .174.1.控制量測(cè) .174.2.凈交換功率計(jì)劃 .184.3.區(qū)域控制偏差 .184.4.區(qū)域控制方式 .204.5.ACE濾波、補(bǔ)償及趨勢(shì)預(yù)測(cè) .204.6.負(fù)荷頻率控制 .214.7.在線經(jīng)濟(jì)調(diào)度 .215.AGC 的控制方法 .225.1.機(jī)組控制方式 .225.2.控制區(qū)段與策略 .235.3.區(qū)域需求 .245.4.機(jī)組功率分配 .252自動(dòng)發(fā)電控制 （ AGC ）的原理及應(yīng)用5.5.機(jī)組期望功率 .265.6.機(jī)組控制校驗(yàn) .285.7.基點(diǎn)功率計(jì)劃 .295.8.AGC工作流程 .306.AGC 的控制性能標(biāo)準(zhǔn) .316.1.

3、區(qū)域控制標(biāo)準(zhǔn)（ A B） .316.2.控制性能標(biāo)準(zhǔn)（ CPS） .337.AGC 的控制對(duì)象 .347.1.電廠控制器 .357.2.機(jī)組控制單元 .357.3.RTU控制裝置 .367.4.機(jī)組運(yùn)行狀態(tài) .367.5.控制器信號(hào)接口 .378.AGC 的操作與監(jiān)視 .388.1.運(yùn)行操作方式 .388.2.運(yùn)行監(jiān)視狀態(tài) .388.3.備用容量監(jiān)視 .398.4.控制性能監(jiān)視 .408.5.運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視及告警 .418.6.人機(jī)交互界面 .423自動(dòng)發(fā)電控制 （ AGC ）的原理及應(yīng)用1. 概述自動(dòng)發(fā)電控制 ( Automatic Generation Control，AGC ) ，通常簡(jiǎn)稱

4、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的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

5、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的目的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

6、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) 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。4自動(dòng)發(fā)電控制 （ AGC ）的原理及應(yīng)用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

7、具有十分重要的意義。1.4.AGC的地位AGC是一項(xiàng)對(duì)基礎(chǔ)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

8、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平衡，其平衡方程為：mnPGiPLjPLossi0j0(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

9、三種分量的分解，電力系統(tǒng)的有功功率平衡及其頻率調(diào)整大體上也分為一、二、三次調(diào)節(jié)：5自動(dòng)發(fā)電控制 （ AGC ）的原理及應(yīng)用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（ 1 3 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

10、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)荷曲線如圖一所示：圖一表征電能產(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)，頻率將隨之發(fā)生變化。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：圖二6自動(dòng)發(fā)電控制 （ AGC ）的原理及應(yīng)用2.1.負(fù)荷頻率特性電力系統(tǒng)負(fù)荷的變

11、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)：nifPLPLNi 0i f N（ 2）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)。負(fù)荷的性質(zhì)不同， 頻率靜態(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：K LPLf（ 3）即負(fù)荷變化量PL 與頻率變化量f 之比。其中：fff0 為頻率變化量，PLPLPL 0 為負(fù)荷變化量。如圖三所示：圖三2.2.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

12、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PG 與頻率變化量f 的關(guān)系特性可用調(diào)差系數(shù)G 表示：7自動(dòng)發(fā)電控制 （ AGC ）的原理及應(yīng)用GfPG（ 4）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f 的關(guān)系特性，則：1PGK GfG（ 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 1525；對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組 K G 25 50 。發(fā)電機(jī)組的功頻靜態(tài)特性如圖四所示：圖四（ 5）式可寫成：fGPG0（

13、 6）或：K GfPG0（ 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PG 1、 PG 2、.PGn ，系統(tǒng)基準(zhǔn)頻率為f 0 。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷變化引起頻率變化f8自動(dòng)發(fā)電控制 （ AGC ）的原理及應(yīng)用時(shí)，各臺(tái)機(jī)組的功率變化量分別為PG 1、PG 2、. PGn ，功頻靜態(tài)特性系數(shù)分別為KG 1、 K G 2、.K Gn 。發(fā)電機(jī)組的靜態(tài)調(diào)節(jié)方程式為：nnKGifPGi0i1i1（ 8）即：nPGii1fnK Gii1（ 9）參考（ 7）式，有：ni1PGiPGi 0K GinK Gii 1（ 10）當(dāng)負(fù)荷變化

14、之后，每臺(tái)發(fā)電機(jī)組所承擔(dān)的出力變化量為：nPGiK GiPGini1K Gii1（ 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)荷功率將隨之減小；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f ，發(fā)電機(jī)組出力增加PGi ，兩者作用后的平衡方i1程式為：nPLPGiK Lfi 19自動(dòng)發(fā)電控制 （ AGC ）的原理及應(yīng)用（ 12）參考（ 9）式，有：nPLK GifK Lfi 1（ 13）即：fPLnK GiK Li1（ 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

15、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 SK Gi K Li1（ 15）其中： K S 稱為電力系統(tǒng)頻率特性系數(shù)。則有：f PL K S（ 16）每臺(tái)發(fā)電機(jī)組所承擔(dān)的出力變化量為：K GiPGiPLK S（ 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：10自動(dòng)發(fā)電控制 （ AGC ）的原理及應(yīng)用圖五原先系統(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)?PL' ，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)電機(jī)組調(diào)速器不起作用，出力仍為PL ，將

16、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PL'' ，發(fā)電機(jī)組增加的出力為''''Pf' '''''' ''PP，頻率變化量fff ，且ff ，顯然比單LLL ，頻率為靠負(fù)荷的頻率特性造成的頻率偏移要小。這一過(guò)程就是頻率的一次調(diào)節(jié)

17、。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)組的調(diào)功裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，這就是AGC

18、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)11自動(dòng)發(fā)電控制 （ AGC ）的原理及應(yīng)用是顯而易見(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

19、系統(tǒng)普遍裝備了自動(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。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：nPGiPGiiPGii1（ 18）n其中：i 為各調(diào)頻機(jī)組出力分配系數(shù)，且i 1。i1參照（ 8）式，并將所有調(diào)頻機(jī)組加起來(lái)有：nnnnK GifiPGiPGii1i1i1i1nnnnnnn因?yàn)閕1 ，所以i

20、PGiPGi ，即。iPGiPGi0i1i1i1i1i1i1i1n又因?yàn)镵 Gi0 ，所以f0 。i1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)PGi0 ，故各調(diào)頻機(jī)組的出力為：nPGiiPGii112自動(dòng)發(fā)電控制 （ AGC ）的原理及應(yīng)用（ 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。積差調(diào)節(jié)法積差調(diào)節(jié)法又稱同步時(shí)間法，是根據(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)組積差調(diào)節(jié)法方程式為：fdtiPGi0（ 20）所有調(diào)頻機(jī)組相加：nfdtiP

21、Gi0i1（ 21）（ 21）式代回（ 20）式可得：nini 1PGiPGiii 1（ 22）n因PGiPL 就是系統(tǒng)負(fù)荷變化PL ，所以：i 1niPGii 1PLi（ 23）上式表明， 各調(diào)頻機(jī)組的出力變化是按一定比例分配負(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)的平衡方程式為：PLAPTPGA K SA f13自動(dòng)發(fā)電控制 （ AGC ）的原理及應(yīng)用（ 24）PLBPTPGB K SB f（ 25）（ 24）和（ 25）相互代入可得：PLAPGAPLB

22、PGBfK SAK SB（ 26）聯(lián)絡(luò)線交換功率變化PT 的平衡方程式為：PTK SAPLBPGBK SBPLAPGAK SAK 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f0且 PT0 。否則f0 且PT0 。要使f0 ，必須使得PLAPGAPGB ，此時(shí)區(qū)域A 受入的聯(lián)絡(luò)線交換功率變化為：K SAPGBK SBPLAPGAPTK SAK 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f0 且PT0。否則f0且 PT0 。要使f0 ，必須使得PLAPGAPGB ，此時(shí)區(qū)域 A 送出的聯(lián)絡(luò)

23、線交換功率變化為：K SAPLBPGBK SBPGAPTK SAK SB（ 29）顯然，當(dāng)區(qū)域A 、 B 負(fù)荷變化時(shí)，要使f0且PT0，應(yīng)同時(shí)使PLAPGA 、PLBPGB ，這也就意味著聯(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f0 ，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14自動(dòng)發(fā)電控制 （ AGC ）的原理及應(yīng)用數(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，

24、 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)椋诟骺刂齐娋W(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

25、。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)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。如圖六所示 :圖六15自動(dòng)發(fā)電控制 （ AGC ）的原理及應(yīng)用3.2.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)。

26、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。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)

27、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：圖八3.4.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)荷曲線按一16自動(dòng)發(fā)電控制 （ AGC ）的原理及應(yīng)用定周期提交給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

28、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)

29、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)17自動(dòng)發(fā)電控制 （ AGC ）的原理及應(yīng)用果。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)。4.2.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)?？赏ㄟ^(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