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。它的控制目標如下： (1) 維持系統(tǒng)頻率在允許的誤差范圍內。國家電力行業(yè)標準規(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； 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)絡線凈交換功率控制 （CNIC） 在此方式下，AGC的控制目標是維持本系統(tǒng)與相鄰系統(tǒng)的聯(lián)絡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的控制目標是維持系統(tǒng)的頻率

3、及聯(lián)絡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AGC的狀態(tài)為在線控制時，AGC計算區(qū)域控制誤差ACE、系統(tǒng)總出力及總負荷，發(fā)送控制命令到機組，監(jiān)視機組的響應性能及AGC的控制效果即完成AGC的所有功能。 監(jiān)視 （MON）當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)視機組的響應情況。 停運 （OFF）當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)絡線凈交換功率控制 (2) 定聯(lián)絡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)絡線的實際潮流功率MW當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準頻率上加上偏置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、矯正當進行時差校正時，ACE的調整量為式中： 為系統(tǒng)的綜合頻率偏移系數(shù)（MW/HZ）fo 標準頻率偏移量，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)絡線凈交換功率控制或定聯(lián)絡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的總調節(jié)功率區(qū)域AGC的調節(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)總調節(jié)功率 PI 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)調節(jié)功率 PP 系統(tǒng)暫態(tài)調節(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：緊急調節(jié) 許可調節(jié) 正常調節(jié) 死區(qū) 正常調節(jié) 許可調節(jié) 緊急調節(jié)死區(qū)：當ACE的值在死區(qū)范圍內時，AGC不給電廠控制器（ PLC ) 發(fā)送控制命令。正常調節(jié)區(qū)間：當ACE的值在此區(qū)間時，AGC根據(jù)PLC 的控制方式、基點功率承擔方式及調節(jié)功率承擔方式計算PLC的功率設定值及控

7、制信號，不考慮區(qū)域控制誤差 ACE的方向，將PLC的設定功率控制命令送到廠站端機組的調功裝置。許可控制區(qū)間：AGC計算出的PLC功率增量（PLC的功率設定值與其當前實發(fā)功率之差）可能有正有負，當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AGC的控制方式為定頻率控制或定聯(lián)絡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)出報警信息通知調度員處理。當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)絡線的量測當AGC檢測到一條或多條聯(lián)絡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，并報警通知調度員。當聯(lián)絡線凈交換功率偏差超過限值時，AGC則發(fā)出報警信息。電鐘誤差當電鐘誤差超過限值時，AGC發(fā)出報警信息，通知調度員。 （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節(jié)。PLC的參數(shù)如出力、調節(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。調度員人工下定值（SUB）方式：處于此方式的PLC由調度員人工控制?！爱?shù)亍?MAN)控制方式：PLC處于在線狀態(tài)，但PLC由電廠當?shù)乜刂?，而不受AGC控制?！半x線”（OFF）方式：當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?！皽y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試驗。（11）、PLC承擔基本功率和調節(jié)功率的方式當AGC對機組進行控制時，每個PLC要選擇其承擔基本功率的方式，PLC承擔基點功率的方式有以下三種：人工計劃方

10、式（“BL”方式）當PLC在此方式時，它所控制機組的基本功率從調度員輸入的基本功率計劃中獲取。平均方式 （“AV”方式）當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)濟調度方式（“CE” 方式）當PLC在此方式時，它所控制機組的基本功率由在線經(jīng)濟調度ED程序計算，一般5分鐘計算一次。PLC承擔調節(jié)功率的方式有以下三種。不調節(jié)方式：當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的調節(jié)。調節(jié)方式：當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系統(tǒng)的調節(jié)功率，參與ACE的調整緊急調節(jié)方式：當PLC在此方式時且只有當ACE的值進入緊急調節(jié)

11、區(qū)時，它所控制的機組才承擔ACE的調整，承擔系統(tǒng)的調節(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響應速率限制：每個PLC的響應速率等于其控制機組的響應速率之和，根據(jù)PLC的響應速率計算出每個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：如果功率調節(jié)信號與PLC當前出力之和大于PLC出力的上限，當功率調節(jié)信號為正時，功率變化信號修正為：功率調節(jié)信號PLC出力上限PLC的當前出力如果功率調節(jié)信號與PLC當前出力之和小于PLC出力的下限, 且功率調節(jié)信號為負時，功

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

13、與實際功率增量之比小于一給定值時，則認為該PLC不能跟蹤其控制信號，將此PLC掛起，并發(fā)出報警信息，通知調度員。（13） 監(jiān)視PLC控制的機組對調節(jié)信號的響應當PLC控制方式為AGC時，對該PLC所控制機組要進行響應監(jiān)視，在一定周期內，若Setpoint增量與實際功率增量之比小于一給定值時，則認為該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：旋轉備用 指在線的可以通過調速器使用的發(fā)電備用。運行備用 也稱總備用，指在10分鐘內有效的備用，為系統(tǒng)的旋轉備用和10分鐘之內有效的非旋

14、轉備用之和。調節(jié)備用 可以由AGC調節(jié)的發(fā)電容量，包括上、下兩個方向的發(fā)電調節(jié)容量。各種備用的算式如下：機組的旋轉備用機組出力上限機組的當前出力系統(tǒng)的旋轉備用為各機組的旋轉備用之和。系統(tǒng)的總備用為系統(tǒng)的旋轉備用和10分鐘之內有效的非旋轉備用之和。只有機組狀態(tài)為AGC的機組才具有調節(jié)備用：機組的上升方向的調節(jié)備用機組出力上限機組當前出力機組的下降方向的調節(jié)備用機組的當前出力機組的下限系統(tǒng)的調節(jié)備用為各機組的調節(jié)備用之和。當備用監(jiān)視功能發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的實際旋轉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）制定的控制性能標準，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有：10分鐘內ACE是否過零；10分鐘間隔內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ACE是否過零.每小時要統(tǒng)計的數(shù)據(jù)有：在每小時內，ACE 10分鐘不過零的次數(shù)在每小時內，10分鐘間隔內ACE的平均值越限次數(shù)在每小時內，ACE發(fā)生干擾后不過零的次數(shù)在每小時內，ACE的均方根值(16) AGC與其它應用的接口AGC程序與其它功能的接口有： (1) 從交易功率計劃應用中獲取凈交換功率計劃值。 (2) 從調度員潮流應用中獲取機組的網(wǎng)損微增率。 (3) 從水火電協(xié)調優(yōu)化計算應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)絡線上的有功潮流 機組的出力 機組是否在線 機組調功裝置的自動/手動狀態(tài)二、單元機組負荷自動控制系統(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、和鍋爐共同適應電網(wǎng)負荷要求的，它們共同保持機組的穩(wěn)定運行（2）從負荷變化時的動態(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，一般應由效率較高的單元機組承擔基本負荷（4）為了提高電網(wǎng)的自動化水平，要求中調發(fā)出的負荷分配指

17、令 對發(fā)電機進行連續(xù)控制。單元機組負荷控制的基本方案1、鍋爐跟隨控制方式 由汽機調節(jié)器控制輸出功率，由鍋爐調節(jié)器控制氣壓。當功率給定值變化時汽機調節(jié)器改變調節(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荷要求。調節(jié)閥開度改變后鍋爐出口氣壓（機前壓力）隨即變化，于是通過鍋爐調節(jié)器改變燃燒量。特點：機組能快速滿足負荷要求，但壓力波動大。2、汽機跟隨控制方式 當功率給定值變化時，通過鍋爐調節(jié)器控制燃燒量（此時給水和送風也相應變化），待機前壓力改變后，才通過汽機調節(jié)器改變調節(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，但負荷適應能力差。3、協(xié)調（聯(lián)合）控制方式 前饋-反饋復合控制為基礎

18、功率偏差和氣壓偏差信號同時送到汽機調節(jié)器和鍋爐調節(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 當要求增加負荷時，將出現(xiàn)一個正的功率偏差信號N0- NE 此信號通過汽機調節(jié)器開大調節(jié)閥開度，增加實發(fā)功率，同時這個信號也作用到鍋爐調節(jié)器，使燃料量增加，增加蒸汽量。當調節(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節(jié)器，繼續(xù)增加燃料量，同時反作用到汽機調節(jié)器，力圖使氣壓恢復到正常數(shù)值。正的功率偏差信號和負的壓力偏差信號作用的結果，會

19、使調節(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的壓力偏差信號同時通過鍋爐調節(jié)器使鍋爐增加燃料量，隨著機前壓力的逐漸恢復，壓力偏差信號逐漸減小，這時汽機調節(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電網(wǎng)的負荷要求。2、由于鍋爐調節(jié)器接受功率偏差前饋信號，能夠迅速的改變燃料量，可使機組功率較快的達到功率給定值。三、 經(jīng)濟調度(ED)經(jīng)濟調度應包括兩種方式的經(jīng)濟調度，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)濟調度(System ED 即 SED )，計算周期可以由調度員整定，系統(tǒng)經(jīng)濟調度對系統(tǒng)中所有在線機組進行經(jīng)濟分配，給調度員提供機組的參考出力。后一種經(jīng)濟調度在 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)負荷，PL為網(wǎng)損功率1、控制經(jīng)濟調度（CED） 控制經(jīng)濟調度是對機組狀態(tài)為AGC且其基點功率方式為“經(jīng)濟調度方式”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)濟調度分配的功率為：MWCED系統(tǒng)當前負荷系統(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?？刂平?jīng)濟調度要考慮的約束有機組出力上、下限及機組的正常調節(jié)速率?？刂平?jīng)濟調度每5分鐘計算一次（可調），它還由以下事件啟動：當系統(tǒng)負荷的變化量超過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)轉為AGC狀態(tài)，即轉為AGC控制機組；AGC控制機組的基本功率承擔方式或正常調節(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；調度員通過畫面啟動它馬上計算。2、系統(tǒng)經(jīng)濟調度(SED)系統(tǒng)經(jīng)濟調度是系統(tǒng)范圍內的經(jīng)濟運行，它向調度員提供所有可經(jīng)濟調度機組的經(jīng)濟出力。系統(tǒng)經(jīng)濟調度包括所有在線的可經(jīng)濟調度的機組。參加系統(tǒng)經(jīng)濟調度分配的功率MWSED為：MWSED系統(tǒng)當前負荷系統(tǒng)凈交換功率計劃系統(tǒng)經(jīng)濟調度一般15分鐘計算一次（可調）遇到下述事件時要啟動計算：系統(tǒng)負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)濟調度的結果為全系統(tǒng)的機

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

24、整，目前主要由自動發(fā)電控制（AGC）完成。負荷頻率控制（3）LFC基本功能控制電網(wǎng)頻率為額定值?？刂葡到y(tǒng)內各區(qū)域間或聯(lián)合系統(tǒng)內各子系統(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 負荷頻率控制（LFC） 機組在線響應測試 備用容量監(jiān)視 控制性能考核電網(wǎng)自動發(fā)電控制一些研究內容CPS標準及控制策略研究與EMS其它應用軟件（短期負荷預報、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（機組調節(jié)性能測試、電廠AGC承擔調頻輔助服務考核等）；現(xiàn)代控制理論（如最優(yōu)控制）的應用控制性能考核標準 負荷頻率控制的考核標準目前有兩種，即A1、A

25、2標準和CPS1、CPS2標準。20世紀60年代以來，電力工程界一直采用A1、A2標準作為負荷頻率控制的考核標準（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標準作為負荷頻率控制的考核標準（我國的華東電網(wǎng)和南方電網(wǎng)目前也采用這一標準）?？刂菩阅芸己藰藴剩ˋ1、A2)A1標準 在任意十五分鐘內ACE至少過零一次。A2標準 任意十五分鐘ACE的平均值在Ld范圍內。 （其中Ld=0.025*p+5，p為電網(wǎng)負荷最大變化速率）A1、A2標準特點基于工程經(jīng)驗的觀點，物理概念直觀，但沒有任何數(shù)學分析基礎；按A1、A2標準進行控制，要求ACE經(jīng)常過零，對機組調節(jié)比較

26、頻繁，在某些情況下（如頻率偏差和ACE方向相反），不利于頻率質量的提高；A1、A2沒有反映各控制區(qū)對頻率的貢獻。A1、A2標準控制策略要點控制目標是使ACE在10分鐘內經(jīng)常過零并且平均值在規(guī)定范圍內；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分鐘內過零和區(qū)域故障1分鐘內，ACE向減少的方向變化，在ACE不同的控制區(qū)內，機組有不同的調節(jié)控制方式。 CPS標準條件只適用于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)計基礎上 頻率偏差服從正態(tài)分布 控制性能考核標準（CPS1、CPS2)CPS1標

27、準 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均方根，n為分鐘數(shù)；CPS2標準 要求十分鐘ACE平均值在規(guī)定范圍L10內的時間大于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標準特點基于概率統(tǒng)計學原理導出，有嚴格的數(shù)學基礎；CPS1、CPS2標準明確了互聯(lián)電網(wǎng)各控制區(qū)控制目標，有利于互聯(lián)電網(wǎng)頻率質量的提高；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；CPS1、CPS2標準不要求ACE在規(guī)定時間內過零，可以減少對機組不必要調節(jié)；有利于電網(wǎng)事故支援，并對事故支援作出正確評價CPS1標準推導設互聯(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)設互聯(lián)電網(wǎng)頻率在一段時間T內（如1年）的控制目標由（）式表示， （）式（）兩邊平方，得 （1.7) CPS1標準推導（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)進一步導出（1.11)，CPS1標準推導

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標準推導令 ，（）式變?yōu)椋?（1.12)將（）式帶入（）式， 令 ，得到 （）CPS2標準推導（續(xù)）將（1.13)進一步展開，得 (1.14)假設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標準推導（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，為保證電能質量，華北電網(wǎng)的各分區(qū)AGC控制均采用TBC（聯(lián)絡線頻率偏移控制方式），實現(xiàn)各控制分區(qū)各自負責本分區(qū)的負荷擾動。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（兼京津唐中調）負責全網(wǎng)頻率調整，采用定頻率控制方式FFC；河北、山西、內蒙中調按計劃調整流，負責省網(wǎng)間聯(lián)絡線功率控制，采用定聯(lián)絡線控制方式（FTC）。TBC控制方式要求各區(qū)域同時負責調整聯(lián)絡線的功率偏差及整個互聯(lián)電網(wǎng)的頻率偏差,所以TBC模式從本質上講，它體現(xiàn)的是各區(qū)域

31、只負責本區(qū)域內的負荷變化，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，當互聯(lián)電網(wǎng)的某分區(qū)內負荷或發(fā)電出力發(fā)生擾動時，均由本區(qū)域負責二次調頻，通過本區(qū)域內機組出力進行調整，使系統(tǒng)頻率和聯(lián)絡線潮流值恢復到計劃值。在這個調整過程中，無擾動分區(qū)內的機組不參加二次調頻和功率調整。TBC控制模式特點TBC控制模式特點 聯(lián)絡線頻率偏差控制（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)就只承擔控制區(qū)內部的發(fā)電或負荷擾動，而不承擔控制區(qū)以外的發(fā)電或負荷擾動，這樣

32、就真正體現(xiàn)了電網(wǎng)調度公正、公平、合理的原則。AGC分層控制AGC分層控制指網(wǎng)調AGC程序統(tǒng)一計算各?。▍^(qū)）ACE，再通過遠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)省調區(qū)域協(xié)調控制的優(yōu)勢華北、東北電網(wǎng)AGC均采用分層控制，華北網(wǎng)調AGC還向子站調頻機組下發(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的調節(jié)容量。3、AGC機組調節(jié)速率三、影響AGC控制性能的分析及改善方法電力系統(tǒng)變化的負荷分量主要有三種：第一種負荷分量：變化周期在10-20秒之間、變化幅度較小的負荷分量，稱為隨機波動的負荷分

33、量。對應的調整方式是發(fā)電機組的一次調節(jié)。第二種負荷分量：變化周期在10秒到數(shù)分鐘之間的負荷分量，稱為分鐘級的負荷分量。對應的調整方式是AGC。第三種負荷分量：變化緩慢的持續(xù)變動負荷分量，又可細分基點負荷分量、爬坡負荷分量。對應的調整方式是AGC或人工調整。三、影響AGC控制性能的分析及改善方法1、對AGC機組來說，機組對負荷的響應實際上是一種負荷動態(tài)跟蹤控制過程。因此，每當負荷發(fā)生變化時，首先是機組的一次調頻動作，然后是AGC開始動作，直到新的負荷與出力平衡，這個調節(jié)時間將大體與AGC的調節(jié)過程時間相當，隨著負荷的波動，平衡重新被打破，新的調節(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，就是當頻率偏差較小時，AGC控制目標是盡量減小ACE的絕對值，當頻率偏差較大時，AGC控制目標是盡量使ACE偏差和系統(tǒng)頻率偏差的符號相反，因此，在AGC參與調整時，一定要使AGC的調節(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荷分量的調整并不是必須采用AGC控制，可以采用人工控制，但是，第三種負荷分量的調整在一段時間內(十幾分鐘，乃至數(shù)十分鐘)對發(fā)電機出力的要求是單調增、或單調減的，大多數(shù)發(fā)電機組都能適應這樣的要求，若能采用AGC方式對大量調節(jié)速率較低的發(fā)電機組進行控制，精確實現(xiàn)對第三種負荷分量的調整，

35、則有利于減輕AGC調整的壓力。因此，我們在AGC運行時，可以安排調節(jié)速率較快的AGC機組進行調整。對于變化緩慢的持續(xù)變動第三種負荷分量如基點負荷分量、爬坡負荷分量，可以通過主站功率設定的方法安排調節(jié)速率較慢的AGC機組進行調整。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)中應保持多少AGC可調容量，這是一個需要認真分析和解決的問題，特別是在供電負荷緊張的情況下，尤為重要。當然，系統(tǒng)中保有大量的AGC可調容量，對維持電力系統(tǒng)頻率質量有好處，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)提供調節(jié)服務的技術手段，機組投入AGC運行應該是要在輔助服務市場中收取費用的。因此，了解在電力系統(tǒng)運行中對AGC調節(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調節(jié)容量的需求，與負荷預計相似，是依據(jù)過去事實的規(guī)律，對未來的預測；與負荷預計不同的是，負荷預計考察的是負荷的幅值，而AGC調節(jié)的目標是平衡負荷分鐘級的波動，因此，確定AGC調節(jié)容量的需求考察的是分鐘級負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，有兩種從負荷數(shù)據(jù)中分離分鐘級負荷分量的算法，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調節(jié)的需求，為了得到未來系統(tǒng)對AGC調節(jié)需求的預計值，還需根據(jù)負荷的增長率、負荷特性的變化等情況，對統(tǒng)計分析的結果進行調整。有些電力系統(tǒng)以一天最高負荷的百分數(shù)來確定系統(tǒng)對AGC調節(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)最高負荷的1.1%來分別確定對AGC調節(jié)的容量需求，如果用最大負荷6583MW來計算，則系統(tǒng)對AGC調節(jié)的容量為72MW。因此，我們在運行方式的安排上，要使AGC