自動發(fā)電控制考核標(biāo)準(zhǔn)課件

第一部分

自動發(fā)電控制(AGC)第一部分

自動發(fā)電控制(AGC)1一、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(biāo)如下：(1)維持系統(tǒng)頻率在允許的誤差范圍內(nèi)。國家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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±0.1HZ內(nèi)；3000MW以下的電力系統(tǒng)頻率偏差不超過±0.2HZ。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。一、概述1、自動發(fā)電控制的提出和主要功能22、AGC工作原理

（1）AGC是閉環(huán)控制系統(tǒng)2、AGC工作原理

（1）AGC是閉環(huán)控制系統(tǒng)3自動發(fā)電控制考核標(biāo)準(zhǔn)課件4(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(biāo)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(luò)線凈交換功率控制（CNIC）在此方式下，AGC的控制目標(biāo)是維持本系統(tǒng)與相鄰系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)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(luò)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(biāo)是維持系統(tǒng)的頻率及聯(lián)絡(luò)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。(2)、AGC的控制方式AGC的控制方式?jīng)Q定著ACE的計算5（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(dāng)AGC的狀態(tài)為在線控制時，AGC計算區(qū)域控制誤差A(yù)CE、系統(tǒng)總出力及總負(fù)荷，發(fā)送控制命令到機組，監(jiān)視機組的響應(yīng)性能及AGC的控制效果即完成AGC的所有功能。

監(jiān)視（MON）當(dāng)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(yīng)情況。

停運（OFF）當(dāng)AGC處于停運狀態(tài)時，AGC不進行任何計算和處理。（3）、AGC的運行狀態(tài)AGC的運行狀態(tài)一般有三種：在線控6ACE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：

定頻率控制 (1)

定聯(lián)絡(luò)線凈交換功率控制 (2)

定聯(lián)絡(luò)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/HZf0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(luò)線的實際潮流功率MW當(dāng)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(diào)整量之和。（4）、ACE的計算與處理ACE的計算公式由AGC的控制方式?jīng)Q定，ACE的基本分量計7AGC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(biāo)準(zhǔn)頻率上加上偏置ΔIo和Δfo，用反方向的時間累積消除交換電量累積偏差ΔE和電鐘誤差Δt。

時差矯正當(dāng)進行時差校正時，ACE的調(diào)整量為式中：β

為系統(tǒng)的綜合頻率偏移系數(shù)（MW/HZ）Δfo標(biāo)準(zhǔn)頻率偏移量，其值與實際時差反符號。Δfo不能太大，一般取±0.02HZ，這樣要矯正Δt＝5秒時，所需的校正時間T為： =3～5小時時差只能在AGC控制方式為定頻率控制或定聯(lián)絡(luò)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ΔE矯正時，ACE增加的調(diào)整量為：

ΔE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(luò)線凈交換功率控制或定聯(lián)絡(luò)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8為保證電力系統(tǒng)的安全運行，避免系統(tǒng)自然波動引起不必要的頻繁調(diào)節(jié)，AGC對形成控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)信號的區(qū)域控制誤差A(yù)CE進行濾波,抑制其高頻分量，采用一階低通濾波，ACE濾波后的值為，公式如下：(4)式中：ACEFIL濾波后的ACE值K第K次濾波ACEDTFACE的濾波系數(shù)計算ACE的積分值(ACEINT)ACE的積分值由下式求出式中：TagcAGC的運行周期

(6)、對ACE進行濾波

為保證電力系統(tǒng)的安全運行，避免系統(tǒng)自然波動引起不必要的頻繁調(diào)9(7)、計算AGC的總調(diào)節(jié)功率

區(qū)域AGC的調(diào)節(jié)功率由兩部分組成：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(diào)節(jié)功率

PI系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)功率

PP系統(tǒng)暫態(tài)調(diào)節(jié)功率

GI積分增益系數(shù)

GP比例增益系數(shù)

(7)、計算AGC的總調(diào)節(jié)功率

區(qū)域AGC的調(diào)節(jié)功率由兩部分10(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(diào)節(jié)許可調(diào)節(jié)正常調(diào)節(jié)死區(qū)正常調(diào)節(jié)許可調(diào)節(jié)緊急調(diào)死區(qū)：當(dāng)ACE的值在死區(qū)范圍內(nèi)時，AGC不給電廠控制器（PLC)發(fā)送控制命令。正常調(diào)節(jié)區(qū)間：當(dāng)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(dān)方式及調(diào)節(jié)功率承擔(dān)方式計算PLC的功率設(shè)定值及控制信號，不考慮區(qū)域控制誤差A(yù)CE的方向，將PLC的設(shè)定功率控制命令送到廠站端機組的調(diào)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(shè)定值與其當(dāng)前實發(fā)功率之差）可能有正有負(fù)，當(dāng)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(dāng)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(diào)節(jié)出力，使ACE值能迅速減小。(8)、AGC的控制區(qū)間AGC根據(jù)濾波后的ACE值劃分控制11（9）系統(tǒng)重要參數(shù)的監(jiān)視與處理系統(tǒng)頻率當(dāng)AGC的控制方式為定頻率控制或定聯(lián)絡(luò)線凈交換功率及頻率偏移控制時，頻率量測無效或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(diào)度員處理。當(dāng)AGC檢測出電網(wǎng)頻差很大時（如超過±0.45HZ），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(luò)線的量測當(dāng)AGC檢測到一條或多條聯(lián)絡(luò)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(diào)度員。當(dāng)聯(lián)絡(luò)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(dāng)電鐘誤差超過限值時，AGC發(fā)出報警信息，通知調(diào)度員。（9）系統(tǒng)重要參數(shù)的監(jiān)視與處理系統(tǒng)頻率12

（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(diào)節(jié)。PLC的參數(shù)如出力、調(diào)節(jié)速率及出力上、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(diào)度員人工下定值（SUB）方式：處于此方式的PLC由調(diào)度員人工控制?！爱?dāng)?shù)亍?MAN)控制方式：PLC處于在線狀態(tài)，但PLC由電廠當(dāng)?shù)乜刂?，而不受AGC控制?！半x線”（OFF）方式：當(dāng)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(yīng)試驗。（10）PLC的控制及PLC期望出力的計算AGC的控制信號13（11）、PLC承擔(dān)基本功率和調(diào)節(jié)功率的方式當(dāng)AGC對機組進行控制時，每個PLC要選擇其承擔(dān)基本功率的方式，PLC承擔(dān)基點功率的方式有以下三種：人工計劃方式（“BL”方式）當(dāng)PLC在此方式時，它所控制機組的基本功率從調(diào)度員輸入的基本功率計劃中獲取。平均方式（“AV”方式）當(dāng)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(diào)度方式（“CE”方式）當(dāng)PLC在此方式時，它所控制機組的基本功率由在線經(jīng)濟調(diào)度ED程序計算，一般5分鐘計算一次。PLC承擔(dān)調(diào)節(jié)功率的方式有以下三種。不調(diào)節(jié)方式：當(dāng)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(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)方式：當(dāng)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(dān)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功率，參與ACE的調(diào)整緊急調(diào)節(jié)方式：當(dāng)PLC在此方式時且只有當(dāng)ACE的值進入緊急調(diào)節(jié)區(qū)時，它所控制的機組才承擔(dān)ACE的調(diào)整，承擔(dān)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功率（11）、PLC承擔(dān)基本功率和調(diào)節(jié)功率的方式當(dāng)AGC對機組進14（12）計算PLC的期望出力(Setpoint)

（12）計算PLC的期望出力(Setpoint)

15（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(yīng)速率限制：每個PLC的響應(yīng)速率等于其控制機組的響應(yīng)速率之和，根據(jù)PLC的響應(yīng)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(diào)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(diào)節(jié)信號與PLC當(dāng)前出力之和大于PLC出力的上限，當(dāng)功率調(diào)節(jié)信號為正時，功率變化信號修正為：功率調(diào)節(jié)信號＝PLC出力上限PLC的當(dāng)前出力如果功率調(diào)節(jié)信號與PLC當(dāng)前出力之和小于PLC出力的下限,且功率調(diào)節(jié)信號為負(fù)時，功率調(diào)節(jié)信號修正為：功率調(diào)節(jié)信號＝PLC出力下限－PLC的當(dāng)前出力死區(qū)限制：當(dāng)PLC的功率調(diào)節(jié)信號的值小于死區(qū)其限值時，功率調(diào)節(jié)信號設(shè)置為零。許可調(diào)節(jié)區(qū)檢查：當(dāng)ACE的值在許可調(diào)節(jié)區(qū)間時，AGC將封鎖那些不能使ACE減少的PLC的功率調(diào)節(jié)信號。通過上述限制后有些PLC的功率調(diào)節(jié)信號不能被發(fā)送出去，因此必須對剩余的系統(tǒng)調(diào)節(jié)功率再分配，分配給那些能再承擔(dān)調(diào)節(jié)功率的PLC。PLC的Setpoint最終值為：Setpoint＝PLC的當(dāng)前出力＋PLC的功率調(diào)節(jié)信號（B）由上式計算出的PLC期望出力，必須通過如下限值檢查PL16（13）監(jiān)視PLC控制的機組對調(diào)節(jié)信號的響應(yīng)當(dāng)PLC控制方式為"AGC"時，對該PLC所控制機組要進行響應(yīng)監(jiān)視，在一定周期內(nèi)，若Setpoint增量與實際功率增量之比小于一給定值時，則認(rèn)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(diào)度員。（13）監(jiān)視PLC控制的機組對調(diào)節(jié)信號的響應(yīng)當(dāng)PLC控制方17（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(zhuǎn)備用指在線的可以通過調(diào)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(nèi)有效的備用，為系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用和10分鐘之內(nèi)有效的非旋轉(zhuǎn)備用之和。 調(diào)節(jié)備用可以由AGC調(diào)節(jié)的發(fā)電容量，包括上、下兩個方向的發(fā)電調(diào)節(jié)容量。各種備用的算式如下：機組的旋轉(zhuǎn)備用＝機組出力上限－機組的當(dāng)前出力系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用為各機組的旋轉(zhuǎn)備用之和。系統(tǒng)的總備用為系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用和10分鐘之內(nèi)有效的非旋轉(zhuǎn)備用之和。只有機組狀態(tài)為"AGC"的機組才具有調(diào)節(jié)備用：機組的上升方向的調(diào)節(jié)備用＝機組出力上限－機組當(dāng)前出力機組的下降方向的調(diào)節(jié)備用＝機組的當(dāng)前出力－機組的下限系統(tǒng)的調(diào)節(jié)備用為各機組的調(diào)節(jié)備用之和。當(dāng)備用監(jiān)視功能發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的實際旋轉(zhuǎn)備用容量小于求值時則發(fā)出報警信號。（14）備用監(jiān)視

備用監(jiān)視計算給出系統(tǒng)的備用情況，它按一18第二部分

自動發(fā)電控制考核標(biāo)準(zhǔn)第二部分

自動發(fā)電控制考核標(biāo)準(zhǔn)19負(fù)荷頻率控制（1）電網(wǎng)在實際運行中，由于負(fù)荷連續(xù)隨機變化，總存在發(fā)電與負(fù)荷之間偏差，從而導(dǎo)致電網(wǎng)實際頻率與同步標(biāo)準(zhǔn)頻率的偏移。為保證電網(wǎng)頻率質(zhì)量，需實時跟蹤電網(wǎng)

負(fù)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(diào)整。負(fù)荷頻率控制（1）電網(wǎng)在實際運行中，由于負(fù)荷連續(xù)隨機變化，總20負(fù)荷頻率控制（2）一次調(diào)整（primaryspeedcontrol）：由發(fā)電機調(diào)速器執(zhí)行，對短周期負(fù)荷變化進行調(diào)整。二次調(diào)整（secondarycontrolprocess）：對周期較長的負(fù)荷變化進行的調(diào)整，目前主要由自動發(fā)電控制（AGC）完成。負(fù)荷頻率控制（2）一次調(diào)整（primaryspeedco21負(fù)荷頻率控制（3）負(fù)荷頻率控制（3）22LFC基本功能控制電網(wǎng)頻率為額定值?？刂葡到y(tǒng)內(nèi)各區(qū)域間或聯(lián)合系統(tǒng)內(nèi)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。LFC基本功能控制電網(wǎng)頻率為額定值。23自動發(fā)電控制程序模塊

數(shù)據(jù)采集與處理負(fù)荷頻率控制（LFC）機組在線響應(yīng)測試備用容量監(jiān)視控制性能考核自動發(fā)電控制程序模塊24電網(wǎng)自動發(fā)電控制一些研究內(nèi)容CPS標(biāo)準(zhǔn)及控制策略研究與EMS其它應(yīng)用軟件（短期負(fù)荷預(yù)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(diào)節(jié)性能測試、電廠AGC承擔(dān)調(diào)頻輔助服務(wù)考核等）；現(xiàn)代控制理論（如最優(yōu)控制）的應(yīng)用電網(wǎng)自動發(fā)電控制一些研究內(nèi)容CPS標(biāo)準(zhǔn)及控制策略研究25控制性能考核標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷頻率控制的考核標(biāo)準(zhǔn)目前有兩種，即A1、A2標(biāo)準(zhǔn)和CPS1、CPS2標(biāo)準(zhǔn)。20世紀(jì)60年代以來，電力工程界一直采用A1、A2標(biāo)準(zhǔn)作為負(fù)荷頻率控制的考核標(biāo)準(zhǔn)（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(biāo)準(zhǔn)作為負(fù)荷頻率控制的考核標(biāo)準(zhǔn)（我國的華東電網(wǎng)和南方電網(wǎng)目前也采用這一標(biāo)準(zhǔn)）?？刂菩阅芸己藰?biāo)準(zhǔn)負(fù)荷頻率控制的考核標(biāo)準(zhǔn)目前有兩種，即A26控制性能考核標(biāo)準(zhǔn)（A1、A2)A1標(biāo)準(zhǔn)在任意十分鐘內(nèi)ACE至少過零一次。A2標(biāo)準(zhǔn)任意十分鐘ACE的平均值在Ld范圍內(nèi)。（其中Ld=0.025*⊿p+5，⊿p為電網(wǎng)負(fù)荷最大變化速率）控制性能考核標(biāo)準(zhǔn)（A1、A2)A1標(biāo)準(zhǔn)27A1、A2標(biāo)準(zhǔn)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(xué)分析基礎(chǔ)；按A1、A2標(biāo)準(zhǔn)進行控制，要求ACE經(jīng)常過零，對機組調(diào)節(jié)比較頻繁，在某些情況下（如頻率偏差和ACE方向相反），不利于頻率質(zhì)量的提高；A1、A2沒有反映各控制區(qū)對頻率的貢獻(xiàn)。A1、A2標(biāo)準(zhǔn)特點基于工程經(jīng)驗的觀點，物理概念直觀，但沒有任28A1、A2標(biāo)準(zhǔn)控制策略要點控制目標(biāo)是使ACE在10分鐘內(nèi)經(jīng)常過零并且平均值在規(guī)定范圍內(nèi)；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(nèi)過零和區(qū)域故障1分鐘內(nèi)，ACE向減少的方向變化，在ACE不同的控制區(qū)內(nèi)，機組有不同的調(diào)節(jié)控制方式。

A1、A2標(biāo)準(zhǔn)控制策略要點控制目標(biāo)是使ACE在10分鐘內(nèi)經(jīng)常29CPS標(biāo)準(zhǔn)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(chǔ)上頻率偏差服從正態(tài)分布CPS標(biāo)準(zhǔn)條件只適用于TBC模式控制30控制性能考核標(biāo)準(zhǔn)（CPS1、CPS2)CPS1標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)均方根，n為分鐘數(shù)；CPS2標(biāo)準(zhǔn)要求十分鐘ACE平均值在規(guī)定范圍L10內(nèi)的時間大于％90，L10計算如（1.2）式（1.2）

其中為電網(wǎng)十分鐘頻率平均偏差目標(biāo)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)?？刂菩阅芸己藰?biāo)準(zhǔn)（CPS1、CPS2)CPS1標(biāo)準(zhǔn)31CPS標(biāo)準(zhǔn)特點基于概率統(tǒng)計學(xué)原理導(dǎo)出，有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)；CPS1、CPS2標(biāo)準(zhǔn)明確了互聯(lián)電網(wǎng)各控制區(qū)控制目標(biāo)，有利于互聯(lián)電網(wǎng)頻率質(zhì)量的提高；著眼于控制區(qū)域的長期表現(xiàn)，是一種長期控制性能指標(biāo)；CPS1、CPS2標(biāo)準(zhǔn)不要求ACE在規(guī)定時間內(nèi)過零，可以減少對機組不必要調(diào)節(jié)；有利于電網(wǎng)事故支援，并對事故支援作出正確評價CPS標(biāo)準(zhǔn)特點基于概率統(tǒng)計學(xué)原理導(dǎo)出，有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)；32CPS1標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)設(shè)互聯(lián)電網(wǎng)有n個控制區(qū)，其中第i個控制區(qū)ACE為，（1.3）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)，，（1.4）式進一步簡化為

（1.5)設(shè)互聯(lián)電網(wǎng)頻率在一段時間T內(nèi)（如1年）的控制目標(biāo)由（1.6）式表示，（1.6）式（1.6）兩邊平方，得（1.7)

CPS1標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)設(shè)互聯(lián)電網(wǎng)有n個控制區(qū)，其中第i個控制區(qū)AC33CPS1標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)（續(xù)）將（1.5）式帶入（1.7）式，得到

（1.8）進一步得到（1.9)將（1.9）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(dǎo)出（1.11)，CPS1標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)（續(xù)）將（1.5）式帶入（1.7）式，得到34CPS1標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)（續(xù)）（1.11）

式（1.10）、（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。CPS1標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)（續(xù)）35CPS2標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)令，（1.7）式變?yōu)椋?/p>

（1.12)將（1.5）式帶入（1.7）式，令，得到

（1.13）CPS2標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)36CPS2標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)（續(xù)）將（1.13)進一步展開，得(1.14)假設(shè)ACE相互獨立，（1.14)交叉乘積項，從而（1.15)將k表達(dá)式帶入（1.15)（1.16)

CPS2標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)（續(xù)）將（1.13)進一步展開，得37CPS2標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)（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）CPS2標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)（續(xù)）（1.15)式交換求和號與取平均順序，38CPS標(biāo)準(zhǔn)控制策略（1）

CPS標(biāo)準(zhǔn)ACE控制區(qū)域示意圖CPS標(biāo)準(zhǔn)控制策略（1）39CPS標(biāo)準(zhǔn)控制策略（2）CPS標(biāo)準(zhǔn)控制是追求CPS1的最大值，同時使ACE平均值在規(guī)定范圍內(nèi)；CPS標(biāo)準(zhǔn)控制目標(biāo)是頻率，按頻率偏差大小，控制區(qū)間分為松弛區(qū)、正常區(qū)和緊急區(qū);頻率偏差與ACE方向相反時，ACE對頻率恢復(fù)有幫助作用，不調(diào)整機組；方向一致時，可按A1、A2標(biāo)準(zhǔn)控制策略實現(xiàn)。CPS標(biāo)準(zhǔn)控制策略（2）CPS標(biāo)準(zhǔn)控制是追求CPS1的最大值40電網(wǎng)CPS考核內(nèi)容日統(tǒng)計分時段信息十分鐘CPS1、ACE平均值和罰電量值、考核標(biāo)識月年匯總信息CPS1、CPS2值和罰電量累計

按CPS1值、ACE平均值分段計算十分鐘罰電量：CPS1>200，不計算罰電量；100<CPS1<200,avg|ACE|<L10，不計算罰電量；100<CPS1<200,avg|ACE|>L10，對十分鐘ACE平均值超過L10的部分乘以（200－CPS1)折換為電量CPS1<100，對十分鐘ACE平均值未超過L10的部分乘以（100－CPS1)折換為電量電網(wǎng)CPS考核內(nèi)容日統(tǒng)計分時段信息41電網(wǎng)控制性能監(jiān)視電網(wǎng)控制性能監(jiān)視42電網(wǎng)CPS考核電網(wǎng)CPS考核43第三部分

華北網(wǎng)調(diào)自動發(fā)電控制第三部分

華北網(wǎng)調(diào)自動發(fā)電控制44分層協(xié)調(diào)控制華北網(wǎng)調(diào)AGC程序統(tǒng)一計算各控制區(qū)的ACE，經(jīng)遠(yuǎn)動通信將ACE下發(fā)至各省區(qū)，各省區(qū)按接收到的ACE調(diào)節(jié)各控制區(qū)機組出力；華北網(wǎng)調(diào)除向各省區(qū)下發(fā)各自ACE外，還向控制區(qū)域?qū)儆谌A北網(wǎng)調(diào)的機組下發(fā)華北網(wǎng)調(diào)ACE。分層協(xié)調(diào)控制華北網(wǎng)調(diào)AGC程序統(tǒng)一計算各控制區(qū)的ACE，經(jīng)遠(yuǎn)45多區(qū)域控制2004年初華北網(wǎng)調(diào)與京津唐中調(diào)分設(shè)，華北網(wǎng)調(diào)，華北AGC增加多區(qū)域控制功能；調(diào)度員可同時監(jiān)視各控制區(qū)域的ACE和機組備用容量；網(wǎng)調(diào)和中調(diào)調(diào)度員操作權(quán)限分別設(shè)置；提供機組所屬控制區(qū)域的配置維護工具。多區(qū)域控制2004年初華北網(wǎng)調(diào)與京津唐中調(diào)分設(shè)，華北網(wǎng)調(diào)，華46機組在線調(diào)節(jié)性能測定機組在線調(diào)節(jié)性能測定功能在2003年底投入運行；機組在正式投運AGC之前，測試機組調(diào)節(jié)的上升、下降速率、控制偏差各項參數(shù)；測試在線機組的可調(diào)容量、調(diào)節(jié)速率和控制偏差，根據(jù)平均響應(yīng)速率判別機組的跟蹤情況；在線調(diào)節(jié)性能測試考慮機組特殊運行區(qū)間（如火電機組起停磨區(qū)間）的影響；對機組的調(diào)節(jié)過程（測試起始、結(jié)束時間、調(diào)節(jié)速率等）跟蹤記錄；機組在線調(diào)節(jié)性能測定機組在線調(diào)節(jié)性能測定功能在2003年底投47機組在線調(diào)節(jié)性能測定（續(xù)）測試結(jié)果進行歷史保存，做進一步分析；實測平均調(diào)節(jié)速率發(fā)送給動態(tài)經(jīng)濟調(diào)度，使動態(tài)經(jīng)濟調(diào)度計算符合實際情況機組在線調(diào)節(jié)性能測定（續(xù)）測試結(jié)果進行歷史保存，做進一步分析48CPS標(biāo)準(zhǔn)控制2001年5月，為配合東北電網(wǎng)和華北電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，在華北網(wǎng)調(diào)AGC控制性能考核程序中，實現(xiàn)了在線計算CPS指標(biāo)；CPS指標(biāo)包含各控制區(qū)域分時段、月度和年度統(tǒng)計，調(diào)度監(jiān)視畫面有各控制區(qū)小時、日CPS曲線等；2004年底，在華北網(wǎng)調(diào)AGC程序中增加了適應(yīng)CPS標(biāo)準(zhǔn)的控制策略；目前，華北網(wǎng)調(diào)AGC仍按適應(yīng)A1、A2標(biāo)準(zhǔn)的策略進行控制。CPS標(biāo)準(zhǔn)控制2001年5月，為配合東北電網(wǎng)和華北電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，49華北網(wǎng)調(diào)控制區(qū)日CPS曲線華北網(wǎng)調(diào)控制區(qū)日CPS曲線50華北電網(wǎng)各控制區(qū)一小時CPS曲線華北電網(wǎng)各控制區(qū)一小時CPS曲線51機組超前控制根據(jù)超短期負(fù)荷預(yù)報結(jié)果，由動態(tài)經(jīng)濟調(diào)度計算AGC機組的經(jīng)濟基點功率。AGC機組自動跟蹤動態(tài)經(jīng)濟調(diào)度結(jié)果，實現(xiàn)AGC超前控制，該項目于2005年上半年完成。超前控制有利于改善AGC性能，可以使控制性能指標(biāo)（如CPS1）提高。機組超前控制根據(jù)超短期負(fù)荷預(yù)報結(jié)果，由動態(tài)經(jīng)濟調(diào)度計算AGC52考慮短期負(fù)荷預(yù)報時機組調(diào)節(jié)考慮短期負(fù)荷預(yù)報時機組調(diào)節(jié)53進一步提高AGC整體運行水平

幾點建議1、在保持現(xiàn)有AGC機組的同時，在新增機組中不斷推行AGC工作，投入運行可靠且調(diào)節(jié)容量、調(diào)節(jié)速率滿足要求的AGC機組。 目前，蒙西電網(wǎng)部分機組經(jīng)過機爐協(xié)調(diào)改造后，投入了AGC功能。且新機組投產(chǎn)運行時就具備AGC功能，將對系統(tǒng)AGC功能的發(fā)揮起到非常重要的作用。進一步提高AGC整體運行水平

幾點建議1、在保持現(xiàn)有AGC機542、實施AGC軟件功能，提高AGC控制性能（1）把超短期負(fù)荷預(yù)測和AGC控制結(jié)合起來通過超短期負(fù)荷預(yù)測，預(yù)知未來時段的負(fù)荷及相應(yīng)的出力調(diào)整值，這樣AGC可參考機組的性能及時調(diào)整出力，控制好ACE調(diào)節(jié)的基點，既能改善AGC控制性能指標(biāo)，又能減少了各AGC機組的調(diào)節(jié)頻率，從而真正減輕了調(diào)度人員的工作強度。（2）優(yōu)化AGC模塊蒙西電網(wǎng)AGC功能現(xiàn)沒有考慮經(jīng)濟調(diào)度和電力市場條件下的AGC需求和機組選擇，因此，在電力改革不斷深化的今天，研究和探索電力市場下AGC的應(yīng)用已成為我們一個新的課題。2、實施AGC軟件功能，提高AGC控制性能553、在技術(shù)和管理方面條件具備時，控制性能評價可嘗試引入CPS1和CPS2標(biāo)準(zhǔn)A1、A2標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點是：通過執(zhí)行A1、A2標(biāo)準(zhǔn)，能使各控制區(qū)域ACE始終接近于零，從而保證用電負(fù)荷與發(fā)電、計劃交換和實際交換之間的平衡。但A1、A2標(biāo)準(zhǔn)也有如下不足：在TBC方式下不能體現(xiàn)對頻率質(zhì)量的要求；A1標(biāo)準(zhǔn)要求ACE經(jīng)常過零，從而在一些情況下增加了發(fā)電機組無謂的調(diào)節(jié)；不利于區(qū)域之間的事故支援。CPS1和CPS2標(biāo)準(zhǔn)在其它網(wǎng)省調(diào)已有一些應(yīng)用，收到了很好的效果。值得我們學(xué)習(xí)和研究。3、在技術(shù)和管理方面條件具備時，控制性能評價可嘗試引入CPS564、加強對機組的運行管理(1)安排好AGC機組與非AGC機組運行方式。確保系統(tǒng)有一定的AGC調(diào)節(jié)容量。(2)在AGC調(diào)節(jié)中加大對調(diào)節(jié)好的AGC機組獎勵力度，鼓勵A(yù)GC機組多參與AGC的調(diào)整。AGC機組不能無故退出AGC運行方式，退出與否需經(jīng)當(dāng)值調(diào)度員同意。無故退出期間，不再享有AGC機組的補償和獎勵。依據(jù)情況應(yīng)給一定的經(jīng)濟處罰。(3)AGC機組的調(diào)節(jié)速率不能低于預(yù)定的速率。若低于調(diào)節(jié)速率下限，則系統(tǒng)不再將其視為AGC機組，并提出警告。4、加強對機組的運行管理57內(nèi)蒙古西部電網(wǎng)AGC情況統(tǒng)計單位：MW序號廠名裝機臺數(shù)裝機總?cè)萘磕壳癆GC機組AGC機組容量AGC調(diào)節(jié)上下限可調(diào)容量1豐鎮(zhèn)發(fā)電廠6×20012001#、2#、3#、4#、5#、6#6×200=1200140---20060×6=3602蒙達(dá)發(fā)電廠4×33013201#、2#、3#、4#4×330=1320180---330150×4=6003萬家寨水電站3×1805401#、2#、3#3×180=54080---180100×3=3004豐泰電廠2×2004001#、2#2×200=400140---20060×2=1205國華電廠2×3306601#、2#2×330=660180---330150×2=3006京達(dá)電廠2×3306601#、2#2×330=660150---330180×2=3607包頭二電廠2×50＋2×100＋2×200700新1#、新2#2×200=400120---20080×2=1608蒙華泰電廠2×2004001#、2#2×200=400120---20080×2=1609海渤彎電廠2×100＋2×200＋2×33012605#、6#2×330=660150---330180×2=36010東華熱電2×3006001#、2#2×300=600180---300120×2=24011華電卓資2×2004001#、2#2×200=200120---20080×2=16012鄂絨電廠2×3306601#、2#2×330=660150---330180×2=36013烏拉山電廠2×3006005#、6#2×300=600180---300120×2=24014金橋電廠1×3003001#1×300180---300120×1=12015臨河電廠1×3303301#1×330180---330180×1=180備注:統(tǒng)計數(shù)據(jù)截止到2006年8月AGC可調(diào)容量為：360+600+300+120+300+360+160+160+360+240+160+360+240+120+180=4020MW占系統(tǒng)統(tǒng)調(diào)裝機容量4020/13825=29.08%3、AGC機組容量：9130MW內(nèi)蒙古西部電網(wǎng)AGC情況統(tǒng)計廠名裝機臺數(shù)裝機總?cè)萘磕壳癆GC58第一部分

自動發(fā)電控制(AGC)第一部分

自動發(fā)電控制(AGC)59一、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(biāo)如下：(1)維持系統(tǒng)頻率在允許的誤差范圍內(nèi)。國家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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±0.1HZ內(nèi)；3000MW以下的電力系統(tǒng)頻率偏差不超過±0.2HZ。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。一、概述1、自動發(fā)電控制的提出和主要功能602、AGC工作原理

（1）AGC是閉環(huán)控制系統(tǒng)2、AGC工作原理

（1）AGC是閉環(huán)控制系統(tǒng)61自動發(fā)電控制考核標(biāo)準(zhǔn)課件62(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(biāo)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(luò)線凈交換功率控制（CNIC）在此方式下，AGC的控制目標(biāo)是維持本系統(tǒng)與相鄰系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)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(luò)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(biāo)是維持系統(tǒng)的頻率及聯(lián)絡(luò)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。(2)、AGC的控制方式AGC的控制方式?jīng)Q定著ACE的計算63（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(dāng)AGC的狀態(tài)為在線控制時，AGC計算區(qū)域控制誤差A(yù)CE、系統(tǒng)總出力及總負(fù)荷，發(fā)送控制命令到機組，監(jiān)視機組的響應(yīng)性能及AGC的控制效果即完成AGC的所有功能。

監(jiān)視（MON）當(dāng)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(yīng)情況。

停運（OFF）當(dāng)AGC處于停運狀態(tài)時，AGC不進行任何計算和處理。（3）、AGC的運行狀態(tài)AGC的運行狀態(tài)一般有三種：在線控64ACE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：

定頻率控制 (1)

定聯(lián)絡(luò)線凈交換功率控制 (2)

定聯(lián)絡(luò)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/HZf0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(luò)線的實際潮流功率MW當(dāng)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(diào)整量之和。（4）、ACE的計算與處理ACE的計算公式由AGC的控制方式?jīng)Q定，ACE的基本分量計65AGC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(biāo)準(zhǔn)頻率上加上偏置ΔIo和Δfo，用反方向的時間累積消除交換電量累積偏差ΔE和電鐘誤差Δt。

時差矯正當(dāng)進行時差校正時，ACE的調(diào)整量為式中：β

為系統(tǒng)的綜合頻率偏移系數(shù)（MW/HZ）Δfo標(biāo)準(zhǔn)頻率偏移量，其值與實際時差反符號。Δfo不能太大，一般取±0.02HZ，這樣要矯正Δt＝5秒時，所需的校正時間T為： =3～5小時時差只能在AGC控制方式為定頻率控制或定聯(lián)絡(luò)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ΔE矯正時，ACE增加的調(diào)整量為：

ΔE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(luò)線凈交換功率控制或定聯(lián)絡(luò)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66為保證電力系統(tǒng)的安全運行，避免系統(tǒng)自然波動引起不必要的頻繁調(diào)節(jié)，AGC對形成控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)信號的區(qū)域控制誤差A(yù)CE進行濾波,抑制其高頻分量，采用一階低通濾波，ACE濾波后的值為，公式如下：(4)式中：ACEFIL濾波后的ACE值K第K次濾波ACEDTFACE的濾波系數(shù)計算ACE的積分值(ACEINT)ACE的積分值由下式求出式中：TagcAGC的運行周期

(6)、對ACE進行濾波

為保證電力系統(tǒng)的安全運行，避免系統(tǒng)自然波動引起不必要的頻繁調(diào)67(7)、計算AGC的總調(diào)節(jié)功率

區(qū)域AGC的調(diào)節(jié)功率由兩部分組成：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(diào)節(jié)功率

PI系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)功率

PP系統(tǒng)暫態(tài)調(diào)節(jié)功率

GI積分增益系數(shù)

GP比例增益系數(shù)

(7)、計算AGC的總調(diào)節(jié)功率

區(qū)域AGC的調(diào)節(jié)功率由兩部分68(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(diào)節(jié)許可調(diào)節(jié)正常調(diào)節(jié)死區(qū)正常調(diào)節(jié)許可調(diào)節(jié)緊急調(diào)死區(qū)：當(dāng)ACE的值在死區(qū)范圍內(nèi)時，AGC不給電廠控制器（PLC)發(fā)送控制命令。正常調(diào)節(jié)區(qū)間：當(dāng)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(dān)方式及調(diào)節(jié)功率承擔(dān)方式計算PLC的功率設(shè)定值及控制信號，不考慮區(qū)域控制誤差A(yù)CE的方向，將PLC的設(shè)定功率控制命令送到廠站端機組的調(diào)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(shè)定值與其當(dāng)前實發(fā)功率之差）可能有正有負(fù)，當(dāng)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(dāng)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(diào)節(jié)出力，使ACE值能迅速減小。(8)、AGC的控制區(qū)間AGC根據(jù)濾波后的ACE值劃分控制69（9）系統(tǒng)重要參數(shù)的監(jiān)視與處理系統(tǒng)頻率當(dāng)AGC的控制方式為定頻率控制或定聯(lián)絡(luò)線凈交換功率及頻率偏移控制時，頻率量測無效或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(diào)度員處理。當(dāng)AGC檢測出電網(wǎng)頻差很大時（如超過±0.45HZ），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(luò)線的量測當(dāng)AGC檢測到一條或多條聯(lián)絡(luò)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(diào)度員。當(dāng)聯(lián)絡(luò)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(dāng)電鐘誤差超過限值時，AGC發(fā)出報警信息，通知調(diào)度員。（9）系統(tǒng)重要參數(shù)的監(jiān)視與處理系統(tǒng)頻率70

（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(diào)節(jié)。PLC的參數(shù)如出力、調(diào)節(jié)速率及出力上、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(diào)度員人工下定值（SUB）方式：處于此方式的PLC由調(diào)度員人工控制?！爱?dāng)?shù)亍?MAN)控制方式：PLC處于在線狀態(tài)，但PLC由電廠當(dāng)?shù)乜刂?，而不受AGC控制?！半x線”（OFF）方式：當(dāng)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(yīng)試驗。（10）PLC的控制及PLC期望出力的計算AGC的控制信號71（11）、PLC承擔(dān)基本功率和調(diào)節(jié)功率的方式當(dāng)AGC對機組進行控制時，每個PLC要選擇其承擔(dān)基本功率的方式，PLC承擔(dān)基點功率的方式有以下三種：人工計劃方式（“BL”方式）當(dāng)PLC在此方式時，它所控制機組的基本功率從調(diào)度員輸入的基本功率計劃中獲取。平均方式（“AV”方式）當(dāng)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(diào)度方式（“CE”方式）當(dāng)PLC在此方式時，它所控制機組的基本功率由在線經(jīng)濟調(diào)度ED程序計算，一般5分鐘計算一次。PLC承擔(dān)調(diào)節(jié)功率的方式有以下三種。不調(diào)節(jié)方式：當(dāng)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(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)方式：當(dāng)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(dān)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功率，參與ACE的調(diào)整緊急調(diào)節(jié)方式：當(dāng)PLC在此方式時且只有當(dāng)ACE的值進入緊急調(diào)節(jié)區(qū)時，它所控制的機組才承擔(dān)ACE的調(diào)整，承擔(dān)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功率（11）、PLC承擔(dān)基本功率和調(diào)節(jié)功率的方式當(dāng)AGC對機組進72（12）計算PLC的期望出力(Setpoint)

（12）計算PLC的期望出力(Setpoint)

73（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(yīng)速率限制：每個PLC的響應(yīng)速率等于其控制機組的響應(yīng)速率之和，根據(jù)PLC的響應(yīng)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(diào)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(diào)節(jié)信號與PLC當(dāng)前出力之和大于PLC出力的上限，當(dāng)功率調(diào)節(jié)信號為正時，功率變化信號修正為：功率調(diào)節(jié)信號＝PLC出力上限PLC的當(dāng)前出力如果功率調(diào)節(jié)信號與PLC當(dāng)前出力之和小于PLC出力的下限,且功率調(diào)節(jié)信號為負(fù)時，功率調(diào)節(jié)信號修正為：功率調(diào)節(jié)信號＝PLC出力下限－PLC的當(dāng)前出力死區(qū)限制：當(dāng)PLC的功率調(diào)節(jié)信號的值小于死區(qū)其限值時，功率調(diào)節(jié)信號設(shè)置為零。許可調(diào)節(jié)區(qū)檢查：當(dāng)ACE的值在許可調(diào)節(jié)區(qū)間時，AGC將封鎖那些不能使ACE減少的PLC的功率調(diào)節(jié)信號。通過上述限制后有些PLC的功率調(diào)節(jié)信號不能被發(fā)送出去，因此必須對剩余的系統(tǒng)調(diào)節(jié)功率再分配，分配給那些能再承擔(dān)調(diào)節(jié)功率的PLC。PLC的Setpoint最終值為：Setpoint＝PLC的當(dāng)前出力＋PLC的功率調(diào)節(jié)信號（B）由上式計算出的PLC期望出力，必須通過如下限值檢查PL74（13）監(jiān)視PLC控制的機組對調(diào)節(jié)信號的響應(yīng)當(dāng)PLC控制方式為"AGC"時，對該PLC所控制機組要進行響應(yīng)監(jiān)視，在一定周期內(nèi)，若Setpoint增量與實際功率增量之比小于一給定值時，則認(rèn)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(diào)度員。（13）監(jiān)視PLC控制的機組對調(diào)節(jié)信號的響應(yīng)當(dāng)PLC控制方75（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(zhuǎn)備用指在線的可以通過調(diào)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(nèi)有效的備用，為系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用和10分鐘之內(nèi)有效的非旋轉(zhuǎn)備用之和。 調(diào)節(jié)備用可以由AGC調(diào)節(jié)的發(fā)電容量，包括上、下兩個方向的發(fā)電調(diào)節(jié)容量。各種備用的算式如下：機組的旋轉(zhuǎn)備用＝機組出力上限－機組的當(dāng)前出力系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用為各機組的旋轉(zhuǎn)備用之和。系統(tǒng)的總備用為系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用和10分鐘之內(nèi)有效的非旋轉(zhuǎn)備用之和。只有機組狀態(tài)為"AGC"的機組才具有調(diào)節(jié)備用：機組的上升方向的調(diào)節(jié)備用＝機組出力上限－機組當(dāng)前出力機組的下降方向的調(diào)節(jié)備用＝機組的當(dāng)前出力－機組的下限系統(tǒng)的調(diào)節(jié)備用為各機組的調(diào)節(jié)備用之和。當(dāng)備用監(jiān)視功能發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的實際旋轉(zhuǎn)備用容量小于求值時則發(fā)出報警信號。（14）備用監(jiān)視

備用監(jiān)視計算給出系統(tǒng)的備用情況，它按一76第二部分

自動發(fā)電控制考核標(biāo)準(zhǔn)第二部分

自動發(fā)電控制考核標(biāo)準(zhǔn)77負(fù)荷頻率控制（1）電網(wǎng)在實際運行中，由于負(fù)荷連續(xù)隨機變化，總存在發(fā)電與負(fù)荷之間偏差，從而導(dǎo)致電網(wǎng)實際頻率與同步標(biāo)準(zhǔn)頻率的偏移。為保證電網(wǎng)頻率質(zhì)量，需實時跟蹤電網(wǎng)

負(fù)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(diào)整。負(fù)荷頻率控制（1）電網(wǎng)在實際運行中，由于負(fù)荷連續(xù)隨機變化，總78負(fù)荷頻率控制（2）一次調(diào)整（primaryspeedcontrol）：由發(fā)電機調(diào)速器執(zhí)行，對短周期負(fù)荷變化進行調(diào)整。二次調(diào)整（secondarycontrolprocess）：對周期較長的負(fù)荷變化進行的調(diào)整，目前主要由自動發(fā)電控制（AGC）完成。負(fù)荷頻率控制（2）一次調(diào)整（primaryspeedco79負(fù)荷頻率控制（3）負(fù)荷頻率控制（3）80LFC基本功能控制電網(wǎng)頻率為額定值?？刂葡到y(tǒng)內(nèi)各區(qū)域間或聯(lián)合系統(tǒng)內(nèi)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。LFC基本功能控制電網(wǎng)頻率為額定值。81自動發(fā)電控制程序模塊

數(shù)據(jù)采集與處理負(fù)荷頻率控制（LFC）機組在線響應(yīng)測試備用容量監(jiān)視控制性能考核自動發(fā)電控制程序模塊82電網(wǎng)自動發(fā)電控制一些研究內(nèi)容CPS標(biāo)準(zhǔn)及控制策略研究與EMS其它應(yīng)用軟件（短期負(fù)荷預(yù)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(diào)節(jié)性能測試、電廠AGC承擔(dān)調(diào)頻輔助服務(wù)考核等）；現(xiàn)代控制理論（如最優(yōu)控制）的應(yīng)用電網(wǎng)自動發(fā)電控制一些研究內(nèi)容CPS標(biāo)準(zhǔn)及控制策略研究83控制性能考核標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷頻率控制的考核標(biāo)準(zhǔn)目前有兩種，即A1、A2標(biāo)準(zhǔn)和CPS1、CPS2標(biāo)準(zhǔn)。20世紀(jì)60年代以來，電力工程界一直采用A1、A2標(biāo)準(zhǔn)作為負(fù)荷頻率控制的考核標(biāo)準(zhǔn)（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(biāo)準(zhǔn)作為負(fù)荷頻率控制的考核標(biāo)準(zhǔn)（我國的華東電網(wǎng)和南方電網(wǎng)目前也采用這一標(biāo)準(zhǔn)）?？刂菩阅芸己藰?biāo)準(zhǔn)負(fù)荷頻率控制的考核標(biāo)準(zhǔn)目前有兩種，即A84控制性能考核標(biāo)準(zhǔn)（A1、A2)A1標(biāo)準(zhǔn)在任意十分鐘內(nèi)ACE至少過零一次。A2標(biāo)準(zhǔn)任意十分鐘ACE的平均值在Ld范圍內(nèi)。（其中Ld=0.025*⊿p+5，⊿p為電網(wǎng)負(fù)荷最大變化速率）控制性能考核標(biāo)準(zhǔn)（A1、A2)A1標(biāo)準(zhǔn)85A1、A2標(biāo)準(zhǔn)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(xué)分析基礎(chǔ)；按A1、A2標(biāo)準(zhǔn)進行控制，要求ACE經(jīng)常過零，對機組調(diào)節(jié)比較頻繁，在某些情況下（如頻率偏差和ACE方向相反），不利于頻率質(zhì)量的提高；A1、A2沒有反映各控制區(qū)對頻率的貢獻(xiàn)。A1、A2標(biāo)準(zhǔn)特點基于工程經(jīng)驗的觀點，物理概念直觀，但沒有任86A1、A2標(biāo)準(zhǔn)控制策略要點控制目標(biāo)是使ACE在10分鐘內(nèi)經(jīng)常過零并且平均值在規(guī)定范圍內(nèi)；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(nèi)過零和區(qū)域故障1分鐘內(nèi)，ACE向減少的方向變化，在ACE不同的控制區(qū)內(nèi)，機組有不同的調(diào)節(jié)控制方式。

A1、A2標(biāo)準(zhǔn)控制策略要點控制目標(biāo)是使ACE在10分鐘內(nèi)經(jīng)常87CPS標(biāo)準(zhǔn)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(chǔ)上頻率偏差服從正態(tài)分布CPS標(biāo)準(zhǔn)條件只適用于TBC模式控制88控制性能考核標(biāo)準(zhǔn)（CPS1、CPS2)CPS1標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)均方根，n為分鐘數(shù)；CPS2標(biāo)準(zhǔn)要求十分鐘ACE平均值在規(guī)定范圍L10內(nèi)的時間大于％90，L10計算如（1.2）式（1.2）

其中為電網(wǎng)十分鐘頻率平均偏差目標(biāo)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)?？刂菩阅芸己藰?biāo)準(zhǔn)（CPS1、CPS2)CPS1標(biāo)準(zhǔn)89CPS標(biāo)準(zhǔn)特點基于概率統(tǒng)計學(xué)原理導(dǎo)出，有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)；CPS1、CPS2標(biāo)準(zhǔn)明確了互聯(lián)電網(wǎng)各控制區(qū)控制目標(biāo)，有利于互聯(lián)電網(wǎng)頻率質(zhì)量的提高；著眼于控制區(qū)域的長期表現(xiàn)，是一種長期控制性能指標(biāo)；CPS1、CPS2標(biāo)準(zhǔn)不要求ACE在規(guī)定時間內(nèi)過零，可以減少對機組不必要調(diào)節(jié)；有利于電網(wǎng)事故支援，并對事故支援作出正確評價CPS標(biāo)準(zhǔn)特點基于概率統(tǒng)計學(xué)原理導(dǎo)出，有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)；90CPS1標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)設(shè)互聯(lián)電網(wǎng)有n個控制區(qū)，其中第i個控制區(qū)ACE為，（1.3）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)，，（1.4）式進一步簡化為

（1.5)設(shè)互聯(lián)電網(wǎng)頻率在一段時間T內(nèi)（如1年）的控制目標(biāo)由（1.6）式表示，（1.6）式（1.6）兩邊平方，得（1.7)

CPS1標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)設(shè)互聯(lián)電網(wǎng)有n個控制區(qū)，其中第i個控制區(qū)AC91CPS1標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)（續(xù)）將（1.5）式帶入（1.7）式，得到

（1.8）進一步得到（1.9)將（1.9）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(dǎo)出（1.11)，CPS1標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)（續(xù)）將（1.5）式帶入（1.7）式，得到92CPS1標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)（續(xù)）（1.11）

式（1.10）、（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。CPS1標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)（續(xù)）93CPS2標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)令，（1.7）式變?yōu)椋?/p>

（1.12)將（1.5）式帶入（1.7）式，令，得到

（1.13）CPS2標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)94CPS2標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)（續(xù)）將（1.13)進一步展開，得(1.14)假設(shè)ACE相互獨立，（1.14)交叉乘積項，從而（1.15)將k表達(dá)式帶入（1.15)（1.16)

CPS2標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)（續(xù)）將（1.13)進一步展開，得95CPS2標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)（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）CPS2標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)（續(xù)）（1.15)式交換求和號與取平均順序，96CPS標(biāo)準(zhǔn)控制策略（1）

CPS標(biāo)準(zhǔn)ACE控制區(qū)域示意圖CPS標(biāo)準(zhǔn)控制策略（1）97CPS標(biāo)準(zhǔn)控制策略（2）CPS標(biāo)準(zhǔn)控制是追求CPS1的最大值，同時使ACE平均值在規(guī)定范圍內(nèi)；CPS標(biāo)準(zhǔn)控制目標(biāo)是頻率，按頻率偏差大小，控制區(qū)間分為松弛區(qū)、正常區(qū)和緊急區(qū);頻率偏差與ACE方向相反時，ACE對頻率恢復(fù)有幫助作用，不調(diào)整機組；方向一致時，可按A1、A2標(biāo)準(zhǔn)控制策略實現(xiàn)。CPS標(biāo)準(zhǔn)控制策略（2）CPS標(biāo)準(zhǔn)控制是追求CPS1的最大值98電網(wǎng)CPS考核內(nèi)容日統(tǒng)計分時段信息十分鐘CPS1、ACE平均值和罰電量值、考核標(biāo)識月年匯總信息CPS1、CPS2值和罰電量累計

按CPS1值、ACE平均值分段計算十分鐘罰電量：CPS1>200，不計算罰電量；100<CPS1<200,avg|ACE|<L10，不計算罰電量；100<CPS1<200,avg|ACE|>L10，對十分鐘ACE平均值超過L10的部分乘以（200－CPS1)折換為電量CPS1<100，對十分鐘ACE平均值未超過L10的部分乘以（100－CPS1)折換為電量電網(wǎng)CPS考核內(nèi)容日統(tǒng)計分時段信息99電網(wǎng)控制性能監(jiān)視電網(wǎng)控制性能監(jiān)視100電網(wǎng)CPS考核電網(wǎng)CPS考核101第三部分

華北網(wǎng)調(diào)自動發(fā)電控制第三部分

華北網(wǎng)調(diào)自動發(fā)電控制102分層協(xié)調(diào)控制華北網(wǎng)調(diào)AGC程序統(tǒng)一計算各控制區(qū)的ACE，經(jīng)遠(yuǎn)動通信將ACE下發(fā)至各省區(qū)，各省區(qū)按接收到的ACE調(diào)節(jié)各控制區(qū)機組出力；華北網(wǎng)調(diào)除向各省區(qū)下發(fā)各自ACE外，還向控制區(qū)域?qū)儆谌A北網(wǎng)調(diào)的機組下發(fā)華北網(wǎng)調(diào)ACE。分層協(xié)調(diào)控制華北網(wǎng)調(diào)AGC程序統(tǒng)一計算各控制區(qū)的ACE，經(jīng)遠(yuǎn)103多區(qū)域控制2004年初華北網(wǎng)調(diào)與京津唐中調(diào)分設(shè)，華北網(wǎng)調(diào)，華北AGC增加多區(qū)域控制功能；調(diào)度員可同時監(jiān)視各控制區(qū)域的ACE和機