自动发电控制

电力系统调度自动化的主要内容

通过自动控制程序，实现对控制区内各发电机组有功出力的自动重新调节分配，以维持系统频率、联络线交换功率在计划目标范围内的控制过程。AGC是由主站自动控制程序、信息传输通道、信息接收装置（远方终端）、机组协调控制系统（电厂监控系统）、执行装置、发电机组自动化装置等环节组成的整体。

内容简介

是并网发电厂提供的有偿辅助服务之一，发电机组在规定的出力调整范围内，跟踪电力调度交易机构下发的指令，按照一定调节速率实时调整发电出力，以满足电力系统频率和联络线功率控制要求的服务。或者说,自动发电控制(AGC)对电网部分机组出力进行二次调整,以满足控制目标要求;其基本功能为：负荷频率控制（LFC），经济调度控制（EDC），备用容量监视（RM），AGC性能监视（AGC PM），联络线偏差控制（TBC）等；以达到其基本的目标：保证发电出力与负荷平衡，保证系统频率为额定值，使净区域联络线潮流与计划相等，最小区域化运行成本。

自动发电控制着重解决电力系统在运行中的频率调节和负荷分配问题，以及与相邻电力系统间按计划进行功率交换。电力系统的供电频率是系统正常运行的主要参数之一。系统电源的总输出功率与包括电力负荷在内的功率消耗相平衡时，供电频率保持恒定；若总输出功率与总功率消耗之间失去平衡时,频率就发生波动,严重时会出现频率崩溃。电力系统的负荷是不断变化的，这种变化有时会引起系统功率不平衡，导致频率波动。要保证电能的质量，就必须对电力系统频率进行监视和调整。当频率偏离额定值后，调节发电机的出力以使电力系统的有功功率达到新的平衡，从而使频率能维持在允许范围之内。所以，自动发电控制是通过对供电频率的监测、调整实现的。

一个大电力系统是由几个区域电力系统通过联络线互联构成。各区域电力系统按预定计划进行功率交换。每一个区域电力系统的负荷、线路损耗与联络线净交换功率之和必须与该地区的发电出力相等。

发展趋势

国外自动发电控制的发展趋势如下：

1、与网络分析相结合，改进线损修正和安全约束调度（尤其是最优潮流）；

2、在线机组耗热特性测试和电厂效率系统的建立，实时电价计算；

3、基于现代控制理论的动态经济调度的研究；

4、零散发电（小水电和风力发电）的预测和跟踪；

5、综合燃料计划控制环境污染。

基本原理

自动发电控制是保证电能质量，提高经济效益的重要手段。AGC的控制目标为：

1、维持系统频率再允许误差范围之内，频率累积误差在计划值内。

2、控制互联网联络线净交换功率按计划值运行，交换电能量在计划值内。

3、在满足电网安全约束条件、电网频率和对外净交换功率计划的前提下协调参与遥调的发电厂（机组）的出力按最优经济分配原则运行。区域控制偏差ACE的一般表达式为：

式肿：为本控制区域净交换功率，MW；为本控制区域计划交换功率，MW；为区域控制误差系数，MW/Hz；为系统实际功率，Hz；为目标频率，Hz。

控制指标

自动发电控制的功能指标为

①电力系统频率偏差(Δf)小于±0.1Hz。

②与邻区电力系统联络线净交换功率保持在计划值。净交换功率误差的随机电量可以按峰、谷负荷时段计量和偿还。

③保证电力系统时差不超过±5秒,超出时可自动或手动进行修正。

控制方式

一般采用联络线净交换功率偏差和频率偏差控制方式(TBC)。这种控制方式的优点是:各控制地区根据其区域控制误差(ACE)控制地区内的调整电厂,自行平衡其负荷波动。按静态来说，基本上不波及其他区域；按动态来说，又能支援邻区电力系统。控制误差一般表达式为

ACEi=ΔPii+kiΔf

式中ki为i区域频率特性常数，单位为MW/0.1Hz；Δf为频率偏差；ΔPii为i区t时刻的功率偏差。

按ACE信号进行控制中,为了校正由ΔPii产生的随机电量误差ΔE和由Δf产生的时差Δt，ACE可用下式表达

当随机电量ΔE积累到一定值时,可按峰、谷时段所积累的电量在规定的h小时内进行补偿。当Δt超过规定值时（一般规定为±5秒）,可以按设定的kt值折算成校正控制量。一般将ktΔt设定为0.01～0.05Hz,这相当于用7～1.4小时可校正Δt等于 5秒到零值。在校正ΔE和Δt时各互联电网应协调统一校正。

TBC控制方式的原理以两个区域（A,B）作例（见图）。当区域 B增加负荷ΔL时，Δf下降，ΔPtA为正值，ΔPtB为负值,ACEB为两个负值相加，表示增加发电；ACEA为一正一负相加，调整量很小。当kA值选择适当时，ACEA≈0，甚至不做调整。但很明显，区域A支持了区域B。当区域 B增加发电功率与ΔL平衡时，Δf=0，ΔPtA=ΔPtB=0，恢复到原始状态。

调频区别

参加调频的发电厂称为调频厂。区域调度中心的监控计算机，对调频火电厂是计算出机组功率，因为目前10万kW及以上的火电机组绝大部分为单元机组，故可直接将控制信号发送到单元机组；对调频水电站是计算出全站的总功率，当此设定功率到达水电站后需经过站内分配装置才去控制机组。

非调频厂是指不参加调频的电厂，一般指10万kW以下的火电机组和母管式火电厂以及暂不参加在线控制的电厂，但必需按日计划负荷曲线进行手动调整，承担电网的调峰、谷任务（包括按开停机计划启停）。

自动发电控制对调频厂的要求为：

①所有调频厂的调速系统均应符合自动控制的要求，调整灵敏，死区小，无卡滞现象。调差系数应统一整定。

②消除调频厂内主、辅机设备的各种缺陷，水电厂的机组自动装置和火电厂的常规热工自动装置应完好地投用。

③水电站的机组振动区应设法消除，可调容量应满足0～100%的要求。

④火电厂的可调容量,对老机组应力争满足70~100%额定范围内进行调整;对新装机组则要求满足50～100%额定范围内调整。负荷变动速度要求最大为每分钟3%额定值。

⑤火电厂新装机组都应有炉随机方式的机炉协调自动装置。

现代电力系统的自动发电控制不单是为了调整电网频率，更重要的是在控制各机组发电出力时实现经济负荷分配，为了明确起见把自动发电控制和自动经济调度(EDC)连在一起，简称为AGC/EDC，这时须考虑实时控制。

技术应用

近年来，在电力监管部门的努力推动下，自动发电控制技术在电源侧和电网侧的应用有了长足进步，AGC机组的投运技术指标有了深度提高。