电压稳定5剖析

1、5.1 调频与自动发电控制基本原理调频与自动发电控制基本原理 5.2 调频调频与自动发电控制与自动发电控制系统结构系统结构 5.1 5.1.1 频率的一次、二次频率的一次、二次调节调节fPtgKDD31DKPDN 反映一次调整过程结束后发电机输出功率和频反映一次调整过程结束后发电机输出功率和频率关系的曲线称为发电机组的功率率关系的曲线称为发电机组的功率- -频率静态特性。频率静态特性。 fPKGG1机组的单位调节功率机组的单位调节功率( (或称发或称发电机组功频静特性系数电机组功频静特性系数) ) 2、发电机组发电机组的有功功率的有功功率- -频率频率静态特性静态特性012ffffKPGGfK

2、PDDfKPPPDDDD003、电力电力系统的有功功率系统的有功功率- -频率静态特性频率静态特性 fKPPPDDDD00GDDPPP0fKfKKPPPDGDGD)(0 当系统频率发生变化时，发电机调速机动作，当系统频率发生变化时，发电机调速机动作，改变原动机阀门位置，调整原动机功率。改变原动机阀门位置，调整原动机功率。汽轮机：进气阀门；汽轮机：进气阀门；水轮机：进水阀门；水轮机：进水阀门；GGPKf 有差调节，适合快速的幅度变化小的随机负荷波动。有差调节，适合快速的幅度变化小的随机负荷波动。响应时间为响应时间为0.5-2min0.5-2min。4、频率、频率的一次的一次调节调节调速系统不灵敏

3、区调速系统不灵敏区定义：在速度持续变化的总范围内，由调速系统控定义：在速度持续变化的总范围内，由调速系统控制的阀门位置没有可测量的变化。制的阀门位置没有可测量的变化。固有不灵敏区：机械式调速系统固有不灵敏区：机械式调速系统:0.02Hz;:0.02Hz; 电液式调速系统：电液式调速系统：0.005Hz;0.005Hz;整定不灵敏区整定不灵敏区: :人工设定，以躲开较小的负荷随机人工设定，以躲开较小的负荷随机波动，避免频繁动作。波动，避免频繁动作。5、频率频率的二次调节的二次调节fKfKPPDGGD0fKfKKPPDGGD)(0KPPfGD000GDPP互联系统控制区和区域控制偏差互联系统控制区

4、和区域控制偏差1 1）电力系统系统控制区）电力系统系统控制区控制区控制区A控制区控制区BP 控制区内可以通过控制区内发电机组的有功和控制区内可以通过控制区内发电机组的有功和无功功率来维持与其它控制区联络线的交换计划，无功功率来维持与其它控制区联络线的交换计划，并且维持系统的频率和电压在给定的范围之内，维并且维持系统的频率和电压在给定的范围之内，维持系统一定的安全裕度。持系统一定的安全裕度。2）区域控制偏差区域控制偏差（Area Control Error) 当某一控制区内的发电与负荷发生变换时，其它当某一控制区内的发电与负荷发生变换时，其它控制区通过联络线上功率的变化对其进行支援，从而控制区通

5、过联络线上功率的变化对其进行支援，从而使系统频率维持稳定。使系统频率维持稳定。 联络线交换功率一般由控制区之间根据相互签订联络线交换功率一般由控制区之间根据相互签订的电力电量合同或由互联系统调度机构确定。控制区的电力电量合同或由互联系统调度机构确定。控制区内计划外的负荷变化原则上由本控制区自己解决。内计划外的负荷变化原则上由本控制区自己解决。区域控制偏差区域控制偏差（）（）反应了区域内发电反应了区域内发电与负荷与负荷的平衡情况，由联络线交换功率与计划功率的偏差的平衡情况，由联络线交换功率与计划功率的偏差和频率与额定频率偏差两部分组成。和频率与额定频率偏差两部分组成。在在稳态情况下，对各控制区而

6、言，应确保联络线交稳态情况下，对各控制区而言，应确保联络线交换功率与计划值一致。换功率与计划值一致。 二次调节响应时间为二次调节响应时间为1-2min，比一次调节速度慢，比一次调节速度慢，因而不能调整变化速度快而小的负荷波动，但能有效因而不能调整变化速度快而小的负荷波动，但能有效地调整分钟级和更长周期的负荷波动。地调整分钟级和更长周期的负荷波动。无差无差调节。调节。负荷如何分配经济上最优？负荷如何分配经济上最优？ 负荷最优分配。负荷最优分配。频率三次调节频率三次调节6、频率频率的三次调节的三次调节频率的三次调节也称频率的三次调节也称有功功率经济分配有功功率经济分配。以最低的开停机成本安排机组组

7、合，以适应以最低的开停机成本安排机组组合，以适应日负荷的大幅度变化；日负荷的大幅度变化；在发电机组之间经济分配有功功率，同时也在发电机组之间经济分配有功功率，同时也使网损最小；使网损最小；互联电网中，调整交换功率，在区域间经济互联电网中，调整交换功率，在区域间经济分配负荷；分配负荷；5.1.2 发电机组类型及其在频率调节中的作用发电机组类型及其在频率调节中的作用1、各类发电机组响应特性、各类发电机组响应特性蒸汽蒸汽发电机组：一般能在发电机组：一般能在30%额定出力的变化额定出力的变化范围内，范围内，以每分钟以每分钟3%额定出力的速率响应额定出力的速率响应AGC指令；指令；燃气轮机最大瞬间响应平

8、均为额定容量的燃气轮机最大瞬间响应平均为额定容量的52%,后续响应速率为每秒后续响应速率为每秒0.8%额定出力，但其发电额定出力，但其发电成本较高，一般用来带尖峰负荷或做事故备用，成本较高，一般用来带尖峰负荷或做事故备用，较少参较少参AGC运行；运行；核电机组：能以每分钟核电机组：能以每分钟3%3%额定出力的速率响应额定出力的速率响应AGCAGC指令；不论发电功率如何变化，核燃料的使用期限指令；不论发电功率如何变化，核燃料的使用期限是不变的，因此从经济的角度出发，核电机组应保是不变的，因此从经济的角度出发，核电机组应保持满功率发电；持满功率发电；水电机组：发电功率变化范围大响应速率水电机组：发

9、电功率变化范围大响应速率高高, ,绝大绝大部分部分机组的响应速率在每秒机组的响应速率在每秒1%-2%1%-2%额定出力之间。额定出力之间。 水轮机组和燃气轮机的发电功率变化范围大，水轮机组和燃气轮机的发电功率变化范围大，响应速率高，且易于调节，宜参与变化周期在响应速率高，且易于调节，宜参与变化周期在10s10s到数分钟之间的负荷调节；到数分钟之间的负荷调节； 蒸汽发电机组和核电机组的响应速率低，宜参蒸汽发电机组和核电机组的响应速率低，宜参与跟踪变化缓慢的持续变化负荷；与跟踪变化缓慢的持续变化负荷；2 2、各类发电机组在频率调节中的作用、各类发电机组在频率调节中的作用根据预先收集的机组、电网参数

10、，负荷预测根据预先收集的机组、电网参数，负荷预测等，计算未来几天的开停机计划，以及规定时间间等，计算未来几天的开停机计划，以及规定时间间隔（如隔（如1515minmin）各电机组的发电计划和联络线功率）各电机组的发电计划和联络线功率交换计划。目标是在满足系统安全和电能质量条件交换计划。目标是在满足系统安全和电能质量条件下，每个时间间隔电力系统的总运行成本最低。下，每个时间间隔电力系统的总运行成本最低。1 1、离线的经济、离线的经济调度调度2 2、在线的经济、在线的经济调度调度 离线经济调度的不足：离线经济调度的不足： 依据较长时的负荷预测数据进行计算，预测结果不可能依据较长时的负荷预测数据进行

11、计算，预测结果不可能完全准确；完全准确； 电力系统的运行工况瞬息万变，电力系统的运行工况瞬息万变，发发电机组的有功出力会电机组的有功出力会因种种原因偏离所安排的发电计划。因种种原因偏离所安排的发电计划。故需要故需要不断地根据当前电力系统的实际运行工况，以及不断地根据当前电力系统的实际运行工况，以及对下一个时间间隔（对下一个时间间隔（5-15min5-15min）负荷的）负荷的预测，对发电机组的预测，对发电机组的有功功率进行重新分配。有功功率进行重新分配。在线经济调度是对离线经济调度的补充和完善。在线经济调度是对离线经济调度的补充和完善。 解决途径解决途径自动发电控制自动发电控制 在线经济调度需

12、要每在线经济调度需要每5-15min5-15min对机组出力进行一次调整，对机组出力进行一次调整，这些要求是人工控制无法做到的，特别是在大型电力系统中这些要求是人工控制无法做到的，特别是在大型电力系统中更难实施，所以必须依靠自动发电控制。更难实施，所以必须依靠自动发电控制。自动发电控制（自动发电控制（AGCAGC）一般）一般包含两部分功能：包含两部分功能： 通过控制发电机组的有功功率，使通过控制发电机组的有功功率，使系统频率保持在额定值，或按计划系统频率保持在额定值，或按计划值来维持区域间的联络线交换功率值来维持区域间的联络线交换功率负荷频率控制负荷频率控制（LFC） 根据给定的负荷水平，安排

13、最经济根据给定的负荷水平，安排最经济的发电调度方案的发电调度方案经济调度经济调度（ED）5.2 调频调频与自动发电控制与自动发电控制系统结构系统结构 5.2.1 AGC5.2.1 AGC功能结构功能结构 不同不同控制区内，具有各自自动发电控制系统：控制区内，具有各自自动发电控制系统： 非非AGCAGC机组：接受电网调度中心的发电计划；机组：接受电网调度中心的发电计划； AGCAGC机组机组：接受电网调度中心接受电网调度中心的实时的实时AGCAGC信号；信号； 首先，调度中心根据负荷预测、联络线交换功首先，调度中心根据负荷预测、联络线交换功率、机组可用出力安排机组发电计划；率、机组可用出力安排机

14、组发电计划； 其次，实际运行时，其次，实际运行时，AGCAGC系统根据超短期负荷预系统根据超短期负荷预测、发电机组运行工况、测、发电机组运行工况、ACEACE等按照等微增率或购电等按照等微增率或购电费用最低的原则，计算机组下一时段的基点功率和费用最低的原则，计算机组下一时段的基点功率和AGCAGC分配因子及最终各机组的分配因子及最终各机组的AGCAGC调节功率值，发送调节功率值，发送AGCAGC机组。机组。AGCAGC物理结构物理结构 AGCAGC系统物理上有主站控制系统、信息传输系统和电系统物理上有主站控制系统、信息传输系统和电厂控制系统等组成。厂控制系统等组成。 主站发出的指令有网络通信工

15、作站或远程终端主站发出的指令有网络通信工作站或远程终端（RTURTU）通信工作站经通信网络送至电厂控制系统）通信工作站经通信网络送至电厂控制系统或机组控制器，对机组功率进行控制。或机组控制器，对机组功率进行控制。 电厂相关信息、联络线电厂相关信息、联络线功率等信息功率等信息经通信网上传经通信网上传至主站，供主站分析计算用；至主站，供主站分析计算用； AGCAGC系统应用软件功能系统应用软件功能1 1）负荷预测：分为短期和超短期负荷预测：短期负）负荷预测：分为短期和超短期负荷预测：短期负荷预测克预测第二天至数日内时间间隔的负荷，是编荷预测克预测第二天至数日内时间间隔的负荷，是编制发电计划的基础；

16、超短期负荷预测克预计未来数分制发电计划的基础；超短期负荷预测克预计未来数分钟及数小时内时间间隔的负荷，是调整发电计划和改钟及数小时内时间间隔的负荷，是调整发电计划和改变变AGCAGC基点功率的依据。基点功率的依据。2 2）联络线交换功率计划：提供给负荷频率控制、机）联络线交换功率计划：提供给负荷频率控制、机组组合、经济调度等软件使用。组组合、经济调度等软件使用。3 3）机组组合：在满足各种发电和输电的限制条件下，）机组组合：在满足各种发电和输电的限制条件下，确定优化的发电机组启停计划及初步的发电计划。确定优化的发电机组启停计划及初步的发电计划。4 4）经济调度：在运行的发电机组中经济地分配负荷

17、，）经济调度：在运行的发电机组中经济地分配负荷，使发电成本最低。其中，通过经济调度计算直接修改使发电成本最低。其中，通过经济调度计算直接修改AGCAGC机组基点功率的控制方式称为经济调度控制（机组基点功率的控制方式称为经济调度控制（）。）。）备用监视：监视整个电力系统发电备用容量；根）备用监视：监视整个电力系统发电备用容量；根据事故预想，检查实际备用容量是否合乎标准。据事故预想，检查实际备用容量是否合乎标准。5.2.5.2. AGC AGC系统控制策略系统控制策略、集中的频率控制模式：在一个独立的系统中，由、集中的频率控制模式：在一个独立的系统中，由一个控制中心直接控制系统内全部发电机组，实现

18、功一个控制中心直接控制系统内全部发电机组，实现功率平衡，其方式是集中的定频率（率平衡，其方式是集中的定频率（：）控制。实用在较小的独立系统中。控制。实用在较小的独立系统中。、分层的频率控制模式：在一个独立的系统中，有、分层的频率控制模式：在一个独立的系统中，有一个控制中心负责整个系统频率控制的协调，但系统一个控制中心负责整个系统频率控制的协调，但系统内的发电机组由数个分控制中心控制。内的发电机组由数个分控制中心控制。在这种在这种情况下，情况下，方式是分层的定频率（）控制。方式是分层的定频率（）控制。1 1）通过法：控制中心计算所有参与调节的机）通过法：控制中心计算所有参与调节的机组的控制指令，将指令发送给各分控制中心，然后由组的控制指令，将指令发送给各分控制中心，然后由分控制中心将指令发送机组。分控制中心将指令发送机组。2 2）等值机法：控制中心将每个分控制中心控制的参）等值机法：控制中心将每个分控制中心控制的参与出的对等值机组的控制指令发送给分控制中心。然与出的对等值机组的控制指令发送给分控制中心。然后由各分控制中心进行后由各分控制中心