改机组自动发电控制系统设计

1、 辽辽 宁宁 工工 业业 大大 学学 电力系统自动化电力系统自动化 课程设计（论文）课程设计（论文）题目：题目：机组自动发电控制系统设计（机组自动发电控制系统设计（3 3） 院（系）：院（系）： 电气工程学院电气工程学院 专业班级：专业班级： 电气电气104104 学学 号：号： 100303131100303131 学生姓名：学生姓名： 凃龙凃龙 指导教师：指导教师： 起止时间：起止时间：2013.12.162013.12.16 12.2912.29本科生课程设计（论文）I课程设计（论文）任务及评语课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：电气工程及其自动化学 号100303

2、131学生姓名凃龙专业班级电气104课程设计题目机组自动发电控制系统设计（3）课程设计（论文）任务基本参数：1. 发电厂有三机组，一号机组功率为 250MW，二号机组功率为 200MW，三号机组功率为 150MW，功率因数均为 0.8。2. 有功功率调差系数为 0.08。3. 负荷频率调节效应系数（有功功率）为 2。4. 各发电机均以 85%负荷运行。设计要求1.阐述发电机有功频率调节的基本原理。2.系统负荷一定和变化时，分析机组有功功率调差系数和负荷频率调节效应系数对功率分配的影响，推导有功功率分配的公式。3.确定合适的方案，使负荷变化时，机组的有功功率按各自的额定功率合理分配。4.采用单片

3、机，设计某台机组的自动发电控制系统，实现机组功率的合理分配。5.对设计进行分析总结。进度计划1、布置任务，查阅资料，理解掌握系统设计要求。 （1 天）2、阐述发电机有功频率调节和自动发电的基本原理和实现方法。 （1 天）3、推导有功功率分配的公式，确定机组有功功率分配方案（2 天）4、自动发电控制系统总体方案设计。 （1 天）5、系统硬件电路设计。 （2 天）6、系统软件设计（2 天）7、撰写、打印设计说明书（1天）指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日本科生课程设计（论文）II注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘 要自动

4、发电控制是根据电网负荷指令，直接控制发电机功率的自动控制系统。采用自动发电控制方式对提高负荷调度能力，确保电网供需平衡，保证电网稳定运行，对用户提供优质电能有着重要意义。同时也是电网调度自动化水平的突出标志。本课程设计阐述了发电机有功频率调节的基本原理，通过对比系统负荷一定和变化时，分析机组有功功率调差系数和负荷频率调节效应系数对功率分配的影响。并推导相关有功功率分配公式。讨论了发电机组并列原则以及几种发电机励磁控制系统励磁原理，通过对电压电流形成电路、模数转换器、模拟量输出通道以及开关量输入通道的设计，本次设计采用的是 AT89C51 单片机以及 AGC 控制系统，并以 SCADA 为平台完

5、成设计。设计中分析了 AGC 的控制原理以及 AGC 和相关软件的配合原理，叙述了 AT89C51 的引脚功能和 AT89C51 的控制原理，通过对AT89C51 最小系统的设计，时钟电路及复位电路的设计，实现了自动控制系统的设计。关键词：自动发电控制、功率稳定、功率调节、发电机组；本科生课程设计（论文）III目 录第 1 章 绪论 .11.1 自动发电控制概述.11.2 本文主要内容.3第 2 章 机组并联运行有功功率分配计算 .42.1 机组有功功率频率控制及自动发电的基本原理 .42.1.1 机组有功功率频率控制 .42.1.2 自动发电的基本原理 .52.3 负荷变化时的功率分配计算

6、.7第 3 章 自动发电控制硬件设计 .93.1 开关量输入输出通道 .93.1.1 开关量输入通道 .93.1.2 开关量输出通道 .93.2 直流稳压电源设计 .103.3 复位电路设计 .113.4 时钟电路设计 .123.5 89C51 单片机最小系统设计 .123.6 自动发电总体设计方案.13第 4 章 AT89C51 软件设计.154.1 软件功能 .154.2 软件流程图 .15第 5 章 课程设计总结 .16参考文献 .17本科生课程设计（论文）1第 1 章 绪论1.1 自动发电控制概述发电机组自动发电控制技术，简单来说，就是根据负荷的变化，对机组的发电量进行自动控制，从而达

7、到经济、可靠、安全的效果。具体是通过监视电厂输出功率和系统负荷之间的差异，来控制调频机组的出力，以满足不断变化的用户电力需要，达到电能的发供平衡。并且使整个系统处于经济的运行状态。自动发电控制技术的基本任务有四点，第一，必须保证供电的质量优良。第二，保证系统运行的经济性。第三，保证较高的安全水平选用具有足够的承受事故冲击能力的运行方式。第四，保证提供强有力的事故处理措施。自动发电控制系统包括数据采集、数据通信，命令执行等步骤，同时还应该具备一定的自诊断功能。一、AGC 的基本功能因为电力系统负荷预测模型的不准确和算法上考虑不周全，发电机机组的出力和系统调度EMS中的负荷预测得到的负荷总是纯在一

8、定差距。自动发电控制（AGC）就是通过监视电厂输出功率和系统负荷之间的差异，来控制调频机组的出力，满足不断变化的用户电力需要，达到大能发供平衡，并且是整个系统的处于经济的运行状态。在联合电力系统中，AGC是以区域系统为单位。AGC能实现机组出力的自动调节，是电力调度EMS系统中最重要的控制功能。在正常系统运行状态下，AGC的功能如下。1、使发电自动跟踪电力系统负荷变化。2、影响负荷和发电的随机变化，维持电力系统为额定值（30Hz）3、在各区域间分配系统发电功率，维持区域间净交换功率为计划值。4、对周期性负荷变化按发电计划调整发电功率。5、监事和调整备用容量，满足电力系统要求。二、AGC 的一般

9、过程从 AGC 的功能来看，它主要完成系统区域间交换功率的限制和系统频率的维持功能，可以通过电力系统调度中心的通信系统 获取各发电机发出的功率、各联络线传输功率以及系统频率信息，并向各个发电厂甚至是发电机发布响应的控制信号。当系统中出现频率或频率的偏差时，可以通过测量和计算确定区域控制偏差，获得进行系统时所需要增减的功率总值。再将这些需要增加难度功率总值分配给区域或子系统中各调节电厂和调节机组。在进行机组功率分配的时候，本科生课程设计（论文）2如果采用等耗量微增率法则来分配各各机组承担的功率增减，这就是所谓 经济调度计算。其自动发电控制结构示意图如图 2.1，当系统中用户的负荷增加时，初始的负

10、荷增量由释放汽轮发电机组的动能来提供。即整个系统频率开始下降。于是系统中所有的调速器开始响应，并使频率在几秒内实现大幅提高，即一次调频。二次调频由 AGC 实现。发电基点功率与负荷预测，机组经济组合。水电计划及交换功率计划有关，担负主要调峰任务，这就是所谓的三次调整。区域跟踪控制（三次调整）发电计划区域调节控制（二次调整）机组控制调速器电力系统负荷预测机组组合水电计划交换机化区域控制误差 ACE图 2.1 自动发电控制 AGC 示意图三、AGC 与其他应用软件的关系AGC 是 EMS 的有机组成部分，需要在其他应用软件的支持下工作，例如发点计划、负荷预测、机组组合、水电计划、交换机化、状态估计

11、、安全约束调度和优潮流等应用软件。此外，AGC 的实现与系统调度员和发电厂调度员有着密切的关系。如图 2.2 所示，系统负荷预测、机组组合、水电计划和交换计划均与发电计划协调，并经过发电计划与 AGC 相联系。这种联系一种是按负荷曲线以周期性的形式实现，一种是计划外的负荷变动的消化。AGC 所需要的负荷预测不仅是短期的，还需要预测超短期的，尤其在生负荷阶段。状态估计可以每 10 分钟向 AGC 提供各机组和各联络线交点的网损微增率，使 AGC 做到最恰当的网损修正。如果状态估计发现有线路潮流过负荷，则启动实时安全约束调度软件，提出解除过负荷的措施，以改变发电厂电功率限值的方式送给 AGC,由下

12、一个周期开始 AGC 将自动进行解除之路过负荷的调整。最优潮流可以代替安全约束调度功能，还可以及时提供网损修正后的经济负荷分配方案给 AGC，但现在安全实现这几项功能的这几项最优潮流还很少见，应该说最优潮本科生课程设计（论文）3流的在线应用理论上不存在问题。机组组合最优潮流状态估计安全约束调度交换计划AGC负荷预测水电计划发电计划图 2.2 AGC 在其他应用软件支持下工作AGC 理论上是完全自动化的，但实际上，没有系统调度员和发电厂调度员的人工干预是很难实现的。1.2 本文主要内容 本文阐述了发电机有功功率的基本原理，分析了系统负荷一定和变化时机组有功功率调差系数和负荷频率调节效应系数对功率

13、分配的影响，并推倒相关有功功率的分配公式。本次设计采用的是 AT89C51 单片机以及 AGC 控制系统，并以SCADA 为平台完成设计。设计中分析了 AGC 的控制原理以及 AGC 和相关软件的配合原理，叙述了 AT89C51 的引脚功能和 AT89C51 的控制原理，通过对 AT89C51 最小系统的设计，时钟电路及复位电路的设计，最终完成本次发电机组自动发电控制系统的设计。本科生课程设计（论文）4本科生课程设计（论文）5 第 2 章 机组并联运行有功功率分配计算2.1 机组有功功率频率控制及自动发电的基本原理2.1.1 机组有功功率频率控制频率是衡量电能质量的重要指标，频率质量的下降不仅

14、影响用户的用电质量，同时对电力系统本身影响也很大，严重时可造成系统崩溃。为保证用户和电厂的正常运行和安全，我们需要进行频率调整与控制，使得系统的频率波动不超过0.2HZ。根据符合变动的不同特点，可将调整划归为一次调节和二次调节及互联系统的频率调节。在这里着重分析前两种调整的原理和方法。电力系统频率的一次调节是指利用系统固有的负荷频率特性，以及发电机的调速器作用，来阻止系统频率偏离标准的调节方式。（1）其原理如下：当电力系统中原动机功率或负荷功率发生变化时，必然引起电力系统频率的变化，此时，存储在系统负荷的电磁场和旋转质量（如电动机、照明镇流器等）中的能量会发生变化，以阻止系统频率的变化，即当系

15、统频率下降时，系统负荷减少；当系统频率上升时，系统负荷会增加。这称为系统负荷的惯性作用，它用负荷的频率调节效应系数（又称为系统负荷阻尼常数）D 来表示： (2-1)/(/HzMwfPD系统负荷阻尼常数 D 常用标幺值来表示，其典型值为 12。D=2 意味着 1%的频率变化会引起系统负荷 2%的变化。（2）其作用：当电力系统频率发生变化时，系统中所有的发电机转速即发生变化，如转速的变化超出发电机组规定的不灵敏去，该发电机的调速器就会动作，改变其原动机的阀门位置，调整原动机的功率，以求改善原动机功率或负荷功率的不平衡状况，即当系统频率下降时，发电机的蒸汽阀门或进水阀门的开度就会增大，增加原动机的功

16、率；当系统频率上升时，发电机的蒸汽阀门或进水阀门的开度就减少，减少原动机的功率。发电机调速器的这种特性称为机组的调差特性，它用调差率 R 来表示： (2-2)/ )(RONNNR式中：表示无载静态转速（主阀在无载位置）ON 表示满载静态转速（主阀全开）N本科生课程设计（论文）6 表示额定转速RN调差率 R 的实际含义是，如 R-5%，则系统频率变化 5%，将引起主阀位置变化 100%。（3）特点：第一，响应速度快，一般在在 10s；第二，作用时间短暂，一般在 0.5 到 2 分钟不等；第三，一次调节是有差调节，所有机组的调整只与一个变量有关，机组之间互相影响小，但无法实现无差调整。电力系统的二

17、次调节：由于发电机组一次调节实行的是频率有差调节，因此，早期的频率二次调节，是通过控制调速系统的同步电机，改变发电机组的调差特性曲线的位置，实现频率的无差调整。但未实现对火力发电机组的燃烧系统的控制，为使原动机的功率与负荷功率保持平衡，需要依靠人工调整原动机功率的基准值，达到改变原动机功率的目的。随着科学技术的进步，火力发电机组普遍采用了协调的控制系统，由自动控制来 代替人工进行此类操作。在现代化电力系统中，各控制区则采用集中的计算机控制。这就是电力系统频率的二次调节，即自动发电控制（AGC） 。（1）其作用：第一，响应时间较慢，能有效地调整分钟级及更长周期的负荷波动；第二，实现频率的无差调整

18、。（2）特点：第一，采用的调整方式对系统频率是无差的；第二，响应比较慢，一般需要 12 分钟；第三，对机组管理往往是比例分配，是发电机组偏离经济运行点。综上所述保证输电系统的频率对于单个用户和发电厂都有重要的意义。电力系统的稳定和安全需要频率的一次调整和二次调整。一次调整靠调速器完成。二次调整由系统中的调频机组实现，通过调频器控制。既可为有差调节，也可以做到无差调节。选择的调频厂有主调频厂和辅助调频厂之分并且满足：第一，具有足够的容量。第二，具有较快的调整速度。第三，调整范围内的经济性好2.1.2 自动发电的基本原理对于具有多个联络点和发电机组的实际电力系统，则 AGC 将变为包含许多并联发电

19、机组控制回路的形式，如图 2.1 所示。其内部控制回路和外部控制回路的基本结构并未改变。G1、G2、G3 为发电机组；ACE 称为区域内控制误差，用来根据系统频率偏差以及输电线路功率偏差来确定控制信号；负荷分配器根据输入的控制信号大小并且根据等微增率准则或其他原则来控制各台发电机输出功率的大小。自动发电控制系统包括两大部分：（1）负荷分配器。根据电力系统频率和其他有关测量信号，按照一定的调节控制准则确定各发电机组的最佳设定输出功率。本科生课程设计（论文）7（2）发电机组控制器。根据负荷分配器所确定的各发电机组最佳输出功率，控制调速器的调节特性，使发电机组在电力系统额定频率下所发出的实际功率与设

20、定的输出功率相一致。图 2.1 具有多台发电机的 AGC 系统自动发电控制系统中的负荷分配配齐使根据所测量的发电机实际输出功率和频率偏差等信号按照一定的准则分配各台发电机组输出功率。决定各台发电机组设定的功率的负荷分配器，目前广泛采用以“基点经济功率”和“分配系ciPbiP数”来表示每台发电机组的输出功率的方法，即每台发电机组的设定调整功率i按以下公式分配: (2-3)(11ninibiGiibiciPAGCPPP式中 -各台发电机组的设定调整功率-每台发电机的实际输出功率ciPGiP -各台发电机的基点经济功率；-分配系数biPi也就是说，系统各台发电机组的设定功率，取决于系统发电机组总的实

21、际输出和每日台发电机组的基点经济功率，以及系统频率偏差和功率偏差(AEC)。GiPbiP偏差越大，各大电机组的设定调整功率的变动就越大。当频率偏差和功率偏差趋于零时，AGC 系统发电机组总的设定调整功率就与发电机总的实际输出功率相等。 电力系统N1（S）N2（S）N3（S）ACEK(S)负荷分配Pc1Pc2Pc3Pg1+-G1G2G3 p/fPg2Pg3本科生课程设计（论文）8分配到每台发电机组的设定功率值则有分配系数来决定。这种方法把自动调频i与经济功率分配联系起来了。其中和的值可以在每次经济分配计算时加以biPi修正。2.3 负荷变化时的功率分配计算（1）发电厂有三机组，一号机组功率为 2

22、50MW，二号机组功率为 200MW，三号机组功率为 150MW，功率因数均为 0.8。（2）有功功率调差系数为 0.08。（3）负荷频率调节效应系数（有功功率）为 2。（4）各发电机均以 85%负荷运行系统负荷增加时，经过频率的一次调整，频率由降为，由发电机组的静eflf态调节公式：， (2-4)0*fPG因此可得出： (2-5)*1*2*2*1PP表明并列运行的发电机组之间的功率分配与调差系数成发比关系（标幺值） ，与单位调节功率成正比。实际冰凉运行的发电机组的调速器均为有差调节，由其共同承担负荷的波动。假设系统由 n 台机组运行，则连理调解方程式：（1）有铭值 (2-6)niiniGiG

23、fPP11)1(按照调差系数的定义，可定义等效发电机组的调差系数为： (2-7)niiGGPf1)1(1等效发电机组的单位调节功率为： (2-8)niGiniGGGKK11)1(1这样系统的三台发电机组同样可以当做单独一台发电机对待，满足调节公式。同时，考虑负荷调节效应后，全系统负荷的变化量为： (2-9)fKKfKPPPLGGLGL)(物理意义：表示全系统的频率没变化 1Hz 时，其调节的负荷有功功率大小。本科生课程设计（论文）9（2）标幺值：由于标幺值的基准是不一致的，故采用标幺值要涉及基准值的转换。发电机组：以自身的额定容量为GeP负荷：以额定负荷容量为基准LeP全系统：以负荷额定容量为

24、基准LeP等效发电机组的单位调节功率： (2-10)niGeGeiGiGGPPKfPK1*)(这样可以算出发电出力以及负荷调节效应后的实际功率。根据任务书给的参数可进行以下计算：由此得到 P=P1+P2+P3=250+200+150=500W将标幺值化为有名值，等效发电机的单位调节功率为： )/(200)50*05. 0/(500)*(HzMWfPKeG假设系统的额定负荷为 500MW 荷的调节效应系数为 )/(2050/2*500/*HzMWfKPKeLLeL当负荷增加 200MW 时，频率变化量为： )(9 . 0)20200/(200)/(HzKKPfLG系统频率为： )( 1 .499

25、 . 050Hzfffe等效发电机组发出的功率增加量为： MWKfPGG180200*9 . 0*系统的实际负荷为： MWPPPGLeL680180500本科生课程设计（论文）10第 3 章 自动发电控制硬件设计3.1 开关量输入输出通道3.1.1 开关量输入通道最常用的是利用光耦合器作为开关量输入计算机的隔离器件其简单接线原理图如图 3.1，当有输出信号时，开关 S 闭合，二极管导通，发出光束，使光敏三极管饱和导通，于是输出端 U 表示出低电位。在光电耦合器件中，信息的传递介质为光，但输入输出都是电信号，由于信息的传递和转换的过程都是在密闭环境下进行，没有电的直接联系，它不受电磁信号的干扰，

26、所以隔离洗好比较好。24V 3.1.2 开关量输出通道为了提高干扰能力，开关量输出通道最好也经过一级光电隔离，如图3.2所示。只要通过软件使并行口的PB0输出“0” ，PB1输出“1” ，便可使与非门DAN1输出低电平，光敏三极管导通，继电器K被吸合。UABGND1SRGND2R1Uc图 3.1 光电耦合器接线原理图本科生课程设计（论文）11在初始化和需要继电器K返回时，应该使PB0输出“1” ，PB1输出“0” 。设置反相器DN1及与非门DAN1而不将发光二极管直接与并行口连接，一方面是并行口带负荷能力有限，不足以驱动发光二极管；另一方面是因为采用与非门后要满足两个条件才能使继电器K动作，增

27、加饿了抗干扰能力。3.2 直流稳压电源设计电源电路设计的要求是将 220V 交流电转化为 5V 的直流电，如图 3.3 所示变压器将 220V 交流电变换成 12V 交流电，经过整流桥又变换为 12V 的直流电，三断集成稳压器 W7805 的作用是将 12V 的直流电转化成 5V 的直流电，图中的 4 个电容是滤波电容。集成串联型稳压电路有三个脚，分别为输入端、输出端和公共端，因此称为三端稳压器。按功能分为固定式和可调节式稳压电路；前者输出地电压不能进行调节，为固定值；后者可通过外接元件使输出电压得到很宽的调节范围。本设计中使用的 W7805 三端稳压器为固定式稳压器，型号最后两位数为输出电压

28、值，所以 W7805 的输出电压为+5V。 PB0 PB1 1&图 3.2 装置开关输出回路接线图5V24V本科生课程设计（论文）12T11234D1C13300uFC2100uFC3100uFC4100uFw7805VinVout123GND.图 3.3 直流稳压电源220V+5VW7805本科生课程设计（论文）11三端稳压电器具有体积小、重量轻、性能好、成本低、可靠性好和使用方便等特点。当输出电压 U0因某种原因（如电网电压的波动和负载的变化）而增大时，内部比较放大电路的反相器输入端电位随之升高，使得放大电路输出端电位下降，使得 U0随之减小：当输出电压减小时，各部分的变化与上述过程相反：

29、因而能够得到稳定的输出电压。3.3 复位电路设计复位电路是使单片机的CPU或系统中的其他部件处于某一确定的初始状态，并从这上状态开始工作，除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出现错误或操作错误使系统处于死锁状态时，为了摆脱困境，也需 按复位电路以重新启动。复位电路包括上电复位，按键电平复位，按键脉冲复位。本设计中采用按键电平复位。按键电平复位是通过是复位端经过电阻与 VCC 电源接通而实现的，如图 3.420 0R E S21kR E S222 0u FC A PS1SW -P B图 3.4 按键电平复位电路复位信号及其产生：RST 引脚是复位信号的输入端，复位信号时高电平有效，其有效

30、时间持续 24 个振荡脉冲周期（即 2 个机器周期）以上，若使用频率为12MHz 的晶振，则复位信号持续时间应超过 2us 才能完成复位操作。整个复位电路包括片内外两部分，外部电路产生的复位电路送施密特触发器，再由片内复位电路在每个机器周期的 S5P2 时刻对施密特触发器的输出进行采样。然后才得到内部复位操作所需要的信号。200220uF1K本科生课程设计（论文）123.4 时钟电路设计时钟电路由一个晶体振荡器 12MHZ和两个 33pF 的瓷片电容组成。时钟电路产生单片机工作所需要的时钟信号，而时序所研究的是指令执行中各信号之间的相互关系。单片机本身就如一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工

31、作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格工作。单片机芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚 XTAL1，输出端为引脚 XTAL2，在芯片外部通过两个引脚跨接晶体振荡器和微调电容，形成反馈电路，就构成了一个稳定的自激振荡器，如图 3.5 CAPC A PC A PC R Y S T A LX T A L 1X T A L 2图 3.5 时钟电路3.5 89C51 单片机最小系统设计（1）XTAL1：接外部晶体和微调电容的一端。在 AT89C51 片内，它是振荡电路反向放大器的输入端及内部时钟发生器的输入端，振荡电路的频率就是晶体的固有频率。当采用外部振荡器是次引脚输入外部时钟脉

32、冲。（2）XTAL2：解外部晶体和微调电容的另一端。在 AT89C51 片内，它是振荡电路反向放大器的输出端。在采用外部振荡器时此引脚应悬浮。通过示波器查看 XTAL2 端是否有脉冲信号输出，可以确认 AT89C51 的振荡电路是否正常工作。（3）RST：复位信号输入端，高电平有效。当振荡器工作时，在此引脚上出现两个机器周期一上的高电平，就可以使单片机复位。（4）ALE/：地址锁存允许信号。ALE 锁存 P0 口传送的低 8 位地址PROG信号，实现低 8 位地址与数据的分离。（5）：外部程序存储器的读选通信号。当 AT89C51 由外部程序存储PESN器取指令（或常数）时，每个机器周期内两次

33、有效输出。PESN（6）/VPP：内，外 ROM 选择端。当端接高电平时，CPU 访问并执EAEA33uF33uF晶振 12MHz本科生课程设计（论文）13行内部 ROM 的指令；但当 PC 值超过 4KB 时，将自动转去执行外部 ROM 中的程序。但 端接低电平时，CPU 只访问外部 ROM 中的指令。（7）P0 口：双向 8 位三态 I/O 口，在访问外部存储器时，可分时用做低 8位地址线和 8 位数据线。无上拉电阻，能驱动 8 个 LSTTL 门电路。 P1 口：8 位双向 I/O 口，用做普通 I/O 口。有上拉电阻，能驱动 4 个LSTTL 门电路。 P2 口：8 位双向 I/O 口

34、，做高 8 位地址线。有上拉电阻，能驱动 4 个LSTTL 门电路。 P3 口：8 位双向 I/O 口，具有第二功能。有上拉电阻，能驱动 4 个LSTTL 门电路。AT89C51 单片机的最小系统接线图如图 3.6 图 3.6 单片机最小系统3.6 自动发电总体设计方案自动发电控制系统是利用调度监控计算机、通道、远方终端、执行（分配）装置、发电机组自动化装置等组成的闭环控制系统，监测、调整电力系统的频率，以控制发电机出力。它是电力系统调度自动化的主要内容之一。自动发电控制系统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

35、调整发电出力，以满足电力系统频率和联络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EA12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940p1 .0p1 .0p1 .2p1 .3p1 .4p1 .5p1 .6p1 .7p3 .0p3 .1R E SE Tp3 .2p3 .3p3 .4p3 .5p3 .6p3 .7X T A L 2X T A L 1V SSP0 .0P0 .1P0 .2P0 .3P0 .4P0 .5P0 .6P0 .7V C

36、CP2 .0P2 .1P2 .2P2 .3P2 .4P2 .5P2 .6P2 .7E A /V PPPS E NA L E / O GA ?C O M PO N E N T _1R 21KR 120 0C22 0u FC 2C 1S?SW -P BV C CV C CV SSR E SE TX T A L 1X T A L 2CRYSY12MHzCAP33uFCAP33uFRES2200RES21KS1本科生课程设计（论文）14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

37、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，

38、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。本次设计采用 AGC 自动发电控制系统和 SCADA 平台实现自动发电控制，如图4.7 通过时钟电路和复位电路给 AT89C51 发出负荷功率的变化信息，AT89C51 根据软件事先预设的控制要求并结合发电机组反馈来的信息发出控制信号，经过D/A 转换转换为模拟量给 AGC 控制系统，最终实现对发电机的自动发电控制。当 SCADA 传来负荷改变的实时信息时，经过 A/D 转换器，将信号传给单片机AT89C51。然后单片机 AT89C51 经过程序，将信号经过 D/A 转换器传给 AGC，最后通过 AGC 区域控制模块，将区域控制设定功率与区域当前的发电功率相比较，按照 AGC 程序设定的控制参数，重新分配各电厂控制器的目标功率。图 3.7 自动发电系统控制框图复位电路时钟电路AT89C51D