电压稳定5.

第五章：电力系统调频与自动发电控制5.1调频与自动发电控制基本原理5.2调频与自动发电控制系统结构5.1调频与自动发电控制基本原理5.1.1频率的一次、二次调节有功负荷的频率静态特性1、负荷的频率调节效应系数:fPtgKDD在实际系统中，它表示频率变化1%时，负荷有功功率相应变化(1-3)%。3~1DKPDN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-频率静态特性。fPKGG1KG的数值表示频率发生单位变化时，发电机组输出功率的变化量。机组的单位调节功率(或称发电机组功频静特性系数)2、发电机组的有功功率-频率静态特性012fff频率变化fKPGG发电机组功率输出的增量fKPDD负荷的频率调节效应所产生的负荷功率变化系统的负荷增加量ΔPDOfKPPPDDDD00负荷功率的实际增量3、电力系统的有功功率-频率静态特性fKPPPDDDD00负荷功率的实际增量：与发电机组的功率增量相平衡GDDPPP0fKfKKPPPDGDGD)(0系统负荷增加时，在发电机组功率特性和负荷本身的调节效应共同作用下达到了新的功率平衡。即：一方面，负荷增加，频率下降，发电机按有差调节特性增加输出；另一方面负荷实际取用的功率也因频率的下降而有所减小。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。汽轮机：进气阀门；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。响应时间为0.5-2min。4、频率的一次调节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:0.02Hz;电液式调速系统：0.005Hz;整定不灵敏区:人工设定，以躲开较小的负荷随机波动，避免频繁动作。5、频率的二次调节fKfKPPDGGD0fKfKKPPDGGD)(0KPPfGD0当二次调整所得到的发电机组功率增量能完全抵偿负荷的初始增量，即时，频率将维持不变(即△f=0)，这样就实现了无差调节。00GDPPAEEFFC互联系统控制区和区域控制偏差1）电力系统系统控制区控制区A控制区BP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，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。2）区域控制偏差（AreaControlError)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。区域控制偏差（ＡＣＥ）反应了区域内发电与负荷的平衡情况，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。在稳态情况下，对各控制区而言，应确保联络线交换功率与计划值一致。二次调节响应时间为1-2min，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，但能有效地调整分钟级和更长周期的负荷波动。无差调节。负荷如何分配经济上最优？负荷最优分配。频率三次调节6、频率的三次调节频率的三次调节也称有功功率经济分配。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；在发电机组之间经济分配有功功率，同时也使网损最小；互联电网中，调整交换功率，在区域间经济分配负荷；5.1.2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蒸汽发电机组：一般能在30%额定出力的变化范围内，以每分钟3%额定出力的速率响应AGC指令；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0.8%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，较少参AGC运行；核电机组：能以每分钟3%额定出力的速率响应AGC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，核电机组应保持满功率发电；水电机组：发电功率变化范围大响应速率高,绝大部分机组的响应速率在每秒1%-2%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，响应速率高，且易于调节，宜参与变化周期在10s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，宜参与跟踪变化缓慢的持续变化负荷；2、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，负荷预测等，计算未来几天的开停机计划，以及规定时间间隔（如15min）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下，每个时间间隔电力系统的总运行成本最低。5.1.3自动发电控制与电力系统经济运行1、离线的经济调度2、在线的经济调度离线经济调度的不足：①依据较长时的负荷预测数据进行计算，预测结果不可能完全准确；②电力系统的运行工况瞬息万变，发电机组的有功出力会因种种原因偏离所安排的发电计划。故需要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（5-15min）负荷的预测，对发电机组的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。解决途径——自动发电控制在线经济调度需要每5-15min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更难实施，所以必须依靠自动发电控制。自动发电控制（AGC）一般包含两部分功能：•通过控制发电机组的有功功率，使系统频率保持在额定值，或按计划值来维持区域间的联络线交换功率负荷频率控制（LFC）•根据给定的负荷水平，安排最经济的发电调度方案经济调度（ED）5.2调频与自动发电控制系统结构5.2.1AGC功能结构不同控制区内，具有各自自动发电控制系统：非AGC机组：接受电网调度中心的发电计划；AGC机组：接受电网调度中心的实时AGC信号；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；其次，实际运行时，AGC系统根据超短期负荷预测、发电机组运行工况、ACE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AGC分配因子及最终各机组的AGC调节功率值，发送AGC机组。AGC物理结构AGC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。主站发出的指令有网络通信工作站或远程终端（RTU）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。电厂相关信息、联络线功率等信息经通信网上传至主站，供主站分析计算用；AGC系统应用软件功能1）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变AGC基点功率的依据。2）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。3）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。4）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AGC机组基点功率的控制方式称为经济调度控制（ＥＤＣ）。５）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。5.2.２AGC系统控制策略１、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，实现功率平衡，其ＡＧＣ方式是集中的定频率（ＦＦＣ：ＦｌａｔＦｒｅｎｑｕｅｎｃｙＣｏｎｔｒｏｌ）控制。实用在较小的独立系统中。２、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，但系统内的发电机组由数个分控制中心控制。在这种情况下，ＡＧＣ方式是分层的定频率（ＦＦＣ）控制。1）通过法：控制中心计算所有参与ＡＧＣ调节的机组的控制指令，将指令发送给各分控制中心，然后由分控制中心将指令发送机组。2）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。然后由各分控制中心进行AGC计算，再进行分配。3、分区控制模式：互联系统有多个控制区时，控制区之间的联络线潮流需按计划控制，在这种情况下，可分控制区进行AGC控制。控制区之间的协调方式可有多种方式。以下介绍两种。1）定频率-定联络线控制（FFC-FTC）一个控制区采用定频率控制，其它采用定联络线功率控制。适合大系统与小系统互联的系统中，大系统有足够的调节容量以确保互联系统的频率质量，小系统的控制目标主要是维持本系统的发用电平衡。FFCFTCtP2）双联络线功率频率偏差控制（TBC-TBC）所有控制区都执行联络线功率频率偏差控制。互联系统中多采用此控制方式。当扰动发生时，该控制区主调，尽可能维持联络线功率、频率不变。TBCTBCtP谢谢！