浅析AGC发电机组分群控制策略的构建

[摘要]目前，在电力系统中自动发电控制（agc）机组的调节性能存在一定差异，如果全部机组均采用相同的控制策略，则容易出现各种问题。本文首先阐述了AGC的控制系统，分析AGC机组的分群控制流程，最后提出了自动发电控制机组分群控制的创新策略。

[关键词]AGC；分群控制；策略研究

中图分类号：TB857+.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）06-0098-02

自动发电控制是我国电力控制中常用的一种方法，在能量管理系统中是关键的控制功能。随着电力系统的规模不断增大，运行设备的不断增多，只有通过自动发电控制技术，才能够充分保证电力系统的运行安全，而自动发电控制技术的控制策略和实际效果会直接影响到整个系统的安全性，由此，对于自动发电控制策略进行深入研究是一个亟待解决的问题。

一、AGC控制概述

AGC控制系统主要由电网调度中心实时控制系统、信息传输通道、远动控制装置（RTU）、单元机组控制系统组成。电力系统可以分为若干个控制区，在控制区内发电机组分为AGC机组和非AGC机组两类。非AGC机组接受电网调度中心的发电计划，由当地的控制系统或人工调整机组的发电功率。AGC机组则接受电网调度中心实施更新的AGC信号，自动调整机组发电功率。电网调度中心利用控制软件对整个电网的用电负荷情况及机组的运行情况进行监视，对掌握的数据进行分析，按照等微增法或购电费用最低原则，对可控机组进行经济负荷分配，计算出发电机组下一时段的基点功率和AGC分配因子，并传送给负荷频率控制软件。电网调度中心负荷频率控制软件采用电网的频率、联络线潮流、系统电时钟差，计算控制区的区域控制偏差（ACE），经过滤波后得到平滑的ACE，然后根据机组的实际功率、基点功率、AGC分配因子及机组的分类，计算出各机组的AGC调节功率值，通过信息传输通道将此指令发送到电厂的RTU装置，同时电厂将机组的运行状况和相关信息通过RTU装置和信息传输通道反馈至电网调度中心的实时控制系统。

二、AGC机组分群控制流程

由于传统的AGC控制策略存在一定问题，全部的发电机组均采取相同的控制策略是不能够保证系统需求的，由此应该将AGC机组按照群分的思想进行划分，不同机组之间采用的是不同的控制策略。

在完成AGC机组群分工作之前，首先需要深入分析AGC机组的调节性能，再根据研究对比得到的AGC机组的调节性能差异完成分群工作。基本要求确定以后，针对AGC机组的分群控制可有多种选择，比如可以选定少数机组承担AGC任务，让更多的机组按照计划发电；可以选定较多机组参入AGC任务，但使其基值不过多地偏离计划值或经济值。以水电和火电为例，由于水电机组和火电机组存在差异较大的AGC调节性能，应该将水电机组和火电机组分为不同的机组群，而且，由于水电机组之间和火电机组之间的AGc调节性能也会存在一定差异，所以应该将发电机组再进行仔细划分，包括快水电机组、快火电机组、慢水电机组、慢火电机组四个部分。

三、AGC机组的分群控制策略

（一）负荷紧急的控制策略

本文在系统负荷出现紧急情况时提出的控制策略是：先按照优先级顺序，将系统内的发电机组群进行排序，优先级最高的发电机组群的AGC调节性能最佳，优先级最低的发电机组群的AGC条件性能最差，如图1所示。

在系统负荷出现紧急情况的时候，利用AGC调节性能最好的发电机组群，即优先级最高的发电机组群对控制区域运行的基本信号（ACE）进行跟踪，优先级低的发电机组群对负荷趋势分量进行跟踪。AGC调节性能较好的机组控制能够达到秒级，例如水电机组，整个电力系统中负荷的脉动分量变化周期通常在10秒至几分钟不等，所以，利用水电机组能够对系统脉动分量进行较好追踪。

当对ACE进行跟踪的发电机组群失去调节能力时，就是说当机组出力已经达到了调节上限时，要求机组增加出力；或者当机组出力已经达到了调节下限时，要求机组减少出力，应该由下一个优先级的发电机对ACE进行跟踪，优先级低的发电机组仍然对负荷趋势分量进行跟踪。如图2所示。

（二）负荷平稳的控制策略

本文提出的在系统负荷平稳的情况下控制策略是通过AGc调节性能较好的机组群对ACE进行跟踪，从而减少机组出力对系统造成反向调节，利用AGc条件性能较差的机组群功率与AGc调节性能较好的机组群功率完成置换。

如图3阴影部分所示，可以对发电机组的期望运行范围进行设定，当发电机组的出力已经超过设定的期望运行范围时，则由下一级机组群对超出部分的功率进行置换，从而能够保证机组具有一定的可调功率量。当下一级的机组群不具备足够的容量分配被置换的功率时，则在该机组群内以最大的限度完成分配被置换的功率，其余的功率由下一级机组群完成分配置换。

具有较好调节性能的发电机组在电力系统中可快速调节机组容量。为了能够使得电力系统保持快速调节的能力，在对发电机组期望运行范围进行设定的同时，对于调节性能较好的发电机组可以设置较窄的范围。

在完成机组群之间的功率置换时应该时刻注意置换速度的调节和保证，由于不同优先级的机组群调节性能存在一定差异，在进行功率置换过程中，优先级较高的机组调节速度不能过快，才能够保证优先级较低的机组调节速度跟得上，否则容易造成整个系统的功率缺额增加，甚至影响系统的频率质量。如图4所示。

四、AGC控制应具备的条件

实现AGC控制必须以实时数据采集及其监控系统为基础，建立良好的人机界面。调度中心的软件能进行AGC计算并发送发电机组的给定值。在电厂与调度中心之间不仅有上行和下行通道，还应有备用通道，保证信息交换的可靠性。同时电厂对自动化控制程度也有很高的要求，电厂根据各机组的性能、运行状况确定其机组的出力调节，采用计算机对机、炉、电统一协调控制。

结论

目前，我国电力系统通常都是由多个控制区域共同组成的，这些控制区域之间通过网络进行互联，随着电力系统的规模不断扩大，发电机组的容量和电缆传输量也不断增加，系统总负荷的变化频率越来越快，传统的控制条件方法已经远远不能保证电力系统的稳定运行，因此，必须采用自动发电控制策略来保证电力系统的安全运行。