电力系统调度与运营4.ppt

第四章自动发电控制,自动发电控制简称AGCAutomaticGenerationControl，它是能量管理系统EMS的重要组成。按电网调度中心的控制目标将指令发送给有关发电厂或机组，通过电厂或机组的自动控制调节装置，实现对发电机功率的自动控制。自动发电控制AGC是时时刻刻保证发电与负荷平衡、维持电力系统频率质量的重要技术手段。AGC原先称为“电力系统频率与有功功率的自动控制”,一、电力系统的频率变化与调整方式,电力系统频率变化主要是由负荷波动引起的,第1种负荷分量变化周期在10s以内、变化幅度较小的负荷分量，称为随机波动的负荷分量，对应的调整方式是发电机组的一次调节；,第2种负荷分量变化周期在10s到数分钟之间的负荷分量，称为分钟级负荷分量，对应的调整方式是AGC；,第3种负荷分量变化缓慢的持续变动负荷分量，又可细分为第4种负荷分量基点负荷分量和第5种负荷分量爬坡负荷分量，可人工或AGC调节。,二、AGC的目标,1、跟踪负荷变化一次调节2、维护频率值3、维护区域间净交换功率为计划值4、对周期性负荷按发电计划调整，对非预计按在线经济负荷分配5、最小化区域运行成本6、监视和调整备用容量,,二次调节,负荷频率控制,三次调节,,LFC,经济调度控制,EDC,第四章自动发电控制,发电控制与发电计划跟踪系统负荷示意图,AGC调节容量的依据是分钟级负荷波动的幅值和速率,三、AGC调节容量的确定,系统中保有大量的AGC可调容量，对维持电力系统频率质量有好处，但发电机组保持AGC可调容量会减少正常的发电量，机会成本提高；,在电力市场的环境中，AGC是发电机组向电网提供调节服务的技术手段，机组投入AGC运行是要在辅助服务市场中收取费用的。,确定AGC调节容量的要求，与负荷预测相似，是依据过去事实的规律和对未来的预测。与负荷预测不同的是，负荷预测考察的是负荷的幅值，而AGC调节的目标是平衡负荷分钟级的波动。,四、AGC的总体结构及控制方式,三个控制环,,机组由基本控制回路去调节机组控制误差到零,区域使区域控制误差（ACE）调到零，AGC的核心，在可调机组之间分配区域控制误差。,计划跟踪按计划提供发电基点功率，担负主要调峰任务,控制方式,,主要是区域控制误差（ACE）一次控制模式,定频率控制FFCACEKΔf孤立系统,定交换功率控制FTCACEΔPT与大系统联合的小系统,联络线控制偏差TBCACEΔPTKΔf大系统,,K的取值,,与本系统的自然频率调节系数（Kf）尽量一致,自动修正时差ACEΔPTKΔfKtΔt,KKf时负荷变化的区域调节出力,自动修正交换电能差ACEΔPTKΔfKwΔw,自动修正时差及交换电能差ACEΔPTKΔfKtΔtKwΔw,KKf时没有负荷变化的区域也调节出力,响应速度更快,KKf时没有负荷变化的区域起反作用,延长了调节时间,TBC的方式二次控制模式,ACEAreaControlError即区域控制误差的简称，其计算公式为ACEΔPTKΔf,对定频率控制模式FFC，ACE只取右边项。,对定联络线功率控制模式FTC，ACE只取左边项。,联络线控制偏差TBC，ACE取两项。,区域电网中，网调一般担负系统调频任务，其控制模式应选择定频率控制模式；,省调应保证按联络线计划调度，其控制模式应选择定联络线控制模式。,在大区互联电网中，互联电网的频率及联络线交换功率应由参与互联的电网共同控制，其控制模式应选择联络线偏差控制模式。,如果还加上二次控制模式，需增加相应的附加项,,,山西,FTC,,河北,FTC,,内蒙,FTC,,京津唐,FFC,,,,,山西,FTC,,河北,FTC,,内蒙,FTC,,京津唐,TBC,,,,,东北,TBC,,华北、东北联网前AGC控制方式,华北、东北联网前AGC控制方式,华北、东北联网前AGC控制方式,华北、东北联网后AGC控制方式,五、火电厂内AGC控制的实施,1、机组少且调节性能好的火电厂,CCS发电机组协调控制系统,适应负荷变化快、幅度小,2、新建大型火电厂,3、扩建和改建的火电厂或多台机组的老电厂,六、AGC与其它应用软件的关系,七、AGC在电力系统中的作用,AGC是保证系统频率质量的重要技术手段,AGC是实现有功功率在线经济分配的必备条件,AGC与电力系统安全稳定运行,AGC是保证电力市场正常开展的重要工具之一,随着电力系统规模的不断扩展，负荷的变化速率不断提高，只有采用AGC的技术手段，才能保证电力系统频率的质量,AGC并不是直接消除电力系统稳定问题的工具，但它使电力系统始终处于正常的状态运行，可以为预防稳定问题的产生作出贡献。,搞好发电计划的主要基础是负荷预计，基本要求如下,第五章发电计划经济调度及机组组合,（1）要满足最大负荷的要求；,（2）要留有调频、调峰容量及事故备用容量；,（3）要合理利用水能，按水位和流量来安排水电；,（4）要按经济原则确定开停机计划和机组间的负荷分配，并按安全分析结果进行修正；,（5）按低负荷需要确定机组的低负荷运行方式，如最低技术出力运行或滑参数运行，日开夜停等。,长期3～5年电源规划、网络规划中期月～年检修、水库调度、燃料合同短期小时～月发电计划、机组组合等,一、发电计划总体组成,在制定发电计划时，要按负荷预计对可调出力、检修容量、备用容量进行核算，以便求得最佳安排方式。,第五章发电计划发电计划总体组成,发电计划与其它应用软件的关系,经济调度主要包括以下两方面的工作,二、发电计划（火电厂经济调度）,拟定各种技术经济指标（包括发电煤耗、发电厂用电、水能利用、线路损耗）和改进系统经济运行的措施；,制定和执行经济调度方案。,经济调度的实质工作,首先是让水能得以充分利用；,根据机组的效率调整出力或开停机组，让煤耗低的机组多发电、煤耗高的机组少发电；,让电网的功率流动趋于合理，减少电力输送过程中的功率损耗。,已知系统负荷、机组组合、水电计划、交换计划、机组特性、网损特性和运行限制目标编制火电机组发电计划、使整个发电费用最低算法发电输电协调方式求,在,,min,1、火电厂经济调度考虑网损的经济调度协调方程,解法引入拉格朗日条件乘子,,,,2、协调方程式的一维线性插值算法,是M1维非线性方程组，可以采用牛顿内插法调整使机组出力之和满足系统负荷,,,,,,由和,计算P,,,,,,,,,,,,,[4],[3],[2],[1],[5],,,,,,00,利用B系数计算网损及其微增率,2、考虑其它因素后的经典经济调度法,水火电系统的经济调度（水库、梯级、抽水蓄能）；,多区域互联系统的调度模式及交换计划；,安全约束的经济调度模式；,多目标的经济调度模式；,现代经济调度模式最优潮流；,最优潮流考虑有功、无功损耗优化；母线电压约束；线路潮流的安全约束。,某一水平负荷哪些机组投入运行变化负荷机组如何启停已知负荷预测、水电计划、变换计划、燃料计划、网损修正、机组减发电功率计划和机组可用状态下目标编启停计划，使总费用最低,,发电费用启停费用,三、机组组合,使用场合编制调度计划、修正调度计划、研究运行方式实用算法优先次序法和动态规划法优先次序法按实际运行统计其平均费用，按此顺序排队，随着负荷的升降而启停机组（不相关的处理各时段的机组组合问题，容易频繁启停）动态规划法按时间分段的多少决策过程，寻找各时段间机组状态的最优转移路径。整数规划法,电力工程系,DepartmentofElectricalEngineering,NorthChinaElectricPowerUniversity,