北京交通大学：《电力系统自动化》课程教学课件（讲稿）第6讲 自动发电控制AGC

北京交通大学课程内容BEIJINGJIAOTONGUNIVERSITY(AGC)·第六章自动发电控制·第一节分级的有功频率控制概述·第二节一次调频的基本原理(AGC)·第三节二次调频的基本原理(EDC)·第四节三次调频的基本原理2

课程内容 •第六章 自动发电控制（AGC） • 第一节 分级的有功频率控制概述 • 第二节 一次调频的基本原理 • 第三节 二次调频（AGC）的基本原理 • 第四节 三次调频（EDC）的基本原理 2

北京交通大学(AGC)6.1分级的有功频率控制BEIJINGJIAOTONGUNIVERSITY控制调频机组出力，达监视出力与负荷的差异，到发供平衡且经济运行。（1）使发电自动跟踪电力系统负荷的变化；与一次调节有关(2）响应负荷和发电机的随机变化，维持f~（50HZ）二次调节（3）在各区域间分配系统发电功率，维持区间净交换功率（计划值）（分区调频）三次调频（4）对周期性的负荷变化按发电计划调整发电功率；(2)与(1)(3)（5）监视调整备用容量、满足系统安全要求；（4）有关3

6.1 分级的有功频率控制（AGC） • 监视出力与负荷的差异，控制调频机组出力，达 到发供平衡且经济运行。 3 （1）使发电自动跟踪电力系统负荷的变化； 与一次调节有关 （2）响应负荷和发电机的随机变化，维持 N f (50HZ) （3）在各区域间分配系统发电功率，维持区间净交换功率（计划值） （4）对周期性的负荷变化按发电计划调整发电功率； （5）监视调整备用容量、满足系统安全要求； 与（1）（2）（3）（4）有关 三次调频 二次调节 （分区调频）

北京交通大学(AGC)6.1分级的有功频率控制BEIJINGJIAOTONGUNIVERSITY50.0Hz50.249.8发电用电口一次调频：本地控制，是发电机的固有响应，稳定频率，实际上是被动调频口二次调频(AGC):：集中控制，考虑发电机的调节性能，考虑备用和安全性口三次调频：集中调度，经济性和安全性，网络约束4

6.1 分级的有功频率控制（AGC） 50.0Hz 50.2 49.8 发 电 用 电  一次调频：本地控制, 是发电机的固有响应，稳定 频率，实际上是被动调频  二次调频(AGC)：集中控制, 考虑发电机的调节性 能，考虑备用和安全性  三次调频：集中调度，经济性和安全性，网络约束 4

北京交通大学(AGC)6.1分级的有功频率控制BEIJINGJIAOTONGUNIVERSITY·示意图控制机组实际负荷发电控制发电负荷控制机组预计负荷计划发电预计负荷（计划、预测）：调度实现供电一>发一供平衡实际负荷（与预计有偏差）：控制实际供电5

6.1 分级的有功频率控制（AGC） • 示意图 5 预计负荷（计划、预测）：调度实现供电 实际负荷（与预计有偏差）：控制实际供电 发—供平衡 发电控制 控制机组 计划发电 控制机组 实际负荷 预计负荷 发电 = 负荷

北京交通大学6.1 AGC的一般过程BEIJING JIAOTONGUNIVERSITY维持系统fAGC的主要功能负荷预测限制系统区域间交换功率机组组合区域跟踪控制发电计划(三次调整）水电计划P交换计划区域控制误差ACE区域调节控制(二次调整)+p△fR电力系统++PPGNREF机组控制调速器AGC的三个控制回路：P.（基本功率）(1)任务(4)，发电计划区域跟踪控制：期望发电量：Pr+P =P6

6.1 AGC的一般过程 6 AGC的主要功能 N f 限制系统区域间交换功率 维持系统 区域跟踪控制 （三次调整） 区域调节控制 （二次调整） 机组控制 发电计划 负荷预测 机组组合 水电计划 交换计划 电力系统 区域控制误差ACE 调速器 + + + - P REF PG n ∆f PR Pi AGC的三个控制回路： （1）区域跟踪控制： 任务(4)，发电计划 Pi （基本功率） 期望发电量： PR + Pi = P

北京交通大学6.1 AGC的一般过程BEIJING JIAOTONGUNIVERSITY维持系统fAGC的主要功能负荷预测限制系统区域间交换功率机组组合区域跟踪控制发电计划(三次调整)水电计划P交换计划区域控制误差ACE区域调节控制（二次调整）+p△fR电力系统++PSNREF调速器机组控制AGC的三个控制回路：PR（需要增加的）目的ACE=0(2)区域调节控制：任务(2)(3)。区域控制偏差ACE频率交换功率、频率>（AGC）核心7

6.1 AGC的一般过程 7 AGC的主要功能 N f 限制系统区域间交换功率 维持系统 区域跟踪控制 （三次调整） 区域调节控制 （二次调整） 机组控制 发电计划 负荷预测 机组组合 水电计划 交换计划 电力系统 区域控制误差ACE 调速器 + + + - P REF PG n ∆f PR Pi AGC的三个控制回路： （2）区域调节控制： 区域控制偏差ACE 频率 任务(2)(3)。 PR （需要增加的）目的ACE=0 交换功率、频率 （AGC）核心

北京交通大学6.1 AGC的一般过程BEIJINGJIAOTONGUNIVERSITY维持系统fAGC的主要功能负荷预测限制系统区域间交换功率机组组合区域跟踪控制发电计划(三次调整)水电计划P交换计划区域控制误差ACE区域调节控制（二次调整)+p△fR电力系统++PLNREF机组控制调速器AGC的三个控制回路：（3）机组控制（调频器、调频机组）：改变nREF（调速器的整定值）[(2)（3）与系统形成AGC的闭环AGC：出力跟踪控制系统（1）作为AGC的输入参与

6.1 AGC的一般过程 AGC的主要功能 N f 限制系统区域间交换功率 维持系统 区域跟踪控制 （三次调整） 区域调节控制 （二次调整） 机组控制 发电计划 负荷预测 机组组合 水电计划 交换计划 电力系统 区域控制误差ACE 调速器 + + + - P REF PG n ∆f PR Pi AGC的三个控制回路： （3）机组控制（调频器、调频机组）： AGC：出力跟踪控制系统 （2）（3）与系统形成AGC的闭环 （1）作为AGC的输入——参与 改变 nREF（调速器的整定值）

北京交通大学课程内容BEIJINGJIAOTONGUNIVERSITY(AGC)·第六章自动发电控制·第一节分级的有功频率控制概述·第二节一次调频的基本原理(AGC)·第三节二次调频的基本原理（EDC)·第四节三次调频的基本原理9

课程内容 •第六章 自动发电控制（AGC） • 第一节 分级的有功频率控制概述 • 第二节 一次调频的基本原理 • 第三节 二次调频（AGC）的基本原理 • 第四节 三次调频（EDC）的基本原理 9

北京交通大学6.2发电机的功率-频率特性BEIJINGJIAOTONGUNIVERSITY定义：由于频率变化而引起发电机组输出功率变化的关系称为发电机的功率-频率特性，也叫“调节特性”n, f(一)机械式调速器（）发电机的调差系数（频率调差系数）Af△P与△f符号相反R=△PGpAf.Af I fNR.标么值表示Af+R△PG*=0写成△PGIPeN△PG*1△PG*调节特性的系数KG*常用原动机的单位调节功率R.Af.汽轮机R，=(4-6)%,,KG*=16.6~25水轮机 R,= (2-4)%,Kg=25~ 5010

6.2 发电机的功率-频率特性 10 定义: 由于频率变化而引起发电机组输出功率变化的关系称为发电机的 功率-频率特性,也叫“调节特性” ㈠ 机械式调速器 ㈡ 发电机的调差系数(频率调差系数) PG f R ∆ ∆ = − ∆PG与∆f符号相反 标么值表示 ∗ ∗ ∗ ∆ ∆ = − ∆ ∆ = − G P G N P f P f f R GN / / 写成 ∆ + ∆ = 0 ∗ R∗ PG∗ f 常用 ∗ ∗ ∗ ∗ ∆ ∆ = = − f P R K G G 1 调节特性的系数 原动机的单位调节功率 汽轮机 R∗ = (4 − 6)%,KG∗ = 16.6 ~ 25 水轮机 = (2 − 4)%, = 25 ~ 50 R∗ KG∗ n,f p

北京交通大学6.2发电机的功率-频率特性BEIJINGJIAOTONGUNIVERSITY1两个重锤开度减小A降至A—C点尚未移动—B点降至B'点D点代表有伺服马达控制的转速整定元件nREF，它不会因转速而变动—E、F下降至E、F'。一活塞提升，一汽门提升，进汽L量增加转速回升。BAED2）转速上升时一重锤开度增加一A、E'B、E、F各点也随之不断改变：C点升到2某一位置时，比如C"，即汽门开大到某出口高压油一位置时，机组的转速通过重锤的开度ⅡIIO入口使杠杆DEF重新回复到使Ⅱ的活门完全关出口闭的位置时才会结束，这时B点就回到原VC来的位置。3由于C"上升了，所以A"必定低于A。这说明调速过程结束时，出力增加，转汽（水）速稍有降低。4）调速器是一种有差调节器。图3-4机械式调速器原理图5）通过伺服马达改变D点的位置，就可以达到将调速器特性上下平移的自的。11

6.2 发电机的功率 -频率特性 11 1 ）两个重锤开度减小—— A降至 A ′—— C 点尚未移动—— B点降至 B ′ 点—— D点代 表有伺服马达控制的转速整定元件 nREF ， 它不会因转速而变动—— E 、 F下降至 E ′ 、 F ′ 。——活塞提升 ，——汽门提升 ，进汽 量增加——转速回升 。 2 ）转速上升时——重锤开度增加—— A 、 B 、 E 、 F各点也随之不断改变； C点升到 某一位置时 ，比如 C′′ ，即汽门开大到某 一位置时 ，机组的转速通过重锤的开度 使杠杆DEF重新回复到使 Ⅱ的活门完全关 闭的位置时才会结束 ，这时 B点就回到原 来的位置 。 3 ）由于 C′′上升了 ，所以 A′′必定低于 A 。 这说明调速过程结束时 ，出力增加 ， 转 速稍有降低 。 4 ） 调速器是一种有差调节器 。 5 ）通过伺服马达改变 D点的位置 ，就可 以达到将调速器特性上下平移的目的