AGC与一次调频

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电力系统的一次调频
稳定运行的电力系统，其电源和负荷功率必须是动态平衡的。 当电源功率或负荷发生变化造成变化时（以功率不足为例），系统 的频率就会随之降低，系统中的负荷设备会因为频率下降而影响其 有功的吸收。与此同时，系统中运行的同步发电机组，也会按照其 调速系统的静态特性增加调门开度，弥补系统中功率的不足。
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机组AGC基本技术要求（新疆）
《互联电网联络线有功功率控制技术规范（试行）》 调计〔2010〕33号


直吹式汽包炉机组负荷调节速率不低于1.0%Pe/分钟； 中间储仓式汽包炉机组负荷调节速率不低2.0%Pe/分钟； 燃气机组的负荷调节速率不低于5.0%Pe/分钟； 水电机组的负荷调节速率不低于50.0%Pe/分钟； 循环流化床机组和燃用特殊煤种（如劣质煤、高水分低热 值褐煤等）的火电机组负荷调节速率不低于1.0%Pe/分钟； 超临界定压运行直流炉机组负荷调节速率不低于1.0%Pe/ 分钟，其他类型直流炉机组负荷调节速率不低于1.5%Pe/ 分钟； 其它类型机组负荷调节速率不低于2.0%Pe/分钟。
协调控制系统（1）
机炉协调方式（COORD） 控制特征：机侧和炉侧同时进行压力和功率的调整，机炉主站在自动。 特点：利用锅炉的蓄热量，功率响应快，又有利于压力的稳定，COORD方 式一般都是在TF或 BF负荷控制方式的基础上形成的，所以实际应用中COORD方式是指以 TF（超临界机组采用效果较好）或BF（目前普遍采用的方式） 为基础协调中的一种。 适应范围：参与AGC控制的机组。
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AGC概念（2）
调度负荷指令 （ADS） AGC允许 AI DI
M
D C S 系 统
E M S
微波通道 （ ）
R T
AGC投入 AGC上限 AGC下限 AGC速率
DO C AO
单
元 机 组
S
U
系 AO 统 AO
AGC返回值 AO 电网调度中心（能 量控制系统） 电厂端
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AGC概念（3）
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AGC概念（1）
AGC：电力系统频率和有功功率自动控制系统
称为自动发电控制（AGC)，亦称负荷与频率控 制（LFC)； 由自动装置和计算机程序对频率 和有功功率进行二次调整实现。 自动发电控制（AGC) 是电力系统能量管理系 统(EMS)中最重要的控制功能。 EMS包含：自 动稳定控制(ASC)、自动发电控制（AGC) 、自
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AGC调节性能的改进与提高



AGC方式下，AGC负荷指令频繁地连续变化。（存在的问题） 机组锅炉炉膛容积大，热容量大，锅炉在接到负荷指令后， 改变煤量到蒸汽流量发生变化需要时间，即蒸汽产生的纯 迟延时间。最终导致汽压响应的迟延；对于负荷响应纯迟 延较大的机组将难以适应。 直吹式机组燃料量从指令变化到煤粉进入炉膛存在较大延 时（中储式制粉系统由于煤粉仓的作用，没有制粉过程的 影响，负荷的响应较快 。） 当机组大修、控制系统改造或自动调节系统发生变化后， 机组协调控制系统调节品质将影响AGC效果。 须进行AGC试 验，重新确保机组AGC调节效果。
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机组AGC基本技术性能测试（3）


1、机组响应时间Tr Tr = Td－T0 式中：Td—机组实际负荷按照测试指令的方向增加或减少的变化 量最后一次超过ΔP1值的时间。ΔP1以电网的要求和避开机组负 荷的正常波动为原则确定。其中： 600MW机组 ΔP1=1.2MW 300MW机组 ΔP1=1.0MW 200MW机组 ΔP1=0.8MW 125MW机组 ΔP1=0.6MW T0—机组测试指令发出的时间。 2、机组平均负荷调节速率V V = ΔL/（T－T0） ΔL — AGC测试负荷指令的变化量。 T —AGC测试指令发出后，机组实际负荷到达AGC测试负荷指令 目标值死区范围内的时间；死区范围为机组额定有功出力的 ±1%。

FFC FTC PLC RB RTU SCADA TBC
Flat Frequency Control Flat Tie-line Control Power Load Controller Run Back Remote Terminal Unit
定频率控制 定联络线功率控制 电厂负荷控制器 机组甩负荷 远方终端单元
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当外界电负荷增大时，发电机的电磁阻力矩增大，导致转子的转速 下降，反之，转子的转速上升。因此，汽轮机应根据转速偏差改变 调节汽门的开度，即改变进汽量和焓降，使蒸汽的驱动力矩与电磁 阻力矩及摩擦力矩相平衡。故汽轮机调节系统有时称为调速系统。



第一类变化 幅度小、周期短， 具有随机性。P1 第二类变化 幅度较大、周期较 长，有一定可预测性。P2 第三类变化 幅度大、周期长， 由生产、生活和气象等节律引起 的。P3
交流励磁双馈发电机变速恒频风电系统
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基本概念(1)

AGC与一次调频的实质：
电网的频率的控制
根据电网频率偏离50Hz 的方向和数值，实时在线地 通过发电机组的调速系统（一次调频）自动发电控制 系统（AGC、二次调频），调节能源侧的供电功率以 适应负荷侧用电功率的变化，达到电网发/用电功率的 平衡，从而使电网频率稳定在50Hz 附近的一个允许 范围内。
动电压控制(AVC)三大控制系统。
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AGC的基本目标
发电控制与发电计划跟踪系统负荷（如下图）
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发电控制与发电计划跟踪系统负荷
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AGC 在电厂火电机组的实现
火电机组参加AGC的三种模式:
小时级负荷调节：按调度前日发电曲线不具备AGC能力的老机组 及中小机组 15min周期的调节：对具有调功装置的机组，EMS按实时计划曲 线送各厂 8～12sec周期的调节：由EMS直接控制机组的CCS。
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频率一次调整 频率一次调整定义为在调速系统给定值不变的情况下，利 用汽轮机转速控制或调节器，感受电网频率(周波)变化改变有功功率输出， 维持同步区域发电输出与电网负荷平衡。一次调频为有差调节。
频率二次调整 频率二次调整定义为 通过改变调频机组调速系统的给定值， 改变其输出功率使电网频率回到额定 值。在一次调频作用后，最终稳定频 率会使机组功率偏离给定值。需通过 调整预先指定的调频机组的负荷设定 值，使各机组的负荷变化量转移到调 频机组上，同时将频率恢复到额定值。 变化周期较长、变动幅度较大，有一 定可预测性。 频率三次调整 缓慢变化、变化幅度 较大，由生产、生活、气象待变化引 起。根据预测的负荷曲线，按最优化 的原则对各发电厂、发电机组之间进 行有功功率的经济分配。
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机组AGC基本技术性能测试（2）

2、负荷调节能力测试 （1）测试指令要求 省调测试指令应满足以下要求： a、测试指令应为阶跃指令，一次发出。 b、测试应在增、减两个方向分别进行，且两个方向测 试间的时间间隔应不小于10分钟。 c、测试指令的变化量应大于或等于测试机组AGC可调 范围的50%。
过热器 HP IP LP
M em M f GEN
M st
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水力发电机组：

在天然河流上，修建水工建筑物，集中水头，通 过一定的流量将“载能水”输送到水轮机中，使 水能→旋转机械能→带动发电机组发电→输电线 路→用户
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风力发电机组：

把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为 电力动能，这就是风力发电。风力发电的原理， 是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将 旋转的速度提升，来促使发电机发电。
区域控制偏差 自动发电控制 锅炉跟随 协调控制系统 分散控制系统
DEB
DEH EMS
Direct Energy Balance
直接能量平衡
数字电液控制
Digital Electric Hydraulic Control Energy Management System
能量管理系统
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常用名词术语(2)
AGC与一次调频
国网新疆电力公司电力科学研究院
2013-11-28
火力发电机组：


在锅炉中通过燃烧煤炭释放出热能。水在锅炉中吸收热能后，转 化为过热蒸汽。具有热力势能的过热蒸汽进入汽轮机后膨胀做功，将热 力势能转换为驱动发电机组转子的机械功率。发电机再将机械功率转换 为电磁功率。做功 后的低能蒸汽在凝汽器中凝结成水。给水泵将水再打 入锅炉，强制形成连续循环，使发电机组可连续地生产出电能。 汽轮机的机械功率正比于其进汽流量。而流量又正比于蒸汽压力 与进汽阀门有效开度之积。因此，改变阀门开度或蒸汽压力，即可改变 机械功率。前者称为定压调节方式，后者称为滑压调节方式。汽轮机调 节系统通过改变调节阀开度，使功率负荷达到平衡，最终达到稳定供电 频率的目的。 再热器

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AGC概念（1）


AGC系统称为自动发电控制系统，它完成电网侧 与电源侧的自动控制，可称为大协调控制。而 MCS（或CCS）系统称为单元机组的协调控制， 它完成发电机组侧的自动控制，也可称为小协调 控制。 单元机组协调控制系统：主要通过改变汽机调门 开度和锅炉燃烧率来调节机组输出功率，并保持 机前压力的稳定。
Supervisory Control and Data Acquisition 数据采集与监视 Tie-line Load Frequency Bias Control 联络线功率频率偏差控制

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一次调频概念（1）


机组一次调频性能是指：电网频率发生偏离额定值 时，控制系统改变机组出力的大小以稳定电网频率。 定义为在调速系统给定值不变的情况下，通过转速 反馈作用改变其输出功率来调整电网的频率。在电 网频率按自然调频过程变化的同时，调节系统探测 到机组转速的变化后，通过转速反馈作用迅速调整 各发电机组的输出功率，以维持供电频率稳定。 一次调频范围：100MW及以上火电。机组大修或 调速系统发生变化均应进行一次调频验证试验。