AGC、AVC、PMU课件

四、发电厂AVC控制
再次，无功分配预处理 ① 如果母线电压和目标电压在死区范围外，在
预测出的系统无功中扣除不可调节机组的无功，加上 所有可调机组的主变压器无功损耗。
② 根据每台机组的PQ图获得每台可调机组当前 运行点的无功上、下限，得到可调总无功上、下限。
四、发电厂AVC控制
最后，无功在机组间的分配 ① 等功率因数法
1、频率的一次调整 频率的一次调整是针对第一种负荷变动分量，它是
由发电机的原动机（借助于调速器的自动调节）和 负荷本身的调节效应共同作用下完成的，因而响应 速度最快。但由于调速器的有差调节特性，不能将 频率偏差调到零——有差调节，负荷变动幅度越大 ，频率偏差就越大， 因此靠一次调整不能满足频 率质量的要求。
一、概述
AGC任务：
在联合电力系统中，AGC是以区域系统为单位，各自 对本区内的发电机的出力进行控制。其任务可以归纳 为如下三项：
（1）维持系统频率为额定值，在正常稳态运行工况 下，其允许频率偏差在正负（0.05－0.2）HZ之间 。
（2）控制本地区与其他区间联络线上的交换功率为 协议规定的数值。
水电机组
火电机组
火电机组
六、AGC控制对象
3. RTU控制装置 远动终端（Remote Terminal Unit，RTU）
接收从调度中心发出的机组发电功率升降脉冲控 制指令，直接控制调速器增减有功功率，其功率 期望值的逼近是由AGC来判断的，没有中间闭环 处理
七、水电厂AGC控制
电力系统AGC系统总体结构如下图所示 ：
四、发电厂AVC控制
2. 电厂侧AVC控制原理
四、发电厂AVC控制
（1）控制方法 ①由发电厂高压母线电压值、注入高压母线的无
功及机组的运行状态，根据设定的高压母线目标 电压值，计算出需注入高压母线的无功总量； ②按既定的策略将无功量合理分配给各机组，利 用发电厂自动电压控制系统调整机组无功出力或 机端电压，使高压母线电压达到系统给定值。
k2
电压调整的措施：
Ui
U G k1

PR QX UN

k2
（1）调节发电机励磁电流以改变发电机机端电压UG； （2）改变变压器的变比k1、k2；
（3）改变功率分布P+jQ（主要是Q），使电压损耗△U
变化；（并联补偿调压——电容器或调相机等）
（4）改变网络参数R+jX（主要是X），改变电压损耗 △U。（串联电容）
逆调压、顺调压和常调压。
A、逆调压
最大负荷时升高电压，但不超过线路额定电压的
105%，即1.05UN；
最小负荷时降低电压，但不低于线路的额定电压，
即1.0UN。
一、电力系统电压调整概述
B、顺调压
最大负荷时降低电压，但不低于线路额定电压的 2.5%，即1.025UN；
最小负荷时升高电压，但不超过线路额定电压的 7.5%，即1.075UN。
四、发电厂AVC控制
第三部分 电力系统PMU
一、WAMS介绍 二、PMU的测量功能 三、同步相量及功角的测量原理 四、 PMU装置介绍
一、WAMS介绍
WAMS(Wide Area Measurement System ) 广域测量系统，用于连续监视电网运行性能，异常的 频率，低频振荡，扰动期间和扰动后的动态特性。可 为调度人员提供高质量的信息和分析工具。
一、电力系统电压调整概述
（1）中枢点的电压管理 电压中枢点：指那些能够反映和控制整个系统电
压水平的节点（母线）。如：
1）大型发电厂的高压母线； 2）枢纽变电所的二次母线； 3）有大量地方性负荷的发电厂母线。
例：
中枢点
中枢点
电力系统的电 中枢点电压调整方式一般分为三类：
（3）在满足系统安全性约束条件下，对发电量实行 经济调度控制。
二、AGC基本原理
电力系统的频率调整是按照负荷变 化的周期和幅值大小区别对待的， 一般将负荷变化分解成三种成分。
第一种幅度很小， 周期又很短， 一 般小于10秒，据有随机性质，称为 微小变动分量。
第二种变动幅度较大，周期大约在 10秒至2~3分钟之间， 属于冲击 性的负荷变动。
第二部分 电力系统AVC
一、电力系统电压调整概述 二、电力系统AVC概述 三、变电站AVC控制 四、发电厂AVC控制
一、电力系统电压调整概述
一、电力系统电压调整概述 1、电力系统的无功功率平衡 电压是衡量电能质量的重要指标。 电力系统的运行电压水平取决于无功功率的平衡。 系统中各种无功电源的无功出力应能满足系统负
AGC、AVC和PMU讲座
继保教研室 张莉 2018年10月
第一部分 电力系统AGC
一、概述 二、AGC基本原理 三、AGC的系统体系 四、AGC的控制原理 五、AGC的控制方法 六、AGC的控制对象 七、水电厂AGC控制概述
一、概述
自 动 发 电 控 制 (Automatic Generation Control，AGC)，通常简称为AGC，是建立在 以计算机为核心的能量管理系统（或调度自动化 系统），及发电机组协调控制系统之上，并通过 高可靠信息传输系统联系起来的远程闭环控制系 统。
火电厂：DCS一般是直接响应从调度中心发出的 设点功率控制指令，经分析比较后，协调控制机 炉辅助系统并跟踪机组实发功率，直到逐渐逼近 期望值。
六、AGC控制对象
机组控制单元（Local Control Unit，LCU）， 也叫下位机，通常是指水电机组的控制装置（现 地控制单元LCU），在火电厂通常则是指分散控 制系统（Distributed Control System， DCS）
三、AGC体系构成
三、AGC体系构成
AGC是一个闭环控制系统。在整个系统中，包括 了三种闭环：ACE调节控制是AGC系统的闭环， 机组调节控制是发电厂监控系统的闭环，机组单 元控制是机组本地控制单元的闭环。
四、AGC控制原理
区域控制偏差
AGC的控制区域是指包含实现AGC控制目标的联络线 走廊和发电机组在内的电力系统。
四、发电厂AVC控制
（2）控制策略 ①当高压母线电压低于系统给定目标值时——各
控制发电机增加无功功率，其大小应根据各控制 发电机的无功裕量进行分配； ②当高压母线电压高于系统给定目标值时——各 控制发电机减少无功功率，其大小应根据各控制 发电机的无功裕量进行分配； ③某个控制发电机发出的无功功率已经达到极限 （上、下限）时——计算时需排除无功功率越限 的控制发电机；
四、发电厂AVC控制
四、发电厂AVC控制
首先，系统阻抗的自辨识、在线计算
式中，V-，Q-分别为前一次计算系统阻抗时的母 线电压和母线送出的总无功；V+，Q+分别为本 次计算系统阻抗时的母线电压和母线送出的总无 功。
四、发电厂AVC控制
其次，预测系统无功
式中，Qtarget为目标无功；Vtarget为目标母线电压。 注意：系统无功先用系统阻抗上限进行计算，母线电压 随着无功调节开始变化，当母线电压变化超过死区值时， 将得到较准确的系统阻抗值，因此可得到精确的系统无 功预测值。
C、常调压 电 压 保 持 在 较 线 路 额 定 电 压 高 2%~5% 的 数 值
，即(1.02~1.05)UN，不随负荷变化来调整中 枢点的电压。
一、电力系统电压调整概述
（2）电压调整的基本原理
Ui
(U G k1

U )
/
k2

U G k1

PR QX UN

二、 AGC基本原理
2、频率的二次调整频率的二次调整是针对第二 种负荷变动分量, 这种调整需要通过调频器来 实现。调频器位置的改变会平移发电机的静特 性, 从而改变发电机出力, 达到调频的目的。
如果参加调频机组的容量足够大, 就可以实现 无差调节（无频率偏差）。
二、 AGC基本原理
3、频率的三次调整 频率的三次调整是针对第三种负荷变动分量, 它随
时间调整机组出力执行发电计划, 或每隔一段时间( 如1分钟)按经济调度原则重新分配出力。或在非预 计的负荷变化经一次调整和二次调整积累到一定程 度时，重新按经济原则分配各发电厂的有功出力。
AGC正是利用先进的技术手段来取代以前人工 所作的二、三次调节，以达到快速、精准、经济 和安全的调节。
三、AGC体系构成
PMU(Phasor Measurement Unit) 同步相量测 量系统，用于电力系统同步相量测量和输出以及动态 过程的记录。
PMU和GPS、高速通信网络、子站和主站分析系统共同 构成WAMS。
二、电力系统AVC概述
1.AVC的含义
二、电力系统AVC概述
2.AVC的基本功能和作用
二、电力系统AVC概述
3.AVC的工作过程
二、电力系统AVC概述
三、变电站AVC控制
变 电 站 A V C 工 作 过 程
三、变电站AVC控制
1.简单电力系统的九区图控制策略
220kV 10kV
也叫上位机。大多数情况下，一台电厂控制器能 同时控制多台机组。
上位机
六、AGC控制对象
2. 机组控制单元（下位机） 水电厂：LCU响应来自P LC（上位机）或直接从
调度中心发出的设点功率控制指令，经分析比较 后以增减功率的变脉宽信号发送给机组调速器并 跟踪机组实发功率，直到逐渐逼近期望值。
荷和网络损耗在额定电压下对无功功率的需求， 否则电压就会偏离额定值。
我国规定的允许电压偏移
35kV及以上电压供电负荷: ±5%
10kV及以下电压供电负荷: ±7%
低压照明负荷: