自动调频方法和自动发电控制.ppt
一次调频学习ppt课件
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转速
n1
n2
300
600
功率 (MW)
1000
转速不等率δ是表征一次调频特性的基本参数，它反映
了机组功率变化与电网频率变化之间的静态放大倍数。
转速不等率δ一般为4-5%，δ越低，机组出力对网频变
化的灵敏度越高，即对机组的一次调频能力要求越高。
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功率补偿量(MW)
1. 机组协调控制CCS模式或DEH逻辑设置不当，影响了一次调频 的动作效果。
• TF运行模式 • 调门的影响 • DEH逻辑设置
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检查中发现一次调频管理中存在的问题
2.频率扰动发生时，机组的运行工况影响一次调频动作效 果
• 滑压运行 • 供热
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检查中发现一次调频管理中存在的问题
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CCS侧存在的问题
以下运行方式对一次调频有较明显的反调现象：
DEB协调运行方式（存在调节级压力内回路） 机跟炉为基础的协调 DEH压控运行方式（类同机跟炉）
一次调频不理想的原因都是因为有压力控制回路参 与调节（机前压力或调节级压力）的结果。表现为： 一次调频满足动作条件时，DEH立即动作，调频指令 使阀门按设计的方向进行阶跃变化，此变化引起调 节级压力或机前压力相应变化，压力控制回路对压 力偏差进行快速调节，输出的综合阀位指令方向与 一次调频动作指令方向相反，导致一次调频响应缓 慢和快速拉回。
2
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电网频率调整的三个阶段
一次调频：定义为发电机组调速系统根据本身的固有特性，通 过转速反馈作用改变发电机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， 以降低频率变化的幅度，对频率实现有差的调整。
AGC自动发电控制系统
❖ 2 ）机组分类达到不同控制目标
❖ 按机组性能将其分为三类（如表1）：日前计 划机组、超短期负荷预测机组、联络线AGC机组。 日前计划机组跟踪日前设定的96 点计划值，多 为20 万kW 及以下机组，若发生天气突变或其他 原因造成实际负荷曲线与日前负荷预测曲线偏差 较大，则按一定比例滚动修正日前计划机组的96 点计划值。超短期负荷预测机组主要跟踪负荷趋 势，实时平衡系统每15 min 进行一次超短期负 荷预测，并对日前计划机组的下一点计划及AGC 机组的中间目标值进行扫描，得出超短期负荷预
电力系统 AGC 系统构成
❖ 自动发电控制功能结构图.jpg
❖ 互联电力系统可以分成若干个控制区，控 制区之间通过联络线互联，各个控制区具 有各自的自动发电控制系统。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 中心实时更新的 AGC 信号，自动调整机 组的发电功率。
❖ 电力系统 AGC 系统物理上包含主站控制系 统、信息传输系统和电厂控制系统等组成，其总 体结构图如下。总结构图.jpg
❖ 电力系统调度机构转战控制系统发出的指令 由网络通信工作站或远程终端通信工作站（RTU） 经过通信网络送至电厂控制系统或机组控制器， 对发电机组功率惊醒控制。与此同时，电厂和发 电机组的有关信息有电厂的网络通信工作站和 RTU 经通信网上传至主站控制系统，供主站控 制系统分析和计算。与系统有功功率分配有关的 联络线功率等信息已经变电所自动化系统或 RTU 上传至主站控制系统。
❖ 电网调度中心负荷频率控制软件采集电网的 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。然后根据发电机组的实际功率，机 组的基点功率、AGC 分配因子以及机组的分类， 计算出各机组的 AGC 调节功率值，发送给 AGC 机组。
电力系统自动调频与经济调度2PPT课件
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2.考虑网损的机组经济功率分配
• 各电厂微增率经网损 修正后，按等微增率 原则分配。
• 网损微增率与潮流有 关。联立求解需要用 到更高级的算法。
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1.不考虑网损的机组经济功率分配
• 发电机组耗量特性的 特点：耗量特性随着 输出功率的增大而增 大，即随着输出的增 加，燃料消耗的增量 大于输出功率的增量。
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1.不考虑网损的机组经济功率分配
• 当机组的微增率特性 随着输出功率的增加 而增大时，机组间按 等微增率原则进行负 荷分配时，将使总的 消耗费用为最小
一、分区控制误差
• 计划外负荷分区负责 的原理：找到某个常 数，使分区控制误差 接近于零。
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二、分区调频方程式
• ACE积差调频法 • 无差调节
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二、分区调频差
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二、分区调频误差
如果能够判断误差所属 的分区，那么解决因装 置造成的分区调频误差 就较为容易。但悲剧的 是，ACE积差调频方程 式没有分区判断能力
经• 电在济各力电系分站统配及负各荷机的组经间济进分行配分：
在一定的运行方式下，把系统负荷 配，使所需的运行总费用（主要是
燃料消耗费用）为最小。
• 非最经济的负荷分配方法：按效率分配；
• 最经济的负荷分配方法：按等微增率法则分配。
• 等微增率法则：让所有机组按微增率相等的原则分配负荷。
• 发电机微增率：燃料消耗费用的微增量与发电功率微增量的比 值。
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四、分区调频误差的纠正原理
第三章电力系统频率及有功功率的自动调节_电力系统自动化
n no nN n △f △P f
若发电机组原在（PN，nN） 点，当有功变化为P时，调 速器调节后，机组运行在 （P，n）,n≠ nN因此又称为 有差调节特性。
PN
P
PG
1.速度变动率R（调速系统静态特性的斜率）： 当发电机有功功率从0增加到PN时，转速从n0 变到nN, R=no-nN
b1＞b2:1号机组的功率减少 △P,其功率变为P1 ,相应的微增率 减小至b1 ;2号机组增加相同的△P,其功率变为P2 相应的微增率 增大至b2 1号机组减少的燃料消耗费用大于2号机组增加的消耗费用, 负荷转移可使消耗费用减少,当b1等于b2时,总的燃料消耗费用为
, , , ,
最小即最经济.
系统中并联运行的发电机组经济调度的准则是: 各机组的微增率相等
负荷变化较大时，调整结束时频率与额定值偏差较大——调节结果有差； 频率的二次调整通过调频器反应系统频率变化，调节原动力阀门开度
调节转速，表现为一条调节特性上、下平移，可以保证调整结束时频率与 额定值偏差很小或趋于零——调节结果是无差的；
复习思考
• • • 1.频率和有功功率调节的主要任务是什么? 2.在电力系统中,有了调速器对频率的一次调节, 为什么还要引入调频器,进行二次调节? 3.调速器的失灵区对频率调整有何影响?
×100%
nN
2.发电机组的频率调节方程 :
Δf* + R* · ΔPf* = 0
(三)调节特性的失灵区ε（迟缓率）
1．定义：由于测量元件的不灵敏性, 调速系统对于微小的转速
变化不能反应,调节特性实际上是一条具有一定宽度
f
不灵敏的带子, 称为失灵区。
电力系统频率及有功功率的自动调节与控制
二、电力系统负荷调节效应
1、当系统频率变化时，整个系统的有功负荷也要随着改变。 有功负荷随频率而改变的特性叫做负荷的功率—频率特性，是负 荷的静态频率特性，也称作负荷的调节效应。
2、电力系统中各种有功负荷与频率的关系 (1) 与频率变化无关的负荷，如白炽灯、电弧炉、电阻炉和整流负 荷等。它们从系统中吸收有功功率而不受频率变化的影响。
PL a0 a1 f a2 f2 a3 f3
0.35 0.4 0.96 0.1 0.962 0.15 0.963
0.35 0.384 0.092 0.133 0.959
PL % (1 0.959) 100 4.1
KL
PL % f %
4.1 4
1.025
电力系统自动化
Pc
PB
B K
保持不变
电力系统自动化
第三章 电力系统频率及有功功率的自动调节
积差调节法的特点是调节过程只能在 结束， 常数， 此常数与计划外负荷成正比。
3、机组间的有功功率分配 多机组采用积差调频法调频时，可采用集中式、分散式两种形式。
电力系统自动化
第三节 电力系统调频与自动发电控制
调频方程组
由于系统中各点的频率是相同的，各机组
m PTi 1
m PGi 1
PL
d dt
m (Wki )
1
系统的频率的变化是由于发电机的负荷与原动机输入功率之间失去平衡所致， 因此调频与有功功率是不可分开的。
第一节 电力系统频率特性
频率降低较大时，对系统运行极为不利，甚至会造成严重后果。
（1）对汽轮机的影响，当频率低至45HZ时，个别的叶片可能发生共 振而引起断裂事故。 （2）发生频率崩溃现象。 （3）发生电压崩溃现象，系统运行的稳定性遭到破坏，最后导致系 统瓦解。
2024版电力系统调度自动化课件
电力系统调度自动化课件•电力系统调度概述•调度自动化基础技术•能量管理系统功能介绍•配电网自动化技术应用•新型智能化技术在调度中应用•调度自动化系统安全保障措施•总结与展望01电力系统调度概述包括发电、输电、配电和用电等环节，以及相应的设备、线路和控制系统。
电力系统组成电力系统特点电力系统运行状态具有大规模、高维度、非线性、时变性等特性，需要实现安全、稳定、经济的运行。
包括正常运行状态、紧急状态和恢复状态，需要实时监测和调整。
030201电力系统基本概念确保电力系统安全、稳定、经济运行，满足用户用电需求，优化资源配置。
调度任务遵循安全性、经济性、公平性和可持续性原则，实现电力系统全局优化。
调度原则采用自动化、智能化技术手段，提高调度效率和精度。
调度手段电力系统调度任务与原则调度自动化发展历程及趋势发展历程从手工操作到计算机辅助调度，再到现代调度自动化系统的发展过程。
技术趋势智能化、自动化、信息化技术不断发展，推动调度自动化向更高水平发展。
应用前景调度自动化在电力系统运行、管理、控制等方面具有广泛应用前景，是提高电力系统运行效率和安全性的重要手段。
02调度自动化基础技术数据采集与监控技术数据采集通过传感器、遥测装置等手段，实时获取电力系统运行数据，如电压、电流、功率等。
数据处理对采集到的数据进行预处理、滤波、校正等操作，以提高数据质量和可靠性。
监控功能基于数据处理结果，对电力系统运行状态进行实时监控，包括越限报警、事故追忆等功能。
03RTU 与主站通信RTU 通过通信网络与主站进行数据传输和命令交互，实现电力系统的远程调度和管理。
01远程终端单元（RTU ）一种远程测控装置，负责采集现场数据并执行远方控制命令。
02RTU 应用在电力系统中，RTU 广泛应用于变电站、配电站等场所，实现对电力设备的远程监控和操作。
远程终端单元及其应用01 02 03通信技术包括有线通信和无线通信两大类，涉及光纤、微波、卫星等多种传输方式。
第五章第四节电力系统自动调频
调频方式分析（续2）
对方式1(恒定频率控制)：f =0、PtA=PLB 、 PGA=PLA+PLB 此时，就稳态值而言，A和B系统的调速器（一次调节）和负 荷调节效应均不起作用（因为f = 0，故PG =0且KLf =0）， 整个系统的负荷变化（ PLA + PLB ）全由 A 系统的二次调节承 担。 A 系统的二次调节除了承担本系统的负荷变化（ PLA ）外 ，还通过联络线供给系统 B 的全部负荷变化，即联络线的功率 变化与系统B的负荷变化相等。 对方式2(恒定交换功率控制)：PtA=0 、 f =PLB /B 、 PGA=PLA (A/B)PLB 此时，就稳态值而言，联络线的功率变化为零（PtA = 0） ，因此整个系统的频率变化就只决定于 B 系统的负荷变化和调 速器（一次调节）及负荷调节效应（f =PLB /B ）。这时， A系统的一、二次调节及负荷调节效应均发挥作用。
第四节 电力系统自动调频
2）调频过程： 当系统频率变化时，按 Δ f 启动的调速器 会比按积差工作的调频器先进行大幅度的调 整，到频差累积到一定值时，调频器会取代 调速器的工作特性，使频率稳定在fe 。 调速器 的作用为一次调频，积差调频为二次调频。
第四节 电力系统自动调频
3）机组间有功功率的分配： 代表了系统 计划外负荷的数值 （K 是一个转换常数），在调Байду номын сангаас结束时，计划 外负荷是按一定比例在调频机组间进行分 配的。
4）优缺点： 1、各调频机组间的出力也是按照一定的比例 分配的。 2、在无差调频器为主导调频器的主要缺点是 各机组在调频过程中的作用 有先有后 ，缺乏 “同时性”，导致调频容量不能被充分利用。
第四节 电力系统自动调频
第四节 电力系统自动调频
第三章-电力系统频率及有功功率的自动调节
PG=f (f)
P
PL PG P (KG KL )f Kf
K
KG
KL
PL f
所有机组均 机组装有 无调速器 调速器
KG
PGN fN
KL
PLN fN
PL f
当负荷增加后，依靠调速器动作实现了频率
KG
PGN PLN
KL
PL f
的一次调节，会使电网的频率有所上升，但频 率值仍然偏离额定频率，如果负荷变动较大，
电力系统自动化
第三章 电力系统频率及有功功率的自动调节
第一节 电力系统的频率特性
➢每分钟转数
n
n
➢每秒钟转数
60
➢系统频率 ➢正常情况
➢负荷突然变动而使发
电机组电功率增加PL
f Pn 60
m
m
PTi PGi
1
1
m
m
PTi PGi PL
1
1
m
1
PTi
m 1
PGi
PL
d dt
m
条直线。
频率下降的特性有利于
PL
系统中有功功率在另一
频率值下重新平衡。这
种现象称为负荷的频率 调节效应。
PLN
β
KL
tg
PL f
KL
PL f
KL
KL
fN PLN
0
fN
f
图负6-3荷的负静荷态的频静态率频特率性特性
电力系统自动化
第三章 电力系统频率及有功功率的自动调节
KL
dPL df
KL
dPL df
5.调节特性的失灵区
f
fN
fW
fW
PW PW
电力系统自动调频方法
电力系统自动调频方法
电力系统自动调频是指通过控制发电机的发电频率，使其与负荷需求保持平衡的方法。
常见的电力系统自动调频方法包括以下几种：
1. 频率响应机制：根据系统频率变化情况，自动调整发电机的发电频率。
当系统频率下降时，调频机构会自动增加发电机输出功率，以保持频率稳定。
当系统频率升高时，调频机构会自动减少发电机输出功率。
2. 负荷跟随机制：根据系统负荷需求的变化情况，自动调整发电机的发电频率。
当负荷需求增加时，调频机构会自动增加发电机输出功率，以满足负荷需求。
当负荷需求减少时，调频机构会自动减少发电机输出功率。
3. 频率和功率协调机制：综合考虑系统频率和负荷需求的变化情况，自动调整发电机的发电频率和输出功率。
通过使用预测模型和优化算法，调频机构可以实时计算出最优的发电机输出功率，以实现系统频率稳定和负荷需求满足的双重目标。
通过这些自动调频方法，电力系统可以实现频率的稳定和负荷需求的平衡，提高系统的可靠性和稳定性。
同时，这些方法还可以减少系统频率的波动，降低供电误差，提高电网的能效和经济性。
AGC自动发电控制
AGC自动发电控制（一）AGC的基本功能随着电网的发展，仅靠主调频厂的调频容量很难适应电网频率的调整要求，即使在同一时间内动用多个电厂参与调频，由于所需信息分散在各地难以综合考虑优化控制，无法全面完成调整经济功率分配方面的任务，因此现代电网二次调频大多采用自动调频方式。
自动调频不但速度快，可以保持电网频率在额定值上下允许范围内运行，而且可按最优原则分配参与二次调整的各台机组的功率，使电网潮流分布经济、安全，同时对联络线功率的控制也很有利。
我国目前电网自动化能量管理系统（EMS）中的自动发电控制（AGC），则可较好地完成下列任务：1.调整全网的发电出力使之与负荷需求的供需静态平衡，保持电网频率在正常范围内运行。
2.在联合电网中，按联络线功率偏差控制，使联络线交换功率在计划值允许偏差范围内波动。
3.在EMS系统内，AGC在安全运行前提下，对所辖电网范围内的机组间负荷进行经济分配，从而作为最优潮流与安全约束、经济调度的执行环节。
4.在电网故障时，AGC将自动或手动退出运行。
而在非事故情况下，当电网出现功率缺额和频率下降，或当电网负荷下降且频率上升时，AGC均可具有自动开停机组的功能。
因此若抽水蓄能电厂采用AGC及其自动开停机或转换运行工况的功能，将大大增加抽水蓄能机组的事故备用和调峰作用。
（二）电厂AGC控制模式设定1.AGC电厂端的控制环节（1）利用水电厂的单机控制这种控制方式调度中心直接控制单机。
该方式下由于调度中心的AGC程序不能充分考虑水轮发电机间的经济分配，一定程度上影响电厂经济运行的积极性。
（2）利用水电厂的集中控制水电厂的集中控制方式主要建立在水电厂有比较成熟的计算机的基础上，调度中心AGC的控制命令为全厂总的功率设定值，传送到水电厂计算机监控系统的上位机，然后由厂站计算机系统根据机组的经济运行原则并考虑各种机组限值，将总出力命令分配给各机组。
对梯级水电站可以通过流域计算机控制系统的上位机实现AGC 系统分级分层过程控制。