一次调频及AGC讲课

一次调频及自动发电控制系统（AGC）一、一次调频1、一次调频技术指标2、山东电网对一次调频的要求二、AGC1、自动发电控制系统概要2、联合电力系统的负荷频率控制3、华北山东联络线运行考核释疑4、AGC投运状况分析三、特高压联络线投产后，对ACE的影响1、AGC调整策略的变化2、ACE考核的变化负荷频率控制一次调整：由发电机调速器执行，对短周期负荷变化进行调整。二次调整：对周期较长的负荷变化进行的调整，分为手动调频和自动调整，目前主要由自动发电控制（AGC）完成三次调整：使有功功率负荷按最优分配（经济负荷分配）一次调频当电力系统频率偏离目标频率时，发电机组通过调速系统的自动反应，调整有功出力减少频率偏差，是维护电网稳定的重要手段。一次调整有偏差。并网发电机基本辅助服务的一种一次调频的主要技术指标速度变动率δ：δ=(nmax-nmin)/n0×100%nmax、nmin机组空负荷、满负荷对应的速度，n0为机组额定转速，r/min调频死区调频负荷范围调频死区、调频负荷范围图例（300MW机组）实际功率——最大调频负荷曲线(300MW)一次调频的典型实现方式根据《华北电网发电机组一次调频运行管理规定》（2006.9颁发），火力发电机组应采取DEH+CCS的一次调频实现方式。其中：DEH侧—是执行级，是有差、开环调节，保证快速性将频差（转差）信号转换为综合阀位指令增量叠加到原综合阀位指令处CCS侧—是校正级，是无差、闭环调节，保证持续性和精度根据设计的速度变动率指标进行功率校正DEH一次调频控制逻辑图一次调频动作图例负荷频率大机转速调阀一次调频的特点一次调频的本质是利用锅炉的蓄热，通过汽轮机调节汽门的快速释放来实现的。因此受机组特性的影响较明显。供热机组、直流供热机组在实现调频的同时还要满足供热的需求，有效的锅炉中间蓄热不能全部转化为调频负荷，因此有明显的一次调频上的先天不足。而循环流化床锅炉由于中间蓄热量很大，因此决定了其调频裕量较大。只要设计合理，其一次调频性能较容易满足要求。山东电网一次调频规定（1）所有并网发电机组必须具备并投入一次调频功能，火电机组速度变动率一般为4%～5%，水电机组一般不大于3%机组一次调频功能死区不大于±2转/分钟（±0.033Hz）一次调频功能响应滞后时间，应小于3秒。一次调频功能稳定时间，应小于1分钟山东电网一次调频规定（2）机组一次调频功能负荷限制幅度额定容量200MW及以下的火电机组，不小于额定容量的±10%；额定容量220～350MW的火电机组，不小于额定容量的±8%；额定容量350MW以上的火电机组，不小于额定容量的±6%；循环硫化床机组，不小于额定容量的±4%负荷调整幅度应在15秒内达到理论计算的一次调频最大负荷调整幅度的90%目前存在问题1、参数及投切压板没有完全固定化2、参数不符合规定AGC定义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为AutomationGeneratorControl缩写)。通常指的是电网调度中心直接通过机组DCS控制系统实现自动增、减机组目标负荷指令的功能。是目前机组的一种基本功能。二次调频AGC的控制目标自动发电控制AGC在实现高质量电能的前提下，以满足电力供需实时平衡为目的，其根本任务是实现下列目标：1)维持电网频率在允许误差范围之内。2)控制互联电网净交换功率按计划值运行。3)控制互联电网交换电能量在计划限值之内。4)在满足电网安全约束条件、电网频率和对外净交换功率计划的前提下，协调参与遥调的发电厂（机组）的出力按最优经济分配原则运行，使电网获得最大的效益。AGC控制原理示意图AGC主控软件流程图AGC主控软件流概况：区域ACEACE滤波处理比例P积分I微分D处理机组期望发电区域控制模式机组实时功率暂时发电增量机组命令形成数据采集与监控SCADA联络线交换功率频率量测联络线交换功率计划期望频率电能差时差机组状态/基值模式经济调度实时网络分析负荷预测机组计划机组基点功率AGC控制过程AGC是建立在以计算机为核心的数据采集与监控系统SCADA、发电机组协调控制系统以及高可靠信息传输系统基础之上的电力生产过程的远程闭环控制系统。涉及到调度中心计算机系统、通道、RTU、电厂控制器PLC(PlantController)、调功装置和电力系统等。通道。。。PLCRTUCCS调度中心AGC其它电力系统信息SCADA。。。RTU。。。PLCCCSAGC程序设计中存在的不足没有考虑火电机组辅机启停时对机组的影响（如火电机组起停磨、风机等）山东AGC机组的常用的几种运行模式经济调度当前出力计划曲线可调容量比例AGC与机组协调控制方式以汽机跟随为基础的协调控制以锅炉跟随为基础的协调控制综合协调控制机组制粉系统对AGC的影响中间贮仓系统直吹式制粉系统：钢球磨煤机、中速磨山东电网AGC调度管理已运行125MW及以上容量的机组原则上应具备AGC功能，200MW及以上容量的机组必须具备AGC功能。新投产100MW及以上容量的机组必须具备AGC功能。（第140条）具备AGC功能的机组必须满足山东电网自动发电控制技术要求（第141条）新投产或技改后的机组，在正式移交试生产前，必须进行AGC相关试验省调和发电厂均应按文件中核定的AGC技术参数在各自系统中设定，运行中不得单方面修改机组的AGC技术参数。发电厂应尽量提高AGC机组自动化投入率，保证机组及时正确响应省调控制命令，严禁发电厂设置控制命令死区和调整量等行为。山东电网AGC运行管理(1)机组的AGC功能正常投停方式必须按省调的通知执行，值班调度员有权根据电网需要临时调整。（第141条）正常投入AGC功能的机组，当调度计划出力高于(低于)其AGC出力调整范围下限时，发电厂值长应自行投入(退出)AGC功能，并汇报省调值班调度员。当机组的AGC功能退出后，按预调度计划出力曲线接带负荷。发电厂因设备消缺、运行方式改变不能按规定投入AGC功能时，由发电厂值长向值班调度员提出申请，经同意后方可退出。（第142条）山东电网AGC运行管理(2)机组AGC功能因故紧急退出后，发电厂值长应及时汇报省调值班调度员。机组因故不能按省调核定的AGC技术参数运行时，不得擅自更改，应及时汇报省调值班调度员，并按省调值班调度员的指令临时修改参数或退出AGC功能。发电厂运行人员要经常监视机组跟踪远方控制命令的情况，发现问题及时处理。发电厂运行人员如发现投入AGC功能的机组长期接收不到更新命令时，应及时汇报省调值班调度员。省调值班调度员、发电厂值长要负责做好AGC运行统计记录工作。AGC机组调节性能（适用火电）(1)AGC机组出力调整范围1、AGC机组出力调整的上限为机组的铭牌出力。2、AGC机组出力调整的下限应不高于额定出力的60%，并逐步达到机组最低技术出力。投入AGC控制的机组在出力调整范围内应是连续可调的。AGC机组负荷调节速率1、AGC机组负荷调节速率包括机组的升降负荷速率，两者应保证相同。2、AGC机组负荷调节速率（MW/分钟）不小于机组额定出力的1.5%，争取达到机组额定出力的2%以上。机组投入AGC控制时，负荷调节响应时间应小于30秒AGC机组调节性能（适用火电）(2)AGC机组动态调节误差机组容量调节误差小于最大误差小于1000MW5MW7MW600MW4MW6MW300MW3MW5MW300MW以下2MW4MW山东电网目前投入AGC的机组类型纯火电机组投AGC（以300MW及以上机组为主）泰山电站机组暂未投AGC火电机组只适用带固定负荷，增减负荷受燃料等系统的影响，负荷调节率受到限制，不适用频繁调整抽水蓄能机组调整速率快、调节范围大。但抽水时对电网影响较大2005.3.1山东电网并于华北电网，结束了孤网运行的历史联络线潮流控制零功率交换、主要起到事故支援的作用山东河北联络线接线图联合电力系统的特点与控制原则：在联合电力系统中,随着系统总容量的扩大,瞬时频率偏差值将会减小,但区域间交换功率的串动将会增大。区域间联络线的输送容量一般不会建设得很大,因而容易引起联络线过负荷。另一方面,联络线的交换功率一般是由上一级调度机构确定的,或者是由区域间协商而定,各区域按交易买卖电力。在联合电力系统的控制中，各区域内部发生的负荷变化应当由该区域自行承当,仅在紧急情况下由外部区域给予临时性支援。联网与孤网运行异常频率处理的区别（1）目前的山东电网调度规程规定（孤网运行）第146条当频率低于49.8赫兹时，省调值班调度员应调出全部负荷备用容量，必要时按比例下令地区限电、拉闸，或省调直接拉闸。当频率低于49.8赫兹时，各发电厂值班员无须等待调度指令，立即自行增加出力，直到频率恢复至49.9赫兹或发电机带满出力、联络线满载为止。联网与孤网运行异常频率处理的区别（2）第147条当频率低于49.1赫兹时，各发电厂、变电监控中心（变电站）值班人员应主动迅速地将装有自动低频减负荷装置应动而未动的线路拉闸；当频率低于49.0赫兹时，各地调值班调度员应主动按“事故拉路序位”拉闸，使频率恢复到49.0赫兹以上；当频率低于48.8赫兹时，发电厂按本厂“事故拉路序位”立即拉闸，使频率恢复到48.8赫兹以上，然后汇报省、地调值班调度员。第148条当频率低于46.0赫兹时，按所管辖调度机构批准的“保厂用电方案”，发电厂可自行解列一台或数台发电机带本厂厂用电和地区部分负荷单独运行，同时将其它机组自行从电网解列(如现场规程有明确规定，按现场规程执行)。联网与孤网运行异常频率处理的区别（3）华北调度规程规定第104条华北电网与其它区域电网互联时，当电网频率超出50±0.1Hz，网调、中调及负责ACE调整的电厂，应首先判断造成频率异常的责任，分别做如下处理：由于华北电网的责任造成频率超出50±0.1Hz，网调值班调度员及负责ACE调整的电厂应迅速采取有效措施，将电网频率控制在50±0.1Hz以内。当电网调整容量不足时，网调值班调度员应迅速向国调汇报，必要时可请求事故支援。联网与孤网运行异常频率处理的区别（4）第105条华北电网独立运行，当电网发生事故，频率超出50±0.1Hz，事故电网的中调值班调度员应立即向网调报告，同时迅速采取有效措施，调整联络线潮流在规定范围内。网调值班调度员应采取措施，将频率恢复到50±0.1Hz内。若事故电网在发生事故后10分钟内不能维持联络线潮流，则网调值班调度员应向事故中调下达联络线潮流控制警告或事故拉路命令，限其在10分钟内将联络线控制在计划曲线以内。当频率低于49.80Hz时，网调值班调度员可对比计划曲线多受或少送的中调下达事故拉路令。受令中调应在10分钟内执行完毕。必要时，网调应采取紧急事故拉路措施，将频率控制在合格范围内。聊城站联络线自动装置失步解列和失步快速解列I段定值为一次系统失步，低压解列定值为80％UN、0.4秒，低频解列定值为49.3Hz、0.2秒。ACE的概念ACE（AreaControlError）区域控制误差，其计算公式ACE=ß*(f-f0)+(P-P0)其中：ß区域频率偏差系数（MW/0.1Hz）f实测频率（Hz）f0额定频率（Hz）P区域联络线实际潮流功率之和（MW）P0区域计划净交换功率（MW）联合电力系统的基本负荷频率控制模式联合电力系统的基本负荷频率控制模式有如下三种：（1）定频率控制FFC(Flatfrequencycontrol)（2）定联络线交换功率控制FTC(Flattie-linecontrol)（3）联络线和频率偏差控制TBC(Tie-lineloadfrequencybiascontrol)(1)定频率控制定频率控制FFC(Flatfrequencycontrol)。只检测频率偏差，这种控制方式最终维持的是系统频率恒定，即Δf=0，对联络线上的交换功率则不加控制。因此，这种方式一般适合于独立系统或联合系统的主系统。ACE=ß*(f-f0)其中：ß区域频率偏差系数（M