理论教育 AGC调节过程优化

AGC调节过程优化

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:在t1时刻,机组出力和AGC指令的差值重新回到AGC响应死区之内,AGC调节过程结束,开始进入相对稳态,机组出力在小范围随机波动。此时虽然机组有可能接收到AGC指令,但是只要处于AGC响应死区之内,机组的AGC调节就不会动作,这主要是为了防止机组频繁动作而可能对机组造成损害。

AGC调节过程优化

AGC指的是电网调度中心直接通过机组分散控制系统(distribution control system,DCS)实现自动增、减机组目标负荷指令的功能。AGC以满足电力供需实时平衡为目的,根据机组本身的调节性能及其在电网中的地位,对不同的机组分配不同的权重系数进行分类控制,自动维持电力系统中发电功率和负荷的瞬时平衡,使由于负荷变动而产生的ACE不断减少直至为零,从而保证电力系统频率稳定。

用手动或通过自动装置改变调速器的频率(或功率)给定值,调节进入原动机的动力元素来维持电力系统频率,进而维持系统有功平衡的调节。改变调速器的频率给定值实际上就是改变机组空载运行的频率。例如增加频率给定值,则图3-1中的空载频率(对应于PG=0时的频率)就会升高,设由f0增加到了f′0。由于没有改变调差系统的整定值,机组调速系统的静态调节特性曲线的斜率不会改变。这样,增加调速器中的频率给定值就使机组静态特性向上平移了。在图3-1中,由曲线PG(f)向上平移到了P′G(f)。当减小调速器中频率给定值时,会使机组的静态调节特性向下平移。通过改变频率给定值可以保持系统频率不变或较少变化。如图3-1所示,当负荷功率增加ΔP′L之后,增加给定频率值,使机组静态调节向上平移到P′G(f)可以将系统频率由fC回调到fA,从而使系统频率保持不变。

(1)AGC调节的特点。

①频率的二次调整,不论是采用分散的还是采用集中的调整方式,其作用均是对系统频率实现无差调整,进而实现对电网有功需求和电源有功输出的平衡。

②在具有协调控制的火力发电机组中,由于受能量转换过程的时间限制,频率二次调整对系统负荷变化的响应比一次调整慢,它的响应时间一般需要1~2 min。

③在频率的二次调整中,对机组功率往往采用简单的比例分配方式,常使发电机组偏离经济运行点。

(2)AGC调节的作用。

①由于系统频率二次调整的响应时间较慢,因而不能调整那些快速变化的负荷随机波动,但它能有效地调整分钟级和更长周期的负荷波动。

②频率二次调整的作用可以实现电力系统频率和有功的无差调整。(www.daowen.com)

③由于响应的时间不同,频率的二次调整不能代替频率一次调整的作用;而频率二次调整的作用开始发挥的时间,与频率的一次调整作用开始逐步失去的时间基本相同,因此两者若在时间上配合好,对系统发生较大扰动时快速恢复系统频率相当重要。

④频率二次调整带来的使发电机组偏离经济运行点的问题,需要由频率的三次调整(功率经济分自己)来解决,集中的计算机控制也为频率的三次调整提供了有效的闭环控制手段。

通电厂内的AGC控制主要包括单机控制方式和集中控制方式两种,在单机控制方式中,调度机构将自动发电控制系统计算得到的AGC指令直接下发到电厂中参与AGC调节的AGC机组机炉协调控制系统上,直接给机组发送升降功率指令。在集中控制方式中,调度中心AGC控制指令为全厂总功率设定值,此功率值再由电厂内部的机组分散控制系统对全厂每台机组进行综合协调控制和经济负荷分配。我国实际电网中,采取单机控制的方式。

从系统的角度,AGC服务的目的是维持系统的频率(或联络线上的潮流)在要求的范围内;但是从机组考虑,AGC服务就是提供跟踪指令变化的能力。评价AGC服务质量,就是考核AGC机组跟随指令变化是否达到了要求。

如图4-2展示了一个比较典型的单机AGC调节过程,其中Z 表示AGC指令曲线,P 表示AGC机组有功输出曲线,t0、t′1、t1和t2分别表示某个控制时段的控制起点时刻、机组出力跨出控制死区时刻、控制终点时刻和下一个控制时段起点时刻(控制时段指的是AGC指令与当前机组出力的偏差大于机组AGC响应死区的时段),Z0、Z1和Z2分别表示相应时刻的AGC指令值,P0、P1和P2分别表示相应时刻的机组出力值。

图4-2 AGC调节过程示意图

在t0时刻,机组出力与AGC指令的差值大于预先设定的AGC响应死区,于是机组开始根据AGC指令调整出力在调整的过程中,AGC指令有可能改变,也有可能保持,都要求机组出力曲线能够跟随AGC指令曲线。在t′1时刻,机组出力跨出了机组的调节死区,在此之后开始机组出力跟随调节。在t1时刻,机组出力和AGC指令的差值重新回到AGC响应死区之内,AGC调节过程结束,开始进入相对稳态,机组出力在小范围随机波动。此时虽然机组有可能接收到AGC指令,但是只要处于AGC响应死区之内,机组的AGC调节就不会动作,这主要是为了防止机组频繁动作而可能对机组造成损害。在t2时刻,当机组出力与AGC指令的差值重新大于AGC响应死区时又开始了和上面一样的调节过程,这里不再赘述。

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