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抽水蓄能机组AGC控制的典型流程和系统构成

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否
机组负荷设定值 程序计算设入 AGC 机
为手动设定值
组的有功自动设置值
机组负荷 设定值为自动值
图 1 AGC 控制负荷流程示意图 Fig.1 AGC control load flow chart
远动机房。备用通道与主通道的差别在于其中间通 过微波连到北城，最后到达总调度中心的远动机房。 通过通信信道可进行信号的发送和接收，该项任务 是通过远动通信设备 RTU 来完成的。北京十三陵 抽水蓄能电厂远动通信设备采用的是华北电科院 爱普科电网公司提供的 EP-IA2000 RTU 远动装 置。因此华北网局 CC2000 系统下发的 AGC 指令 经由通信信道传送至 RTU 设备接收，最终送至电 厂的监控系统。然而硬件仍存在一些问题，由于使
的负荷值大于 3 台机组最低的负荷总值。并且在流
第二步，进行负荷上限控制。在这个逻辑中有
程中提到的很多数据或参数都是由监控系统自动 一个负荷上限控制模块，根据投入 AGC 机组的数
计算出来的，具体计算方法本文不再叙述。
量 X1 确定输出的负荷不大于某个数 Y4。本例中是 2
第一步，AGC 下发的负荷值 Y1 减去未投入 AGC 的一台机组的负荷值 Y2，其差值为另 2 台投
Y5 取最大值 Y6
Y7 单机负荷值
负荷下限控制
至现地控制单元
台投入 AGC 的情况来阐述北京十三陵抽水蓄能电 厂 AGC 系统负荷分配的过程。为避免由于负荷需
图 3 机组负荷运算逻辑框图 Fig.3 The unit load operation logic diagram
求而导致逐台停机或开机的情况。假设 AGC 下发 入 AGC 机组的总负荷值 Y3。
以上分析的是最复杂的一种 AGC 调整方式。 因此这种方式一旦明晰，其它情况则更为简单。如 运行机组全部处于负荷自动控制方式，即所有机组 AGC 全部投入运行，那么在逻辑运算中，未投入 AGC 的机组的总负荷 Y2=0，Y3= Y1。
负荷分配计算是在公用监控系统 6LCU 内进行 的，计算出的结果将被直接送到机组的现地控制单 元，在现地控制单元中，根据 AGC 是否投入的情 况，自动地选择手动设定信号或 AGC 信号。负荷 信号被现地控制单元以电流信号的形式实时地输 送给调速器，其电流的大小表示负荷的大小。调速 器综合水头信号的内容，通过内部逻辑运算将负荷 信号转换成导叶开度信号，进行导叶开度的调整， 从而调整机组的负荷。随着负荷的变化，负荷值被 反送到监控系统进行对比，当负荷值与实际值的差
北京十三陵抽水蓄能电厂共有 4 台 200MW 立 轴可逆式水泵水轮机组，且均具备黑启动功能。基 于抽水蓄能机组具有工况转换快、负荷调整迅速等 特点，北京十三陵抽水蓄能电厂担负着电网的调 频、调峰及紧急事故备用等多项功能。
厂内机组的控制系统采用加拿大贝利公司的 INFI90 系统。具备接收远方负荷控制的功能，自 1999 年 AGC 投入至今，运行稳定。
2 厂内机组 AGC 控制系统的基本原理和系 统构成
2.1 AGC 控制的基本原理 AGC 控制系统按功能主要分以下 3 个部分：远
动通信、负荷分配、负荷调整。 机组发电并网运行后，运行人员根据中调命令
投入该机组的 AGC 系统，中调 CC2000 系统根据 电厂发电并网运行机组数量下发有功负荷指令[4]， 电厂监控系统通过远动装置接收到该指令后，计算 当前投入 AGC 运行的机组应该带的负荷，并按此 设定值进行负荷调整，其基本原理如图 1 所示。
ABSTRACT: Pumped storage plants take the role of first frequent modulation in electric network. Aims at this character of pumped storage, this paper analyses the application status and communication mode of AGC in plant, and presents the problem of the communication channel and the side need to be improved. Last, formulates the load allocating function of plant’s supervision information system.
第二步和第三步的功能，保证了投入 AGC 的 2 台机组在 Y6 至 Y4 之间安全运行。即只有当 AGC 下 发的负荷值 Y1 减去未投入 AGC 运行的机组的负荷 Y2 后，其差值在 Y6 至 Y4 之间机组才能自动跟踪并 进行负荷调整。否则就要依靠手动控制进行机组的 负荷调整。
第四步，计算单机负荷。对于所有参与 AGC 自动调整负荷的机组，其负荷是平均分配的。单机 负荷值 Y8= Y7/X1，从而完成了负荷在运行机组中的 分配运算。
第三步，进行负荷下限控制。在这个逻辑中， 有一个负荷下限控制模块，它根据投入 AGC 机组 的数量 X1 来确定输出负荷不小于某个数 Y6。取最 大值功能模块从 Y5 和 Y6 中选择较大的一个输出， 其输出值为 Y7。当取小功能模块输出的 Y5 小于负 荷下限的输出值 Y6 时，即 Y5< Y6，取大功能模块的 输出值 Y7 等于 Y6，以保证机组在安全区域运行。 当取小功能模块输出的 Y5 大于负荷下限的输出值 Y6 时，即 Y5> Y6，取大功能模块输出值 Y7 等于 Y5， 以保证机组按 AGC 的指令进行机组调整。
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Power System Technology
Vol. 29 No. 18
机组开机
连到总调度中心的光纤机房，最后到达调度中心的
机组发电并网
送中调信号
是 投入 AGC
中调 CC2000 系统 下发总有功值
KEY WORDS: AGC；Load distribute；Remote control； Comunication
摘要：针对抽水蓄能电厂在电网中主要承担削峰填谷、一次 调频任务的特点，分析了 AGC 控制方式在该类电厂的应用 状况，以及 AGC 控制系统在抽水蓄能电厂的实现原理及通 信方式，并指出了通信信道中存在的问题及需要完善之处。 最后，文中以一种最复杂的机组状态为例，阐述了 AGC 指 令到达电厂监控信息系统（SIS）后负荷分配的实现过程。
张富新
（北京十三陵蓄能电厂，北京市 昌平区 102200）
THE TYPICAL PROCESS AND SYSTEM STRUCTURE OF PUMPED-STORAGE POWER UNITS BASED ON AGC CONTROL
ZHANG Fu-xin （Beijing Shisanling Pumped-Storage Plant，Changping District，Beijing 102200，China）
关键词：自动发电控制（AGC）；负荷分配；远动；通信
1 引言
随着社会的进步，电力需求越来越大，电网容 量日益增大，电力系统正面临着越来越严峻的挑 战，如何在保证电网稳定运行的前提下，确保供 电质量，是显示一个国家科学技术水平的重要指 标[1-3]。抽水蓄能机组在电网中主要起着削峰填谷 的作用，从电网构成的角度考虑，能确保电网安全 稳定运行；从宏观角度考虑，是保证电能质量的一 种手段。随着科学技术的进步，用户对电能质量的 要求也越来越高，频率作为评估电能质量的重要参 数之一，要求只能在较小范围内波动。通过机组的 调频作用，能很好地将频率控制在要求的范围内， 因此稳定频率是提高电能质量的重要内容。
台机组，根据单个机组容量可确定负荷上限控制模块 输出的值 Y4。而取最小值功能模块将从 Y3 和 Y4 中选
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第 29 卷 第 18 期
电网技术
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择较小的一个输出，其输出值为 Y5。这样，若 AGC 下发的负荷值大于负荷上限值，即 Y3>Y4，则取小功 能模块的输出值 Y5 等于 Y4，即可保证输出值不大于 已投入 AGC 的所有机组的额定容量总和，使机组不 会过负荷运行。若 AGC 下发的负荷值减去手动调整 机组的负荷值后小于负荷上限值，即 Y3< Y4，则取小 功能模块的输出值 Y5 等于 Y3，以保证机组按 AGC 的 指令进行负荷调整。
第 29 卷 第 18 期 2005 年 9 月
文章编号：1000-3673（2005）18-0039-03
电网技术 Power System Technology
中图分类号：TM734 文献标识码：A
Vol. 29 No. 18 Sep. 2005
学科代码：470⋅4054
抽水蓄能机组 AGC 控制的典型流程和系统构成
十三陵 远动机房
四发 十三陵光 光纤 昌平
RUT[主用] 四收 纤机房
清河
微波
微波
(a)主用通道
总调 微波站
光纤
总调光 纤机房
四发 四收
总调 远动机房 RUT[主用]
十三陵 远动机房 RUT[备用]
四发 四收
十三陵光 纤机房
光纤
昌平 微波 北城 (b)备用通道
光纤
总调光 四发
总调
纤机房
四收
远动机房 RUT[备用]
2.2 AGC 控制的通信方式
通信是实现 AGC 控制的重要环节[5-6]。北京十 三陵抽水蓄能电厂与调度中心的通信通道如图 2 所 示。由图可知，共有 2 条通道，一条为主通道，一 条为备用通道，主通道是从电厂的远动机房通过光 纤连到昌平 500kV 变电站，再通过微波连到清河站， 由清河站转至个范围以内时，停止调整。同时负荷信号通 过远动通信被反馈到中调 CC2000 系统。

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自动发电控制（AGC）的基本理论

自动发电控制（AGC）的基本理论

⾃动发电控制（AGC）的基本理论⾃动发电控制(AGC)的基本理论⾃动发电控(Automatic Generation Control)简称AGC ，作为现代电⽹控制的⼀项基本功能，它是通过控制发电机有功出⼒来跟踪电⼒系统的负荷变化，从⽽维持频率等于额定值，同时满⾜互联电⼒系统间按计划要求交换功率的⼀种控制技术。

它的投⼊将提⾼电⽹频率质量，提⾼经济效益和管理⽔平。

⾃动发电控制有四个基本⽬标：（1）使全系统的发电出⼒和负荷功率相匹配；（2）将电⼒系统的频率偏差调节到零，保持系统频率为额定值；（3）控制区域问联络线交换功率与计划值相等，实现各区域内有功功率的平衡；（4）在区域内各发电⼚间进⾏负荷的经济分配。

上述第⼀个⽬标与所有发电机的调速器有关，即与频率的⼀次调整有关。

第⼆和第三个⽬标与频率的⼆次调整有关，也称为负荷频率控制LFC(LoadFrequency Control)。

通常所说的AGC 是指前三项⽬标，包括第四项⽬标时，往往称为AGC 但DC(经济调度控制，即Economic Dispatching Control)，但也有把EDC 功能包括在AGC 功能之中的。

负荷频率控制通过对区域控制偏差(ACE)调整到正常区域或零来实现系统频率和⽹间的联络线交换功率的调整。

ACE 表达式如下：()()()[]S A T S A S A T T K f f B P P ACE -+---=10 (1．1) 试中：A P ,S P 分别表⽰实际、预定联络线线功率；A T 、S T 分别表⽰实际电钟时间和标准时间；A f 、S f 分别表⽰实际、预定系统频率；B 表⽰系统频率偏差系数；T K 表⽰电钟偏差系数。

联络线频率偏差控制⽅式，TBC(Tie Line Bias Control)，ACE 按上式形成；定频控制⽅式，。

CFC(Constant FrequencyControl)，ACE 不含(S A P P -)；定净交换功率控制⽅式CNIC(Constant Net Interchange Control)，ACE 不含(S A f f -)。

AGC自动发电控制系统

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。
自动发电控制(AGC)的结构分析和应用

自动发电控制(AGC)的结构分析和应用

自动发电控制（AGC）的结构分析和应用作者：祁杰赵斌来源：《科技风》2017年第06期摘要：自厂网分离、竞价上网后，AGC成为连接电网和电厂之间的桥梁，厂网之间的密切协作既保证了电网的稳定运行和负荷的灵活调度，又使电厂发电机组高效运转。

本文着重介绍AGC技术和AGC在电网和电厂的应用。

关键词：频率；AGC；CCS电力系统有功功率和频率自动控制系统称为自动发电控制（Automatic Generation Control）简称AGC。

AGC的目标：（1）保持区域间净交换功率在计划值。

（2）维持系统频率50Hz，并在允许的误差范围内。

（3）在保证区域间净交换功率和系统频率在计划值的条件下，以经济最优化原则安排机组处理，使系统更经济的运行。

1 AGC的结构AGC由能量管理系统（EMS）、远方终端单元和机组协调控制系统组成。

EMS通过远方终端单元（RTU），将控制信息传递给电厂机组协调控制系统（CCS），由CCS完成AGC对机组出力的调节。

AGC通过调节区域内各电厂发电机组的功率，使用电负荷变化和发电机组功率波动而形成的区域控制偏差（ACE）不断减小，直至为零的过程。

这个控制过程是一个多变量、串级调节闭环反馈控制系统。

其中，负荷分配器是串级调节系统的外回路控制器，即主控制器，承担系统调节的细调。

负荷分配器依据频率偏差、发电机出力和其它信号，按照一定的调节规律，分配各机组输出的有功功率。

负荷分配器设在区域电网调度处。

机组控制器是串级调节系统的内回路控制器，即辅控制器，承担系统调节的粗调。

根据负荷分配器设定的有功功率，使机组实发功率与设定有功功率一致。

机组控制器的功能由机组CCS实现。

2 AGC信号传递和电力系统调频从发电机组CCS到地区中调EMS的上行信号有9个：机组功率调节运行方式（就地/远方）、AGC允许、机组输出功率、机组最大出力限值、机组最小出力限值、机组当前升负荷速率（MW/min）、机组当前降负荷速率（MW/min）、机组指令增闭锁、机组指令减闭锁。

agc系统的工作原理

agc系统的工作原理

agc系统的工作原理AGC系统，即自动发电机控制系统（Automatic Generator Control System），是一种用于监测、控制和保护发电机的自动化系统。

它在电力系统中起着至关重要的作用，确保发电机的稳定运行和电力系统的可靠性。

本文将详细介绍AGC系统的工作原理，并逐步解释其运行过程。

首先，让我们来了解AGC系统的组成部分。

AGC系统主要由以下几个组成部分组成：传感器、控制器、执行器和通信系统。

传感器用于收集发电机的运行状态参数，如电流、电压、频率等。

控制器是AGC系统的大脑，它根据传感器采集到的数据进行分析和决策。

执行器负责执行控制器的指令，调整发电机的运行状态。

通信系统用于将控制器与其他系统或设备进行连接和数据交换。

AGC系统的工作原理可以分为以下几个步骤：第一步：数据采集与传输AGC系统通过传感器收集发电机的运行状态参数，如电流、电压、频率等。

这些传感器通常直接安装在发电机的关键部件上，能够实时监测运行状态。

传感器将采集到的数据通过通信系统传输给控制器。

第二步：数据处理与分析控制器接收到传感器传输过来的数据后，对数据进行处理和分析。

控制器先进行数据预处理，例如滤波、校正等操作，以确保数据的准确性和可靠性。

然后，控制器利用这些数据计算出发电机的运行状态和特性参数，如发电功率、磁场电流、电机转速等。

同时，控制器还根据电力系统的工作情况和需求，对发电机的输出功率进行预测和优化。

第三步：控制策略生成基于对发电机运行状态的分析和预测，控制器生成相应的控制策略。

控制策略主要包括发电机的负荷调节、电网频率和电压的稳定控制等。

控制器通过对发电机的输出功率进行调整，以保持电力系统的稳定。

第四步：指令传递与执行控制器将生成的控制策略转化为指令，并通过通信系统传输给执行器。

执行器根据接收到的指令，调整发电机的运行状态，如调整燃料供给、改变发电机的励磁电流等。

执行器将根据控制指令进行动作，并实时反馈执行结果给控制器。