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自动发电控制中控制策略的研究作者：马文祥 指导老师：张燕摘要本文归纳了大区互联电网AGC控制策略、AGC分层分级控制与协调，调度自动化系统(包括SCADA／AGC／EMS)的开发与实施的研究内容。指出了神经网络在大区互联电网自动发电控制的研究需求，概括了了大区互联电网自动发电控制中的扰动控制，调频策略等方面的观点。关键词：自动发电控制，控制性能标准，大区互联电网自动发电控制，神经网络负荷频率控制。引言电力系统是一种复杂的动态平衡的大系统，在这种大系统中通常用传统的控制方法对发电机的输出功率进行调整，以保持电力系统负荷波动的平衡和系统频率的质量。随着电力技术的发展，发电机组的容量日趋增大，电网结构及其远行方式日益庞大和复杂。电网中潮流的大小和方向也经常性地变化着，从而使系统的数学模型复杂化，加上电力系统中的各个环节存在着非线性和多变量的交叉与融合，使系统的数学模型更加难于建立和求解，并且控制器控制参数的调整也很困难，即使对系统近行简化，对应不同时刻和不同的运行方式，也难以找到合适的控制器参数。这对互联电网自动发电控制策略的研究提出了更高的要求。第一章 自动发电控制AGC的一般过程随着计算机技术、控制技术、通信技术和电力电子技术的不断发展，“电力系统自动化”无论其内涵或外延都发生了巨大的变化。如今电力系统已经成为一个CCCPE的统体．即计算机(Computer)、控制(Contr01)、通信(Communication)和电力电子(Power Electronics)的产生、输送、分配装置以及电力电子装置。当然，在21世纪，不掌握电力市场知识便很难承担电力调度工作。根据等强度的概念，自动化设备所占的投资比例虽然不大，但其重要性与主设备同样，而且先进的自动装置不仅,-IDA改善一次主设备的运行状况，提高运行效率，甚至可以推迟或避免新建一些主设备，节省数额可观的一次设备投资。电力系统产生的电能必须与消费的电能实时平衡，这只能靠自动调节和控制装置来维持。这种平衡不仅要在正常的稳态运行时而且要在各种扰动状态下从毫秒级到分钟级都能实现这一要求。自动发电控制(AGC)是能量管理系统(EMS)中最重要的控制功能。它的投入将提高电网频率质量，提高经济效益和管理水平。自动发电控制在当今世界已是普遍应用的成熟技术，是一项综合技术。我国几个主要电力系统在6O年代初都试验过自动频率调整(AFC)，而到了90年代直接引进的自动发电控制还未能全部正常运行，实现真正的AGC还有艰巨路程。图1-1 互联电力系统 图1-2 扰动后一次调节的频率变化 图1-3 AGC对调速器的二次调节图1—1表示某一联合电力系统，由3个区域及3条联络线组成。各区域内部有较强的联系，各区域间有较弱的联系。正常情况下，各区域应负责调整自己区域内的功率平衡。例如，在图1-l的区域B中接入一个新的负荷时，开始联合电力系统全部汽轮机的转动惯性提供能量，整个联合电力系统的频率下降。系统中所有机组调节器动作，加大出力，提高频率到某一水平，这时整个电力系统发电与负荷达到新的平衡(图1-2)。一次调节留下了频率偏差△f和净交换功率偏差，AGC因此而动作。提高区域B的发电功率，恢复频率到达正常值(f0)和交换功率到计划值，这就是所谓的二次调节(图1—3)。此外，AGC将随时间调整机组出力执行发电计划(包括机组启停)，或在非预计的负荷变化积累到一定程度时按经济调度原则重新分配出力，这就是所谓的三次调节。从AGC来说，一次调节是系统的自然特性，希望快速而平稳：二次调节不仅考虑机组的调节特性，还要考虑到安全(备用)和经济特性：三次调节则主要考虑安全和经济，必要的话甚至可以校验网络潮流的安全性。这些调节所设定的周期随区域控制误差(ACE)的大小而不同，一般数据采集(SCADA)采样周期为l～2s，自动发电控制(AGC)启动周期为4～8s，经济调度的启动周期由几秒钟到几分钟甚至几十分钟。自动发电控制通过一个闭环控制系统实现。自动发电控制从SCADA获得实时测量数据，计算出各电厂或各机组的控制命令，再通过SCADA送到各电厂的电厂控制器。由电厂控制器调节机组功率，使之跟踪AGC的控制命令。第二章 电力市场中大区互联电网自动发电控制电力工业市场化改革就是通过在电力工业中引入竞争，用市场机制的手段实现电力系统资源的优化配置，最终达到社会效益最优。市场经济有其固有的运动规律，电力市场作为一种类型的商品市场，必然服从市场经济的一般规律，但是电力市场又不同于其它类型的商品市场，因而电力市场的运动规律也有其特定的个性。无疑电力市场的运动规律较传统电力系统的运动规律有着根本的不同，因而研究电力市场的运动规律对于电力市场研究与实践的深入开展有着极其重要的意义。1 扰动控制标准DCS控制区域供需平衡跟随