自动发电控制(AGC)PPT课件
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2021
按照负荷变化三种分量的分解，电力系统的有功功率平衡 及其频率调整大体上也分为一、二、三次调节：
（1）对于变化周期很短（10秒以内）幅度很小的负荷波动， 由发电机组的机械惯性和负荷本身的调节效应自然吸收；
（2）对于周期较短（1～3分钟左右）而幅值较小的负荷变 化，由发电机组的调速器自动调节，通常称为一次调节；
（3）对于周期较长（10分钟以内）而幅值较大的负荷变化， 则通过控制发电机组的调频器来跟踪，通常称为二次调节；
（4）对于周期长（10分钟以上）而幅值大的负荷变化，则 需要根据负荷预测、确定机组组合并安排发电计划曲线进 行平衡，通常称为三次调节。
12
2021
频率的一次调节
指利用系统固有的负荷频率特性，以及发电机的调速器的 作用，来阻止系统频率偏离标准的调节方式。
2021
自动发电控制 （AGC）
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2021
AGC的概Leabharlann Baidu：
自动发电控制(Automatic Generation Control)，是建立在 以计算机为核心的能量管理系统（或调度自动化系统）及发 电机组协调控制系统之上并通过高可靠信息传输系统联系起 来的远程闭环控制系统。
AGC的作用：
电力系统的负荷瞬息万变，因此，独立电力系统必须满足电 能的供需平衡，维护正常频率，保证控制内部的电能质量； 联合电力系统还必须保证联络线交换功率按交易计划运行， 加强联络线控制能力，使整个系统协调稳定运行。依靠人工 调节方式无论从反应速度还是调节精度都难以满足电力系统 安全、优质、协调、经济运行的要求。显然，要实现现代化 的电网管理，进一步提高整个电力系统的电能质量和联络线 交换功率的控制水平，需要提供相应的自动化技术手段来提 供实质性的保障。解决这一问题的最佳途径就是AGC。
负荷频率特性
电力系统负荷的变动将引起频率的变化，而系统频率的变 化又会造成负荷功率的变化。这种负荷功率跟随频率变化 的特性称为负荷的频率静态效应。
PL
PLN
n
i
i0
f fN
i
13
负荷频率特性系数
D为负荷的频率调节效应系数
D
P f
D*的数值取决于电力系统中各类负荷的比重，因此D*是一个随时
间变化的数值
2021
14
发电机组的频率特性
调速系统的调差系数
在发电机组调速系统的作用下，发电机组输出功率随电力
发电机的转子运动方程为： MT–Me = ΔM = Jdω /dt
MT为原动机的转矩。 Me为发电机输出的电磁转矩（即负载）。 J为发电机的转动惯量。 dω /dt为发电机的角加速度
由于功率与转矩之间存在直接的转换关系（P = ωM），经规格化处理和拉氏变换后， PT – Pe = 2HsΔω
PT为原动机功率。 Pe为发电机的电磁功率。 H为发电机的惯性常数。
的运行工况，是难以控
制的因素，是引起电力
系统频率波动的主要原
因。
10
2021
电力系统负荷变化是引起电力系统频率波动的主要 原因，因此，研究电力系统负荷变化的规律是进行 频率控制的首要任务。
电力系统的负荷一般分成三种 第一种是变化幅度很小但周期很短（10秒以内），具 有很大的偶然性； 第二种是变化幅度较大、周期较长（10秒至3分钟之间） 的脉动负荷，如电炉、冲压机械、电气机车等带有冲 击性的负荷； 第三种是幅度大、周期很缓慢的持续变动负荷，如生 产、生活、商业、气象等因素影响的负荷。
2021
电力系统的负荷变化和频率波动
电力系统频率是同步发电机转速的函数：
ƒ= RMPp / 120
RMP是发电机的转速，单位是（转/每分钟）。 p是发电机的极数。
120是将分钟转换为秒、极数转换为极对的转换系数。 电力系统频率又可以用同步发电机角速度的函数来
表示： ƒ = ω / 2π
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2021
三.频率越限的允许时间
规定频率越限后恢复至正常范围的允许时间 需要考虑的因素有:
1.频率越限的延续时间对旋转设备寿命的影响。 2.在频率越限故障处理期间发生第二次事件的
危险性。如果发生第二次事件，可能会导致 系统频率越出相应故障状态下频率允许范围， 从而产生切负荷装置动作等严重后果。
7
一基准频率和频率的正常范围
基准频率是由设计确定的，中国、西欧、澳大利亚、 日本的一部分的电力系统基准频率为50Hz；而北美、 日本的另一部分的电力系统的基准频率为60Hz。
确定频率的正常控制范围应考虑三个重要因素：
1.对发电、用电设备经济性的影响，使其能发挥最佳 的效率。
2.对故障状态下频率允许范围的影响，当电力系统中
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2021
电力系统频率质量对社会和电力企业的影响
电网频率是电能质量三大指标之一，电网的 频率反映了发电有功功率和负荷之间的平衡 关系，是电力系统运行的重要控制参数，如： 1.频率波动对发电厂设备的影响 2.频率波动对用户设备的影响 3.频率质量改善对经济效益的影响
4
电力系统频率指标和控制要求
2021
发生故障时，频率不越出相应故障状态的频率允许 范围。
3.对安全性和经济性的综合分析。
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2021
二故障状态的频率允许范围
规定故障状态下的频率允许范围需考虑的因 素有：
1.对发电、用电设备功能性的影响，不能影响 设备的正常功能。
2.对发电、用电设备安全性的影响，不能造成 设备的损坏。
3.对电力系统运行安全性的影响，不能由于频 率异常，造成发电设备解列，而危及整个系 统的安全运行。
2
2021
AGC的目的：
维持电力系统频率在允许误差范围之内，频率偏移累积误差 引起的电钟与标准钟之间的时差在规定限值之内；
控制互联电网净交换功率按计划值运行，交换功率累积误差 引起无意交换电量在允许范围之内；
在满足电网安全约束条件、电网频率和互联电网净交换功率 计划的情况下协调参与AGC调节的电厂（机组）按市场交易 或经济调度原则优化运行。
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当原动机功率和发电机电磁功率之间产生不平
衡时，必然引起发电机转速的变化，即引起电 力系统频率的变化。
2021
原动机功率PT不是恒定 不变的，但它主要取决
而发电机电磁功率Pe的 变化则不仅与本台发电
于本台发电机的原动机
机的电磁特性有关，更
和调速器的特性，因而
取决于电力系统的负荷
是相对容易控制的因素。 特性、以及其它发电机
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按照负荷变化三种分量的分解，电力系统的有功功率平衡 及其频率调整大体上也分为一、二、三次调节：
（1）对于变化周期很短（10秒以内）幅度很小的负荷波动， 由发电机组的机械惯性和负荷本身的调节效应自然吸收；
（2）对于周期较短（1～3分钟左右）而幅值较小的负荷变 化，由发电机组的调速器自动调节，通常称为一次调节；
（3）对于周期较长（10分钟以内）而幅值较大的负荷变化， 则通过控制发电机组的调频器来跟踪，通常称为二次调节；
（4）对于周期长（10分钟以上）而幅值大的负荷变化，则 需要根据负荷预测、确定机组组合并安排发电计划曲线进 行平衡，通常称为三次调节。
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频率的一次调节
指利用系统固有的负荷频率特性，以及发电机的调速器的 作用，来阻止系统频率偏离标准的调节方式。
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自动发电控制 （AGC）
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AGC的概Leabharlann Baidu：
自动发电控制(Automatic Generation Control)，是建立在 以计算机为核心的能量管理系统（或调度自动化系统）及发 电机组协调控制系统之上并通过高可靠信息传输系统联系起 来的远程闭环控制系统。
AGC的作用：
电力系统的负荷瞬息万变，因此，独立电力系统必须满足电 能的供需平衡，维护正常频率，保证控制内部的电能质量； 联合电力系统还必须保证联络线交换功率按交易计划运行， 加强联络线控制能力，使整个系统协调稳定运行。依靠人工 调节方式无论从反应速度还是调节精度都难以满足电力系统 安全、优质、协调、经济运行的要求。显然，要实现现代化 的电网管理，进一步提高整个电力系统的电能质量和联络线 交换功率的控制水平，需要提供相应的自动化技术手段来提 供实质性的保障。解决这一问题的最佳途径就是AGC。
负荷频率特性
电力系统负荷的变动将引起频率的变化，而系统频率的变 化又会造成负荷功率的变化。这种负荷功率跟随频率变化 的特性称为负荷的频率静态效应。
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f fN
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负荷频率特性系数
D为负荷的频率调节效应系数
D
P f
D*的数值取决于电力系统中各类负荷的比重，因此D*是一个随时
间变化的数值
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发电机组的频率特性
调速系统的调差系数
在发电机组调速系统的作用下，发电机组输出功率随电力
发电机的转子运动方程为： MT–Me = ΔM = Jdω /dt
MT为原动机的转矩。 Me为发电机输出的电磁转矩（即负载）。 J为发电机的转动惯量。 dω /dt为发电机的角加速度
由于功率与转矩之间存在直接的转换关系（P = ωM），经规格化处理和拉氏变换后， PT – Pe = 2HsΔω
PT为原动机功率。 Pe为发电机的电磁功率。 H为发电机的惯性常数。
的运行工况，是难以控
制的因素，是引起电力
系统频率波动的主要原
因。
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2021
电力系统负荷变化是引起电力系统频率波动的主要 原因，因此，研究电力系统负荷变化的规律是进行 频率控制的首要任务。
电力系统的负荷一般分成三种 第一种是变化幅度很小但周期很短（10秒以内），具 有很大的偶然性； 第二种是变化幅度较大、周期较长（10秒至3分钟之间） 的脉动负荷，如电炉、冲压机械、电气机车等带有冲 击性的负荷； 第三种是幅度大、周期很缓慢的持续变动负荷，如生 产、生活、商业、气象等因素影响的负荷。
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电力系统的负荷变化和频率波动
电力系统频率是同步发电机转速的函数：
ƒ= RMPp / 120
RMP是发电机的转速，单位是（转/每分钟）。 p是发电机的极数。
120是将分钟转换为秒、极数转换为极对的转换系数。 电力系统频率又可以用同步发电机角速度的函数来
表示： ƒ = ω / 2π
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三.频率越限的允许时间
规定频率越限后恢复至正常范围的允许时间 需要考虑的因素有:
1.频率越限的延续时间对旋转设备寿命的影响。 2.在频率越限故障处理期间发生第二次事件的
危险性。如果发生第二次事件，可能会导致 系统频率越出相应故障状态下频率允许范围， 从而产生切负荷装置动作等严重后果。
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一基准频率和频率的正常范围
基准频率是由设计确定的，中国、西欧、澳大利亚、 日本的一部分的电力系统基准频率为50Hz；而北美、 日本的另一部分的电力系统的基准频率为60Hz。
确定频率的正常控制范围应考虑三个重要因素：
1.对发电、用电设备经济性的影响，使其能发挥最佳 的效率。
2.对故障状态下频率允许范围的影响，当电力系统中
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电力系统频率质量对社会和电力企业的影响
电网频率是电能质量三大指标之一，电网的 频率反映了发电有功功率和负荷之间的平衡 关系，是电力系统运行的重要控制参数，如： 1.频率波动对发电厂设备的影响 2.频率波动对用户设备的影响 3.频率质量改善对经济效益的影响
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电力系统频率指标和控制要求
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发生故障时，频率不越出相应故障状态的频率允许 范围。
3.对安全性和经济性的综合分析。
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二故障状态的频率允许范围
规定故障状态下的频率允许范围需考虑的因 素有：
1.对发电、用电设备功能性的影响，不能影响 设备的正常功能。
2.对发电、用电设备安全性的影响，不能造成 设备的损坏。
3.对电力系统运行安全性的影响，不能由于频 率异常，造成发电设备解列，而危及整个系 统的安全运行。
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AGC的目的：
维持电力系统频率在允许误差范围之内，频率偏移累积误差 引起的电钟与标准钟之间的时差在规定限值之内；
控制互联电网净交换功率按计划值运行，交换功率累积误差 引起无意交换电量在允许范围之内；
在满足电网安全约束条件、电网频率和互联电网净交换功率 计划的情况下协调参与AGC调节的电厂（机组）按市场交易 或经济调度原则优化运行。
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当原动机功率和发电机电磁功率之间产生不平
衡时，必然引起发电机转速的变化，即引起电 力系统频率的变化。
2021
原动机功率PT不是恒定 不变的，但它主要取决
而发电机电磁功率Pe的 变化则不仅与本台发电
于本台发电机的原动机
机的电磁特性有关，更
和调速器的特性，因而
取决于电力系统的负荷
是相对容易控制的因素。 特性、以及其它发电机