一种基于多区域互联电网的AGC控制方法技术

本申请公开了一种基于多区域互联电网的AGC控制方法，包括以下步骤：检测电力系统的频率变化量和负荷变化量；当检测到电力系统有频率或负荷变化时，将所述频率变化量和负荷变化量输入AGC控制系统；对系统联络线功率变化和频率偏移进行调节，使得ACE信号波动至零；利用风机调节电力系统频率；通过实时追踪到的电力系统负荷变化量，调整发电机输出功率来使得发电机发出的有功功率和负荷功率相等；确保电力系统频率、频率波动峰值和区域间联络线的交换功率均在各自额定值允许范围内，解决了AGC无法降低频率波动峰值的问题，优化了多区域互联电网中AGC系统的控制方法，改善了电网频率稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多区域互联电网的AGC控制方法
本申请涉及电力系统频率控制
，尤其涉及一种基于多区域互联电网的AGC控制方法。
技术介绍
自动发电控制(AutomaticGenerationControl，AGC)是负荷频率控制(LoadFrequencyControl，LFC)的重要手段，它能使系统负荷发生变化时，将发电机的频率调整到额定值。现代电力互联系统大多是将各个区域的电网通过联络线联系在一起。每个区域内存在AGC系统，也存在非AGC系统。AGC系统除了要完成要求的日发电计划稳定运行外，还需要根据调度中心发出的控制指令，实时地调整机组出力，满足整个电力系统的安全正常工作。目前使用最为广泛的是区域控制偏差(AreaControlError，ACE)，它是考虑电力系统的发电机组、负荷功率以及频率等指标后实时生成的偏差值，反映是互联系统有功功率的平衡状况。ACE由该时刻联络线功率偏差和系统频率偏移两个差值组成的，基本计算公式为：ACE＝[∑Pti-(∑I0j)]+10B[f-(f0-Δft)]＝ΔPt-10BΔf式中，∑Pti为控制区所有联络线交换功率的实际测量值之和；∑I0j为控制区与外区的功率交易计划值；B为控制区频率相应系数，为负值(MW/0.1Hz)；f为系统实际频率；f0为系统额定频率；ΔI0j为偿还无意交换电量而设置的交换功率偏移；Δft为校正时差而设置的频率偏移。区域控制偏差体现出互联系统间有功功率的平衡情况，自动发电控制就是将ACE信号加在各个区域的AGC机组上调节发电机组的出力，从而使区域ACE达到零或者规定范围内，完成互联系统频率稳定和联络线功率过零的目的。孤立系统ACE主要包括3种控制方式，分别为定频率控制(FlatFrequencyControl)、定交换功率控制(FlatTie-LineControl)和联络线功率频率偏差控制(Tie-LineBias-FrequencyControl)。目前主流的多区域互联系统中的ACE控制方式：以简单两区域互联电力系统的模型为例，分析互联系统的频率和联络线功率,两区域模型图如图2所示，这里对参数做一定的假设：KA和KB分别是2个区域的调差系数，当2个区域负荷变化为ΔPLA和ΔPLB时，2个区域内的发电机组都考虑二次调频，发电机多发出的有功功率为ΔGA和ΔGB。联络线之间传递的功率为ΔPt，互联区域的频率变化为Δf。那么当两个系统都有功率变化的时候，就有：ΔPA＝ΔGA-ΔPLA＝KAΔf+ΔPtΔPB＝ΔGB-ΔPLB＝KBΔf-ΔPt根据两式相加减，可以得到：可以看出，互联系统主要就是对频率偏移和联络线功率变化进行控制和研究，自动发电控制的ACE信号就是由Δf和ΔPt组成，由于负荷的变化不能改变，所以通过改变发电机的出力就可以对频率和联络线进行控制。现有技术中AGC控制存在以下问题：1、缺乏采用基于多区域互联电网的AGC控制研究与应用在引入智能优化算法或控制策略的AGC有关研究中，一般在PI控制器的基础上进行优化，解决实际情况的非线性和随机性的问题。目前AGC相关领域的研究和应用大多基于水-火两区域，考虑原动机种类，电厂区域远近等因素研究AGC响应性能。因为两区域结构比较简单，仅有一根联络线相连，对互联系统来说具有代表性。但是，实际电网中可能是多个区域之间的互联，其联络线的条数变多，使得各区域加入扰动后的频率没有两区域变化的那么简单。涉及到各个区域之间的电能传递问题，仅用两区域方法具有一定局限性。2、没有考虑加入风机以遏制频率峰值的控制策略多区域电网中，AGC能完成电力系统频率的二次调整，但对于频率扰动的峰值并不能起到遏制的作用。
技术实现思路
本申请提供了一种基于多区域互联电网的AGC控制方法，以解决现有自动发电控制(AGC)中没有采用基于多区域互联电网的研究与应用，没有考虑加入风机以遏制频率峰值的问题。本申请采用的技术方案如下：一种基于多区域互联电网的AGC控制方法，包括以下步骤：检测电力系统的频率变化量和负荷变化量；当检测到电力系统有频率或负荷变化时，将所述频率变化量和负荷变化量输入AGC控制系统；对系统联络线功率变化和频率偏移进行调节，使得ACE信号波动至零；利用风机调节电力系统频率；通过实时追踪到的电力系统负荷变化量，调整发电机输出功率来使得发电机发出的有功功率和负荷功率相等；确保电力系统频率、频率波动峰值和区域间联络线的交换功率均在各自额定值允许范围内。优选地，所述当检测到电力系统有频率或负荷变化时，将所述频率变化量和负荷变化量输入AGC控制系统，包括：当检测到电力系统有频率变化时，采用基于联络线功率频率偏差控制TBC-TBC-TBC三控制系统的AGC控制方式；当检测到电力系统有负荷变化时，同时检测电力系统频率偏移Δf和联络线功率变化量ΔPti，并且判断负荷扰动发生的区域位置及扰动类型；将所述系统频率偏移Δf和联络线功率变化量ΔPti输入AGC控制系统。优选地，所述对系统联络线功率变化和频率偏移进行调节，使得ACE信号波动至零，之前包括：通过区域控制偏差ACE公式计算出ACE信号量；生成为偿还无意交换电量而设置的交换功率偏移ΔI0j和校正时差而设置的频率偏移Δft。优选地，所述利用风机调节电力系统频率，包括：当风机转速未达到上限时，通过控制风机超速减载，调整风机输出功率按照实际需求释放有功备用，来调节电力系统频率。优选地，所述利用风机调节电力系统频率，还包括：当风机转速达到上限时，启动桨距角控制；通过改变桨距角调节风机输出的有功功率，来调节电力系统频率。优选地，所述通过区域控制偏差ACE公式计算出ACE信号量，包括：ACE＝[∑Pti-(∑I0j-ΔI0j)]+10B[f-(f0-Δft)]式中，∑Pti为控制区所有联络线交换功率的实际测量值之和；∑I0j为控制区与外区的功率交易计划值；B为控制区频率相应系数；f为系统实际频率；f0为系统额定频率；ΔI0j为偿还无意交换电量而设置的交换功率偏移；Δft为校正时差而设置的频率偏移。优选地，所述对系统联络线功率变化和频率偏移进行调节，使得ACE信号波动至零，包括：当检测到电力系统有负荷变化时，调速器通过控制蒸汽阀门或水轮机导叶的开度对系统频率进行一次调整，其拉普拉斯变换后公式为：式中，ΔPV为调速器阀门输出的功率变化量；ΔPC为系统调节的功率变化量；ΔF为调速器输入量，即一次调频后的功率偏差；Gp为调速器的传递函数；R为调速器的调差系数；控制作为原动机的非再热式汽轮机的输出功率满足如下传递函数：式中，ΔPm为原动机输出功率变化量；Tt为汽轮机时间常数；控制发电机-负荷模块满足如下传递函数：式中，Δω为发电机转速变化量；ΔPe为发电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多区域互联电网的AGC控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n检测电力系统的频率变化量和负荷变化量；/n当检测到电力系统有频率或负荷变化时，将所述频率变化量和负荷变化量输入AGC控制系统；/n对系统联络线功率变化和频率偏移进行调节，使得ACE信号波动至零；/n利用风机调节电力系统频率；/n通过实时追踪到的电力系统负荷变化量，调整发电机输出功率来使得发电机发出的有功功率和负荷功率相等；/n确保电力系统频率、频率波动峰值和区域间联络线的交换功率均在各自额定值允许范围内。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于多区域互联电网的AGC控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
检测电力系统的频率变化量和负荷变化量；
当检测到电力系统有频率或负荷变化时，将所述频率变化量和负荷变化量输入AGC控制系统；
对系统联络线功率变化和频率偏移进行调节，使得ACE信号波动至零；
利用风机调节电力系统频率；
通过实时追踪到的电力系统负荷变化量，调整发电机输出功率来使得发电机发出的有功功率和负荷功率相等；
确保电力系统频率、频率波动峰值和区域间联络线的交换功率均在各自额定值允许范围内。


2.根据权利要求1所述的一种基于多区域互联电网的AGC控制方法，其特征在于，所述当检测到电力系统有频率或负荷变化时，将所述频率变化量和负荷变化量输入AGC控制系统，包括：
当检测到电力系统有频率变化时，采用基于联络线功率频率偏差控制TBC-TBC-TBC三控制系统的AGC控制方式；
当检测到电力系统有负荷变化时，同时检测电力系统频率偏移Δf和联络线功率变化量ΔPti，并且判断负荷扰动发生的区域位置及扰动类型；
将所述系统频率偏移Δf和联络线功率变化量ΔPti输入AGC控制系统。


3.根据权利要求2所述的一种基于多区域互联电网的AGC控制方法，其特征在于，所述对系统联络线功率变化和频率偏移进行调节，使得ACE信号波动至零，之前包括：
通过区域控制偏差ACE公式计算出ACE信号量；
生成为偿还无意交换电量而设置的交换功率偏移ΔI0j和校正时差而设置的频率偏移Δft。


4.根据权利要求2所述的一种基于多区域互联电网的AGC控制方法，其特征在于，所述利用风机调节电力系统频率，包括：
当风机转速未达到上限时，通过控制风机超速减载，调整风机输出功率按照实际需求释放有功备用，来调节电力系统频率。


5.根据权利要求2所述的一种基于多区域互联电网的AGC控制方法，其特征在于，所述利用风机调节电力系统频率，还包括：
当风机转速达到上限时...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟贤，郭成，李文云，和鹏，李胜男，覃日升，徐志，周鑫，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南;53