电力系统调度与运营4汇总ppt课件

,North China Electric Power University,电 力 工 程 系,Department of Electrical Engineering,第四章 自动发电控制,自动发电控制简称AGC(Automatic Generation Control)，它是能量管理系统(EMS)的重要组成。,按电网调度中心的控制目标将指令发送给有关发电厂或机组，通过电厂或机组的自动控制调节装置，实现对发电机功率的自动控制。,自动发电控制(AGC)是时时刻刻保证发电与负荷平衡、维持电力系统频率质量的重要技术手段。,AGC原先称为“电力系统频率与有功功率的自动控制”,第四章 自动发电控制 自动发电控制简称AGC(,一、电力系统的频率变化与调整方式,电力系统频率变化主要是由负荷波动引起的,第1种负荷分量：变化周期在10s以内、变化幅度较小的负荷分量，称为随机波动的负荷分量，对应的调整方式是发电机组的一次调节；,第2种负荷分量：变化周期在10s到数分钟之间的负荷分量，称为分钟级负荷分量，对应的调整方式是AGC；,第3种负荷分量：变化缓慢的持续变动负荷分量，又可细分为第4种负荷分量(基点负荷分量)和第5种负荷分量(爬坡负荷分量)，可人工或AGC调节。,一、电力系统的频率变化与调整方式电力系统频率变化主要是由负荷,二、AGC的目标,1、跟踪负荷变化,一次调节,2、维护频率值,3、维护区域间净交换功率为计划值,4、对周期性负荷按发电计划调整，对非预计按在线经济负荷分配,5、最小化区域运行成本,6、监视和调整备用容量,二次调节,负荷频率控制,三次调节,LFC,经济调度控制,EDC,二、AGC的目标1、跟踪负荷变化一次调节,第四章 自动发电控制,控制机组,调度机组,实际负荷,预计负荷,发电控制,发电控制,负荷,发电,M,M,发电控制与发电计划跟踪系统负荷示意图,第四章 自动发电控制控制机组调度机组实际负荷预计负荷发电控,AGC调节容量的依据是分钟级负荷波动的幅值和速率,三、AGC调节容量的确定,系统中保有大量的AGC可调容量，对维持电力系统频率质量有好处，但发电机组保持AGC可调容量会减少正常的发电量，机会成本提高；,在电力市场的环境中，AGC是发电机组向电网提供调节服务的技术手段，机组投入AGC运行是要在辅助服务市场中收取费用的。,确定AGC调节容量的要求，与负荷预测相似，是依据过去事实的规律和对未来的预测。与负荷预测不同的是，负荷预测考察的是负荷的幅值，而AGC调节的目标是平衡负荷分钟级的波动。,AGC调节容量的依据是分钟级负荷波动的幅值和速率三、AGC调,四、AGC的总体结构及控制方式,发电计划,机组分担,跟踪控制,调节控制,机组控制,发电计划,调速器,汽轮机,负荷预测,机组组合,水电计划,交换计划,电力系统,ACE,f,-,P,G,四、AGC的总体结构及控制方式发电计划机组分担跟踪控制调节控,三个控制环,机组：,由基本控制回路去调节机组控制误差到零,区域：,使区域控制误差（,ACE,）调到零，,AGC,的核心，在可调机组之间分配区域控制误差。,计划跟踪：,按计划提供发电基点功率，担负主要调峰任务,控制方式,主要是区域控制误差（,ACE,）,一次控制模式,定频率控制,FFC：ACE=K,f,孤立系统,定交换功率控制,FTC：ACE=,P,T,与大系统联合的小系统,联络线控制偏差,TBC：ACE=,P,T,+,K,f,大系统,三个控制环机组：由基本控制回路去调节机组控制误差到零区域：使,7,K的取值,与本系统的自然频率调节系数（K,f,）尽量一致,自动修正时差,：ACE=,P,T,+,K,f,+K,t,t,K=K,f,时,：负荷变化的区域调节出力,自动修正交换电能差,：ACE=,P,T,+,K,f,+K,w,w,自动修正时差及交换电能差,：,ACE=,P,T,+,K,f,+K,t,t,+K,w,w,K K,f,时,：没有负荷变化的区域也调节出力,响应速度更快,K K,f,时,：没有负荷变化的区域起反作用,延长了调节时间,TBC的方式二次控制模式,K的取值与本系统的自然频率调节系数（Kf）尽量一致自动修正时,8,ACE(Area Control Error)即区域控制误差的简称，其计算公式为：ACE=,P,T,+,K,f,对定频率控制模式FFC，ACE只取右边项。,对定联络线功率控制模式FTC，ACE只取左边项。,联络线控制偏差,TBC，ACE取两项。,区域电网中，网调一般担负系统调频任务，其控制模式应选择定频率控制模式；,省调应保证按联络线计划调度，其控制模式应选择定联络线控制模式。,在大区互联电网中，互联电网的频率及联络线交换功率应由参与互联的电网共同控制，其控制模式应选择联络线偏差控制模式。,如果还加上二次控制模式，需增加相应的附加项,ACE(Area Control Error)即区域控制误差,9,山西,FTC,河北,FTC,内蒙,FTC,京津唐,FFC,山西,FTC,河北,FTC,内蒙,FTC,京津唐,TBC,东北,TBC,华北、东北联网前AGC控制方式,华北、东北联网前AGC控制方式,华北、东北联网前AGC控制方式,华北、东北联网后AGC控制方式,山西FTC河北FTC内蒙FTC京津唐FFC山西FTC河北FT,10,五、火电厂内AGC控制的实施,1、机组少且调节性能好的火电厂,CCS发电机组协调控制系统,适应：负荷变化快、幅度小,五、火电厂内AGC控制的实施1、机组少且调节性能好的火电厂C,11,2、新建大型火电厂,2、新建大型火电厂,12,3、扩建和改建的火电厂或多台机组的老电厂,3、扩建和改建的火电厂或多台机组的老电厂,13,电力系统调度与运营4汇总ppt课件,14,六、AGC与其它应用软件的关系,负荷预测,AGC,交换计划,机组组合,发电计划,水电计划,安全约束,调度,状态估计,最优潮流,状态,计划,限制,网损修正,潮流,潮流,六、AGC与其它应用软件的关系负荷预测AGC交换计划机组组合,七、AGC在电力系统中的作用,AGC是保证系统频率质量的重要技术手段,AGC是实现有功功率在线经济分配的必备条件,AGC与电力系统安全稳定运行,AGC是保证电力市场正常开展的重要工具之一,随着电力系统规模的不断扩展，负荷的变化速率不断提高，只有采用AGC的技术手段，才能保证电力系统频率的质量,AGC并不是直接消除电力系统稳定问题的工具，但它使电力系统始终处于正常的状态运行，可以为预防稳定问题的产生作出贡献。,七、AGC在电力系统中的作用 AGC是保证系统频率质量的重要,16,电力系统调度与运营4汇总ppt课件,电力系统调度与运营4汇总ppt课件,电力系统调度与运营4汇总ppt课件,搞好发电计划的主要基础是负荷预计，基本要求如下：,第五章 发电计划(经济调度)及机组组合,（1）要满足最大负荷的要求；,（2）要留有调频、调峰容量及事故备用容量；,（3）要合理利用水能，按水位和流量来安排水电；,（4）要按经济原则确定开停机计划和机组间的负 荷分配，并按安全分析结果进行修正；,（5）按低负荷需要确定机组的低负荷运行方式，如最低技术出力运行或滑参数运行，日开夜停等。,搞好发电计划的主要基础是负荷预计，基本要求如下：第五章 发,长期 35年电源规划、网络规划,中期 月年检修、水库调度、燃料合同,短期 小时月发电计划、机组组合等,一、发电计划总体组成,在制定发电计划时，要按负荷预计对可调出力、检修容量、备用容量进行核算，以便求得最佳安排方式。,长期 35年电源规划、网络规划一、发电计划总体组成,第五章 发电计划,发电计划总体组成,机组组合,水电计划,交换计划,燃料计划,发电计划,水电计划,交换计划,机组计划,网损修正,发电计划,潮流计算,负荷预测,发电控制,发电计划,实况,负荷,燃料计划,发电计划与其它应用软件的关系,第五章 发电计划发电计划总体组成机组组合水电计划交换计,经济调度主要包括以下两方面的工作,：,二、发电计划（火电厂经济调度）,拟定各种技术经济指标（包括发电煤耗、发电厂用电、水能利用、线路损耗）和改进系统经济运行的措施；,制定和执行经济调度方案。,经济调度的实质工作,：,首先是让水能得以充分利用；,根据机组的效率调整出力或开停机组，让煤耗低的机组多发电、煤耗高的机组少发电；,让电网的功率流动趋于合理，减少电力输送过程中的功率损耗。,经济调度主要包括以下两方面的工作：二、发电计划（火电厂经济调,已知,：系统负荷、机组组合、水电计划、交换计划、机组特,性、网损特性和运行限制,目标,：编制火电机组发电计划、使整个发电费用最低,算法,：发电输电协调方式,求,：,在,min,1、火电厂经济调度,考虑网损的经济调度协调方程,已知：系统负荷、机组组合、水电计划、交换计划、机组特在min,解法：,引入拉格朗日条件乘子,解法：引入拉格朗日条件乘子,2、协调方程式的一维线性插值算法,是(,M+1,)维非线性方程组，可以采用牛顿内插法调整使机组出力之和满足系统负荷,由,和,计算P,4,3,2,1,5,=,+,=,0,0,利用,B,系数计算网损及其微增率,2、协调方程式的一维线性插值算法 是(M+1)维非线性方程组,2、考虑其它因素后的经典经济调度法,水火电系统的经济调度（水库、梯级、抽水蓄能）；,多区域互联系统的调度模式及交换计划；,安全约束的经济调度模式；,多目标的经济调度模式；,现代经济调度模式最优潮流；,最优潮流：考虑有功、无功损耗优化；母线电压约束；线路潮流的安全约束。,2、考虑其它因素后的经典经济调度法 水火电系统的经济调度（水,某一水平负荷哪些机组投入运行,变化负荷机组如何启停,已知：,负荷预测、水电计划、变换计划、燃料计,划、网损修正、机组减发电功率计划和机组,可用状态下,目标：,编启停计划，使总费用 最低,发电费用,启停费用,三、机组组合,某一水平负荷哪些机组投入运行发电费用三、机组组,使用场合,：编制调度计划、修正调度计划、研究运行方式,实用算法,：优先次序法和动态规划法,优先次序法：,按实际运行统计其平均费用，按此顺序排队，随着负荷的升降而启停机组（不相关的处理各时段的机组组合问题，容易频繁启停）,动态规划法：,按时间分段的多少决策过程，寻找各时段间机组状态的最优转移路径。,整数规划法,：,使用场合：编制调度计划、修正调度计划、研究运行方式,电力系统调度与运营4汇总ppt课件,30,电力工程系,Department of Electrical Engineering,North China Electric Power University,Thanks,Http ee,电力工程系Department of Electrical,