一種agc與一次調頻協調控制的電網頻率調整方法
【專利摘要】本發明公開了一種AGC與一次調頻協調控制的電網頻率調整方法，該方法為如下步驟：1、投入發電機一次調頻；2、進行電網發生較大功率缺額判斷；3、進行AGC與一次調頻的電網頻率調整方向是否一致判斷；4、是否執行AGC電網頻率調整方法的選擇。本發明解決了電網在發生較大功率缺額時，AGC與一次調頻的電網頻率調整方向不一致的問題，可實現AGC與一次調頻的協調控制，充分發揮AGC與一次調頻的電網頻率調整作用，降低電網發生頻率事故的風險，以確保電網頻率的穩定性，提高電網頻率質量。此外，本發明還保留了正常運行狀態下，常規的電網頻率調整方法的作用。
【專利說明】-種AGC與一次調頻協調控制的電網頻率調整方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種AGC與一次調頻協調控制的電網頻率調整方法。
【背景技術】
[0002] 電網頻率是電能質量三大指標之一，確保電網頻率穩定及電網頻率的合格是電網 調度運行的重要任務之一。
[0003] 常規的電網頻率調整方法是一次調頻和二次調頻各自獨立調整電網頻率的方法， 即通過一次調頻實現電網頻率的有差調節，通過AGC實現電網頻率的二次調頻及無差調 節。一次調頻以電網頻率偏差最小為控制目標，通過發電機調速系統的頻率靜態特性來增 加或減少發電機的有功，其對發電機的有功調節范圍有限，不能實現電網頻率的無差調節， 只能減小電網頻率偏差；AGC以聯絡線功率偏差及電網頻率偏差最小為控制目標，通過增 加或減少發電機的有功，以實現聯絡線功率偏差和電網頻率偏差最小，其對發電機的有功 調節范圍較大，可實現電網頻率的無差調節。
[0004] 由于AGC與一次調頻的控制目標存在一定差別，導致二者的電網頻率調整方向可 能不一致。另外，AGC的電網頻率調整速度較一次調頻的慢，電網故障時刻的AGC可能是事 故前根據控制目標計算得到的，不能及時跟蹤事故情況下電網頻率的變化，也可能導致AGC 與一次調頻的電網頻率調整方向不一致。
[0005] 常規的電網頻率調整方法沒有綜合考慮二者的電網頻率調整方向可能不一致的 問題。在正常運行狀態下，電網頻率偏差不大的時候，常規的電網頻率調整方法有利于分清 電網頻率調整責任，同時還可以防止電網頻率的過度調整，以確保電網頻率的穩定性及電 網頻率的合格。但在電網發生較大功率缺額時，電網頻率偏差較大時，由于AGC與一次調頻 的電網頻率調整方向可能不一致，從而不能充分發揮二者對電網頻率的調整作用，不利于 電網頻率的快速恢復。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是提供一種實現電網頻率快速恢復的AGC與一次調頻協調控制的 電網頻率調整方法。
[0007] 本發明提供的這種AGC與一次調頻協調控制的電網頻率調整方法，該方法包括如 下步驟： 步驟一，投入發電機一次調頻； 步驟二，電網發生較大功率缺額判斷； 測量電網頻率偏差，并計算電網頻率偏差的絕對值；若電網頻率偏差的絕對值大于 〇. 1赫茲，則電網發生較大功率缺額，進入步驟三； 步驟三，判斷AGC與一次調頻的電網頻率調整方向是否一致； 在同一時刻，若AGC與一次調頻的電網頻率調整方向一致，則同時執行AGC與一次調 頻；若二者的電網頻率調整方向不一致，則不執行AGC，僅執行一次調頻；步驟三完成后，重 新回到步驟二。
[0008] 所述發電機一次調頻為：（1)火電一次調頻參數按此整定：死區為±0.033赫茲， 速度不等率為5% ; (2)水電一次調頻參數按此整定：死區為±0. 05赫茲，永態轉差率為4% 所述電網頻率偏差的絕對值小于等于〇. 1赫茲，電網為正常運行狀態，按常規的電網 頻率調整方法來調整電網頻率。
[0009] 所述AGC與一次調頻的電網頻率調整方向是否一致的判斷按此進行：在同一時 亥IJ，如果AGC與一次調頻均為減少發電機有功或AGC與一次調頻均為增加發電機有功，則 AGC與一次調頻的電網頻率調整方向一致，否則AGC與一次調頻的電網頻率調整方向不一 致。
[0010] 與現有技術相比，本發明具有如下優勢： 本發明在電網發生較大功率缺額時，解決了 AGC與一次調頻的電網頻率調整方向不一 致的問題，可實現AGC與一次調頻的協調控制，充分發揮AGC與一次調頻的電網頻率調整作 用，降低電網發生頻率事故的風險，以確保電網頻率的穩定性，提高電網頻率質量。此外，本 發明還保留了正常運行狀態下，常規的電網頻率調整方法的作用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011] 圖1是本發明的原理框圖。
[0012] 圖2是本發明的一種實施例示意圖。
[0013] 圖3是本發明的實施方式與常規的電網頻率調整方法的電網頻率調整結果曲線 圖。
【具體實施方式】
[0014] 常規的電網頻率調整方法的實施方式為一次調頻和二次調頻各自獨立調整電網 頻率的方法，即通過一次調頻實現電網頻率的有差調節，通過AGC實現電網頻率的二次調 頻及無差調節。
[0015] (1) 一次調頻： 一次調頻由發電機調速系統的頻率靜態特性來實現，僅跟蹤電網頻率的變化，在電網 頻率下降時，發電機有功增加，電網頻率得以提高，從而減小電網頻率偏差；相反，電網頻率 增加時，發電機有功降低，電網頻率得以降低，從而減小電網頻率偏差。即一次調頻以電網 頻率偏差最小為控制目標，不跟蹤聯絡線功率偏差。
[0016] (2)二次調頻： 二次調頻是由發電機的AGC來實現，AGC可實現電網頻率的無差調節。
[0017] AGC是按電網頻率及聯絡線功率偏差最小來進行計算分析，也即AGC根據公式 AGE (其中為聯絡線功率偏差，其計算公式__p (P為聯絡線功 為聯絡線計劃功率）；ΔΤ為電網頻率偏差，其計算公式為(f為電網頻率， 為電網頻率額定值);B為大于0的常系數)得到計算結果并依此來增加或減少發電機有功， 從而實現對電網頻率及聯絡線偏差的跟蹤。
[0018] 如果ACK計算結果大于0,則減小發電機有功，如果ACE計算結果小于0,則增加 發電機有功。
[0019] (1)如果電網頻率無偏差，即BxM為0,當聯絡線功率偏差大于0,也即ΔΡ大于 0時，ACE計算結果大于0,則應減小發電機有功；相反，當聯絡線功率偏差小于0,也即ΛΡ 小于0時，ACE計算結果小于0,則應增加發電機有功。
[0020] (2)如果聯絡線功率無偏差，即ΛΡ為0,當電網頻率下降時，即Bxtf (B為大于0 的常系數）小于0, ACE計算結果小于0,則增加發電機有功，從而可增大電網頻率，電網頻 率得以恢復至電網頻率額定值；相反，當電網頻率升高時，即BxM (B為大于0的常數)大 于0, .A.CE計算結果大于0,則減小發電機有功，從而可減小電網頻率，電網頻率得以恢復至 電網頻率額定值。由此可知，當聯絡線功率無偏差時，AGC的電網頻率調節方向與一次調頻 的電網頻率調整方向一致。
[0021] (3)如果電網頻率和聯絡線功率均有偏差,ACE的計算結果取決于AP和BxM 兩項之和。例如，如果電網頻率下降時，也即BxM小于0,若此時聯絡線功率偏差ΔΡ大于 0, il ΔΡ的絕對值大于Bxilf的絕對值，則ACE計算結果大于0,則減小發電機有功。總之， 發電機有功的調整是增加還是減少，則取決于和BxM兩項之和。
[0022] 本發明的工作原理是：電網正常運行狀態下，按常規的電網頻率調整方法調整電 網頻率。電網發生較大功率缺額時，本發明以快速恢復電網頻率為控制目標；當AGC與一次 調頻的電網頻率調整方向不一致時，采取執行一次調頻，不執行AGC的電網頻率調整方法， 充分發揮AGC與一次調頻的作用，減小發生電網頻率事故的風險，在電網頻率恢復到一定 值后，再按常規的電網頻率調整方法調整電網頻率。
[0023] 如圖1所示，本發明的具體實施步驟如下： 步驟一，投入發電機一次調頻； (1) 火電一次調頻參數按如下整定：死區為±0.033赫茲，速度不等率為5%; (2) 水電一次調頻參數按如下整定：死區為±0. 05赫茲,永態轉差率為4%。
[0024] 步驟二，進行電網發生較大功率缺額判斷； 測量電網頻率偏差，并計算電網頻率偏差的絕對值。如果電網頻率偏差的絕對值大于 〇. 1赫茲，則電網發生較大功率缺額，進入步驟三。否則，電網為正常運行狀態，按常規的電 網頻率調整方法來調整電網頻率。
[0025] 步驟三，進行AGC與一次調頻的電網頻率調整方向是否一致判斷； 在同一時刻，如果AGC與一次調頻均為減少發電機有功或增加發電機有功，則AGC與一 次調頻的電網頻率調整方向一致，否則AGC與一次調頻的電網頻率調整方向不一致。
[0026] 完成本步驟后，進入步驟四。
[0027] 步驟四，是否執行AGC選擇 如果步驟三中得到的是AGC與一次調頻的電網頻率調整方向一致的結論，則同時執行 AGC與一次調頻；如果步驟三中得到的是AGC與一次調頻的電網頻率調整方向不一致的結 論，則不執行AGC，僅執行一次調頻。
[0028] 步驟四完成后，重新回到步驟二。
[0029] 下面結合具體實施例對本發明作進一步的說明。
[0030] 為驗證本發明的有效性，對如圖2所示的C電網和H電網解列后的電網頻率變化 進行了仿真計算分析。
[0031] (1)問題由來 如圖2所示，H電網通過G線路、Fl線路以及F2線路與C電網相連。當Fl線路和F2 線路同時檢修停電時，H電網僅通過G線路與C電網（C電網為無窮大電網）相連。設H電 網總發電負荷為11200兆瓦，G線路送H電網有功為600兆瓦。H電網運行發電機均投入一 次調頻，其中YY電廠#1發電機、XT電廠#3發電機均投入AGC。
[0032] 若G線路故障跳閘，H電網與C電網解列運行，仿真計算分析并求取H電網的電網 頻率變化曲線。
[0033] (2)仿真計算分析條件 仿真計算分析時，C電網和H電網計算負荷水平、G線路向H電網輸送有功、C電網和H 電網中的發電機開機方式等完全一致。
[0034] 故障后，電網頻率偏差的絕對值大于0. 1赫茲，AGC要求YY電廠#1發電機有功從 220兆瓦降低為200兆瓦，要求XT電廠#3發電機從250兆瓦降低為200兆瓦。
[0035] ( 3 )仿真計算分析結果 方式一：采用常規的電網頻率調整方法。
[0036] 若H電網發電機使用常規的電網頻率調整方法，當H電網與C電網解列后，H電網 的電網頻率穩定，其變化曲線如圖3中帶三角形標記的曲線所示。從圖中可看出，電網最低 頻率標么值為0.9962 (49. 81赫茲)，60秒電網頻率標么值為0.997 (49. 85赫茲)，在不采 取加開發電機有功等措施時，電網頻率標么值維持在〇. 997 (49. 85赫茲)。
[0037] 方式二：采用本發明的電網頻率調整方法。
[0038] 若H電網發電機使用本發明的方法，當H電網與C電網解列后，，H電網的電網頻 率穩定，其變化曲線如圖3帶圓點標記的曲線所示。從圖3中可看出，電網最低頻率標么值 為0.9988 (49. 94赫茲)，60秒電網頻率標么值為1.00016 (50. 008赫茲)，在不采取加開發 電機有功等措施時，電網頻率標么值維持在〇. 99836 (49. 918赫茲)。
[0039] 對比圖3中的H電網與C電網解列運行后的H電網的電網頻率變化曲線可知，采 取本發明的方法可提高上網發生較大功率缺額后電網最低頻率，同時減小了 60秒的電網 頻率偏差，為后續將電網頻率恢復到電網頻率額定值創造了條件。
【權利要求】
1. 一種AGC與一次調頻協調控制的電網頻率調整方法，其特征在于，該方法包括如下 步驟： 步驟一，投入發電機一次調頻； 步驟二，電網發生較大功率缺額判斷； 測量電網頻率偏差，并計算電網頻率偏差的絕對值；若電網頻率偏差的絕對值大于 0. 1赫茲，則電網發生較大功率缺額，進入步驟三； 步驟三，判斷AGC與一次調頻的電網頻率調整方向是否一致； 若AGC與一次調頻的電網頻率調整方向一致，則同時執行AGC與一次調頻；若二者的電 網頻率調整方向不一致，則不執行AGC，僅執行一次調頻；步驟三完成后，重新回到步驟二。
2. 根據權利要求1所述的AGC與一次調頻協調控制的電網頻率調整方法，其特征在于， 所述電網頻率偏差的絕對值小于等于0. 1赫茲，電網為正常運行狀態，按常規的電網頻率 調整方法來調整電網頻率。
3. 根據權利要求1所述的AGC與一次調頻協調控制的電網頻率調整方法，其特征在于， 所述AGC與一次調頻的電網頻率調整方向是否一致的判斷按此進行：在同一時刻，如果AGC 與一次調頻均為減少發電機有功或AGC與一次調頻均為增加發電機有功，則AGC與一次調 頻的電網頻率調整方向一致，否則AGC與一次調頻的電網頻率調整方向不一致。
【文檔編號】H02J3/38GK104333044SQ201410700043
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月28日 優先權日:2014年11月28日
【發明者】宋軍英, 張文磊, 黃良剛, 陳躍輝, 姜新凡 申請人:國家電網公司, 國網湖南省電力公司