海南电网AGC控制模式优化研究

胡微　王林莽　向军　朱姣

摘 要：自动发电控制（AGC）已经成为电网频率和联络线调整的重要手段，不同的AGC控制方式控制效果存在差异性。本文通过试验，对比分析了海南电网与南方电网主网联网运行期间分别进行TBC和FTC两种AGC控制模式的联络线控制效果，分析了海南投入FTC控制模式的可行性。

关键词：自动发电控制；恒定联络线交换功率控制；联络线和频率偏差控制

中图分类号：TM76 文献标识码：A

0.引言

随着电网自动化水平的发展，自动发电控制（AGC）已经成为电网频率和联络线调整的重要手段，通过AGC的自动控制，可以实现电网的频率及联络线交换功率控制，维持电网频率稳定以及区间负荷交换的计划性和安全性。

联合系统中AGC控制的基本原则是在执行计划的交换功率的情况下，每个系统负责本系统所发生的负荷振动，只有在紧急情况下给予临时性支援，并在动态过程中得到最佳的动态性能。假设系统频率f与目标频率f0的差值为Δf，系统a，b联络线交换功率P与计划值P0的差值为ΔPab，系统的频率偏差系统为B，则系统的区域控制偏差ACE实时计算值为ACE= B *Δf+ΔPab。

电力系统的频率控制有如下三种主要控制方式：

（1）恒定频率控制 FFC。这种控制方式最终维持的是系统频率恒定，即Δf=0，对联络线上的交换功率则不加控制。这种方式一般适用于独立系统或联合系统的主系统。

（2）恒定联络线交换功率控制 FTC 。这种控制方式的控制目标是维持联络线交换功率的恒定，即ΔPab =0，对系统的频率则不加控制。这种方式一般适用于联合系统中的小容量系统。

（3）联络线和频率偏差控制 TBC（Tie-line load frequency bias control）。这种控制方式的控制目标是维持各分区功率增量的就地平衡，即表示为 B *Δf+ΔPab=0，既要控制频率有要控制交换功率。这种方式是适用于各子系统容量相当的联合电力系统。

1.海南电网的基本情况

截止2016年底，海南电网的社会总装机容量为7571MW，其中煤电装机容量3516MW，水电装机容量881MW，气电装机容量745.7MW，核电装机容量1300MW，风电光伏及其他新能源装机为1074MW。其中可投入AGC闭环运行机组容量总计 3920.6 MW，其中 火电3036MW，水电443MW，气电441.6MW。 针对不同的运行方式，AGC采用不同的控制模式。在孤网运行模式下，AGC采用FFC运行模式，设置频率偏差系数为B=4.5MW/0.1Hz 。联网运行方式下，采用TBC控制模式，频率偏差系数为B=4.5MW/0.1Hz 。目前水电及气电AGC控制模式为AutoR，即承担电网的调频及调联络线工作。火电AGC的控制模式为SCHO，即跟踪日内发电计划运行。

2.联网运行方式下AGC控制模式优化

2.1孤网运行方式

海南电网孤网运行期间，AGC的主要作用是保证电网的频率在合格的范围内。并协助参与遥调的发电厂（机组）的出力按最优经济分配原则运行，使电网获得最大的效益。孤网运行期间海南电网是一个独立运行的电网，此时AGC运行方式为FFC控制方式。

2.1.1海南电网与南方电网主网联网方式

2.1.1.1电网规模方面

目前，广东电网最高统调负荷已经超过1亿kW，海南电网2017年最高统调负荷为457万kW。相对于广东电网，海南电网的规模很小，有必要将AGC的运行方式调整为FTC，即为联络线控制方式。

2.1.1.2控制效果方面

为对AGC投入FTC运行方式是否可行进行验证，特选取了一段时间，将AGC运行方式修改为FTC，并对投入FTC和TBC模式时， AGC控制效果进行对比分析。

2.1.1.3 TBC模式下ACE中频率分量分析

图1分析了AGC在TBC运行模式下时对应的频率分量，由图中的数据可以看出，频率分量基本都在±2.5MW范围内波动，也就是说在TBC控制模式下，ACE计算值中频率分量占比特别小，AGC中的频率分量对控制效果的影响是非常小的。

2.1.1.4 TBC模式与FTC模式下ACE计算结果对比

在两种模式下电网的ACE计算相差不大，主要原因是海南电网与南方电网主网联网运行，而南方电网主网的频率波动较小，也就是说Δf是一个很小的值，而频率偏差系统B=4.5MW/0.1Hz，则ACE的频率分量ACEf=B*Δf也是一较小的值。

2.1.1.5不同模式下联络线的波动情况

对比分析在FTC模式和TBC模式下联络线的波动情况，在FTC控制模式下，联络线的功率波动范围更小。FTC模式能更好地控制联络线功率在要求的范围内，更有利于区间功率的安全稳定控制。FTC控制模式下ACE计算值较TBC小，FTC模式能够减少联络线的波动，也就是说明FTC控制模式，更适用于海南与南方电网主网联网期间的AGC控制。

结语

（1）在现有的TBC控制参数下，ACE中频率分量占比较少，对联络线的调整影响较小。

（2）FTC较TBC控制模式能减小联络线的功率偏差，减小电网的ACE计算值，从而优化AGC的区域调节效果。

（3）通过对比分析，建议在海南电网与南方电网主网联网运行期间，AGC投入FTC控制方式。

在海南电网孤网运行期间，如果设置单一的控制系统，则有可能无法适应全年不同时段的电网频率调整的需求。而且由于居民用比的占比較大，电网的峰谷差也是特别大的，同样的，单一的AGC控制参数也无法适应一天的负荷变化情况。因此除了联网运行时电网的控制方式的调整，孤网情况下，如何更精确的设置AGC的控制参数，并结合不同时间，不同负荷水平来制定不同的控制方案，仍有大量的工作有待开展。

参考文献

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