一种agc与一次调频协调控制的电网频率调整方法
【专利摘要】本发明公开了一种AGC与一次调频协调控制的电网频率调整方法，该方法为如下步骤：1、投入发电机一次调频；2、进行电网发生较大功率缺额判断；3、进行AGC与一次调频的电网频率调整方向是否一致判断；4、是否执行AGC电网频率调整方法的选择。本发明解决了电网在发生较大功率缺额时，AGC与一次调频的电网频率调整方向不一致的问题，可实现AGC与一次调频的协调控制，充分发挥AGC与一次调频的电网频率调整作用，降低电网发生频率事故的风险，以确保电网频率的稳定性，提高电网频率质量。此外，本发明还保留了正常运行状态下，常规的电网频率调整方法的作用。
【专利说明】-种AGC与一次调频协调控制的电网频率调整方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种AGC与一次调频协调控制的电网频率调整方法。
【背景技术】
[0002] 电网频率是电能质量三大指标之一，确保电网频率稳定及电网频率的合格是电网 调度运行的重要任务之一。
[0003] 常规的电网频率调整方法是一次调频和二次调频各自独立调整电网频率的方法， 即通过一次调频实现电网频率的有差调节，通过AGC实现电网频率的二次调频及无差调 节。一次调频以电网频率偏差最小为控制目标，通过发电机调速系统的频率静态特性来增 加或减少发电机的有功，其对发电机的有功调节范围有限，不能实现电网频率的无差调节， 只能减小电网频率偏差；AGC以联络线功率偏差及电网频率偏差最小为控制目标，通过增 加或减少发电机的有功，以实现联络线功率偏差和电网频率偏差最小，其对发电机的有功 调节范围较大，可实现电网频率的无差调节。
[0004] 由于AGC与一次调频的控制目标存在一定差别，导致二者的电网频率调整方向可 能不一致。另外，AGC的电网频率调整速度较一次调频的慢，电网故障时刻的AGC可能是事 故前根据控制目标计算得到的，不能及时跟踪事故情况下电网频率的变化，也可能导致AGC 与一次调频的电网频率调整方向不一致。
[0005] 常规的电网频率调整方法没有综合考虑二者的电网频率调整方向可能不一致的 问题。在正常运行状态下，电网频率偏差不大的时候，常规的电网频率调整方法有利于分清 电网频率调整责任，同时还可以防止电网频率的过度调整，以确保电网频率的稳定性及电 网频率的合格。但在电网发生较大功率缺额时，电网频率偏差较大时，由于AGC与一次调频 的电网频率调整方向可能不一致，从而不能充分发挥二者对电网频率的调整作用，不利于 电网频率的快速恢复。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种实现电网频率快速恢复的AGC与一次调频协调控制的 电网频率调整方法。
[0007] 本发明提供的这种AGC与一次调频协调控制的电网频率调整方法，该方法包括如 下步骤： 步骤一，投入发电机一次调频； 步骤二，电网发生较大功率缺额判断； 测量电网频率偏差，并计算电网频率偏差的绝对值；若电网频率偏差的绝对值大于 〇. 1赫兹，则电网发生较大功率缺额，进入步骤三； 步骤三，判断AGC与一次调频的电网频率调整方向是否一致； 在同一时刻，若AGC与一次调频的电网频率调整方向一致，则同时执行AGC与一次调 频；若二者的电网频率调整方向不一致，则不执行AGC，仅执行一次调频；步骤三完成后，重 新回到步骤二。
[0008] 所述发电机一次调频为：（1)火电一次调频参数按此整定：死区为±0.033赫兹， 速度不等率为5% ; (2)水电一次调频参数按此整定：死区为±0. 05赫兹，永态转差率为4% 所述电网频率偏差的绝对值小于等于〇. 1赫兹，电网为正常运行状态，按常规的电网 频率调整方法来调整电网频率。
[0009] 所述AGC与一次调频的电网频率调整方向是否一致的判断按此进行：在同一时 亥IJ，如果AGC与一次调频均为减少发电机有功或AGC与一次调频均为增加发电机有功，则 AGC与一次调频的电网频率调整方向一致，否则AGC与一次调频的电网频率调整方向不一 致。
[0010] 与现有技术相比，本发明具有如下优势： 本发明在电网发生较大功率缺额时，解决了 AGC与一次调频的电网频率调整方向不一 致的问题，可实现AGC与一次调频的协调控制，充分发挥AGC与一次调频的电网频率调整作 用，降低电网发生频率事故的风险，以确保电网频率的稳定性，提高电网频率质量。此外，本 发明还保留了正常运行状态下，常规的电网频率调整方法的作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1是本发明的原理框图。
[0012] 图2是本发明的一种实施例示意图。
[0013] 图3是本发明的实施方式与常规的电网频率调整方法的电网频率调整结果曲线 图。
【具体实施方式】
[0014] 常规的电网频率调整方法的实施方式为一次调频和二次调频各自独立调整电网 频率的方法，即通过一次调频实现电网频率的有差调节，通过AGC实现电网频率的二次调 频及无差调节。
[0015] (1) 一次调频： 一次调频由发电机调速系统的频率静态特性来实现，仅跟踪电网频率的变化，在电网 频率下降时，发电机有功增加，电网频率得以提高，从而减小电网频率偏差；相反，电网频率 增加时，发电机有功降低，电网频率得以降低，从而减小电网频率偏差。即一次调频以电网 频率偏差最小为控制目标，不跟踪联络线功率偏差。
[0016] (2)二次调频： 二次调频是由发电机的AGC来实现，AGC可实现电网频率的无差调节。
[0017] AGC是按电网频率及联络线功率偏差最小来进行计算分析，也即AGC根据公式 AGE (其中为联络线功率偏差，其计算公式__p (P为联络线功 为联络线计划功率）；ΔΤ为电网频率偏差，其计算公式为(f为电网频率， 为电网频率额定值);B为大于0的常系数)得到计算结果并依此来增加或减少发电机有功， 从而实现对电网频率及联络线偏差的跟踪。
[0018] 如果ACK计算结果大于0,则减小发电机有功，如果ACE计算结果小于0,则增加 发电机有功。
[0019] (1)如果电网频率无偏差，即BxM为0,当联络线功率偏差大于0,也即ΔΡ大于 0时，ACE计算结果大于0,则应减小发电机有功；相反，当联络线功率偏差小于0,也即ΛΡ 小于0时，ACE计算结果小于0,则应增加发电机有功。
[0020] (2)如果联络线功率无偏差，即ΛΡ为0,当电网频率下降时，即Bxtf (B为大于0 的常系数）小于0, ACE计算结果小于0,则增加发电机有功，从而可增大电网频率，电网频 率得以恢复至电网频率额定值；相反，当电网频率升高时，即BxM (B为大于0的常数)大 于0, .A.CE计算结果大于0,则减小发电机有功，从而可减小电网频率，电网频率得以恢复至 电网频率额定值。由此可知，当联络线功率无偏差时，AGC的电网频率调节方向与一次调频 的电网频率调整方向一致。
[0021] (3)如果电网频率和联络线功率均有偏差,ACE的计算结果取决于AP和BxM 两项之和。例如，如果电网频率下降时，也即BxM小于0,若此时联络线功率偏差ΔΡ大于 0, il ΔΡ的绝对值大于Bxilf的绝对值，则ACE计算结果大于0,则减小发电机有功。总之， 发电机有功的调整是增加还是减少，则取决于和BxM两项之和。
[0022] 本发明的工作原理是：电网正常运行状态下，按常规的电网频率调整方法调整电 网频率。电网发生较大功率缺额时，本发明以快速恢复电网频率为控制目标；当AGC与一次 调频的电网频率调整方向不一致时，采取执行一次调频，不执行AGC的电网频率调整方法， 充分发挥AGC与一次调频的作用，减小发生电网频率事故的风险，在电网频率恢复到一定 值后，再按常规的电网频率调整方法调整电网频率。
[0023] 如图1所示，本发明的具体实施步骤如下： 步骤一，投入发电机一次调频； (1) 火电一次调频参数按如下整定：死区为±0.033赫兹，速度不等率为5%; (2) 水电一次调频参数按如下整定：死区为±0. 05赫兹,永态转差率为4%。
[0024] 步骤二，进行电网发生较大功率缺额判断； 测量电网频率偏差，并计算电网频率偏差的绝对值。如果电网频率偏差的绝对值大于 〇. 1赫兹，则电网发生较大功率缺额，进入步骤三。否则，电网为正常运行状态，按常规的电 网频率调整方法来调整电网频率。
[0025] 步骤三，进行AGC与一次调频的电网频率调整方向是否一致判断； 在同一时刻，如果AGC与一次调频均为减少发电机有功或增加发电机有功，则AGC与一 次调频的电网频率调整方向一致，否则AGC与一次调频的电网频率调整方向不一致。
[0026] 完成本步骤后，进入步骤四。
[0027] 步骤四，是否执行AGC选择 如果步骤三中得到的是AGC与一次调频的电网频率调整方向一致的结论，则同时执行 AGC与一次调频；如果步骤三中得到的是AGC与一次调频的电网频率调整方向不一致的结 论，则不执行AGC，仅执行一次调频。
[0028] 步骤四完成后，重新回到步骤二。
[0029] 下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0030] 为验证本发明的有效性，对如图2所示的C电网和H电网解列后的电网频率变化 进行了仿真计算分析。
[0031] (1)问题由来 如图2所示，H电网通过G线路、Fl线路以及F2线路与C电网相连。当Fl线路和F2 线路同时检修停电时，H电网仅通过G线路与C电网（C电网为无穷大电网）相连。设H电 网总发电负荷为11200兆瓦，G线路送H电网有功为600兆瓦。H电网运行发电机均投入一 次调频，其中YY电厂#1发电机、XT电厂#3发电机均投入AGC。
[0032] 若G线路故障跳闸，H电网与C电网解列运行，仿真计算分析并求取H电网的电网 频率变化曲线。
[0033] (2)仿真计算分析条件 仿真计算分析时，C电网和H电网计算负荷水平、G线路向H电网输送有功、C电网和H 电网中的发电机开机方式等完全一致。
[0034] 故障后，电网频率偏差的绝对值大于0. 1赫兹，AGC要求YY电厂#1发电机有功从 220兆瓦降低为200兆瓦，要求XT电厂#3发电机从250兆瓦降低为200兆瓦。
[0035] ( 3 )仿真计算分析结果 方式一：采用常规的电网频率调整方法。
[0036] 若H电网发电机使用常规的电网频率调整方法，当H电网与C电网解列后，H电网 的电网频率稳定，其变化曲线如图3中带三角形标记的曲线所示。从图中可看出，电网最低 频率标么值为0.9962 (49. 81赫兹)，60秒电网频率标么值为0.997 (49. 85赫兹)，在不采 取加开发电机有功等措施时，电网频率标么值维持在〇. 997 (49. 85赫兹)。
[0037] 方式二：采用本发明的电网频率调整方法。
[0038] 若H电网发电机使用本发明的方法，当H电网与C电网解列后，，H电网的电网频 率稳定，其变化曲线如图3带圆点标记的曲线所示。从图3中可看出，电网最低频率标么值 为0.9988 (49. 94赫兹)，60秒电网频率标么值为1.00016 (50. 008赫兹)，在不采取加开发 电机有功等措施时，电网频率标么值维持在〇. 99836 (49. 918赫兹)。
[0039] 对比图3中的H电网与C电网解列运行后的H电网的电网频率变化曲线可知，采 取本发明的方法可提高上网发生较大功率缺额后电网最低频率，同时减小了 60秒的电网 频率偏差，为后续将电网频率恢复到电网频率额定值创造了条件。
【权利要求】
1. 一种AGC与一次调频协调控制的电网频率调整方法，其特征在于，该方法包括如下 步骤： 步骤一，投入发电机一次调频； 步骤二，电网发生较大功率缺额判断； 测量电网频率偏差，并计算电网频率偏差的绝对值；若电网频率偏差的绝对值大于 0. 1赫兹，则电网发生较大功率缺额，进入步骤三； 步骤三，判断AGC与一次调频的电网频率调整方向是否一致； 若AGC与一次调频的电网频率调整方向一致，则同时执行AGC与一次调频；若二者的电 网频率调整方向不一致，则不执行AGC，仅执行一次调频；步骤三完成后，重新回到步骤二。
2. 根据权利要求1所述的AGC与一次调频协调控制的电网频率调整方法，其特征在于， 所述电网频率偏差的绝对值小于等于0. 1赫兹，电网为正常运行状态，按常规的电网频率 调整方法来调整电网频率。
3. 根据权利要求1所述的AGC与一次调频协调控制的电网频率调整方法，其特征在于， 所述AGC与一次调频的电网频率调整方向是否一致的判断按此进行：在同一时刻，如果AGC 与一次调频均为减少发电机有功或AGC与一次调频均为增加发电机有功，则AGC与一次调 频的电网频率调整方向一致，否则AGC与一次调频的电网频率调整方向不一致。
【文档编号】H02J3/38GK104333044SQ201410700043
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】宋军英, 张文磊, 黄良刚, 陈跃辉, 姜新凡 申请人:国家电网公司, 国网湖南省电力公司