海南電網AGC控制模式優化研究

胡微　王林莽　向軍　朱姣

摘 要：自動發電控制（AGC）已經成為電網頻率和聯絡線調整的重要手段，不同的AGC控制方式控制效果存在差異性。本文通過試驗，對比分析了海南電網與南方電網主網聯網運行期間分別進行TBC和FTC兩種AGC控制模式的聯絡線控制效果，分析了海南投入FTC控制模式的可行性。

關鍵詞：自動發電控制；恒定聯絡線交換功率控制；聯絡線和頻率偏差控制

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A

0.引言

隨著電網自動化水平的發展，自動發電控制（AGC）已經成為電網頻率和聯絡線調整的重要手段，通過AGC的自動控制，可以實現電網的頻率及聯絡線交換功率控制，維持電網頻率穩定以及區間負荷交換的計劃性和安全性。

聯合系統中AGC控制的基本原則是在執行計劃的交換功率的情況下，每個系統負責本系統所發生的負荷振動，只有在緊急情況下給予臨時性支援，并在動態過程中得到最佳的動態性能。假設系統頻率f與目標頻率f0的差值為Δf，系統a，b聯絡線交換功率P與計劃值P0的差值為ΔPab，系統的頻率偏差系統為B，則系統的區域控制偏差ACE實時計算值為ACE= B *Δf+ΔPab。

電力系統的頻率控制有如下三種主要控制方式：

（1）恒定頻率控制 FFC。這種控制方式最終維持的是系統頻率恒定，即Δf=0，對聯絡線上的交換功率則不加控制。這種方式一般適用于獨立系統或聯合系統的主系統。

（2）恒定聯絡線交換功率控制 FTC 。這種控制方式的控制目標是維持聯絡線交換功率的恒定，即ΔPab =0，對系統的頻率則不加控制。這種方式一般適用于聯合系統中的小容量系統。

（3）聯絡線和頻率偏差控制 TBC（Tie-line load frequency bias control）。這種控制方式的控制目標是維持各分區功率增量的就地平衡，即表示為 B *Δf+ΔPab=0，既要控制頻率有要控制交換功率。這種方式是適用于各子系統容量相當的聯合電力系統。

1.海南電網的基本情況

截止2016年底，海南電網的社會總裝機容量為7571MW，其中煤電裝機容量3516MW，水電裝機容量881MW，氣電裝機容量745.7MW，核電裝機容量1300MW，風電光伏及其他新能源裝機為1074MW。其中可投入AGC閉環運行機組容量總計 3920.6 MW，其中 火電3036MW，水電443MW，氣電441.6MW。 針對不同的運行方式，AGC采用不同的控制模式。在孤網運行模式下，AGC采用FFC運行模式，設置頻率偏差系數為B=4.5MW/0.1Hz 。聯網運行方式下，采用TBC控制模式，頻率偏差系數為B=4.5MW/0.1Hz 。目前水電及氣電AGC控制模式為AutoR，即承擔電網的調頻及調聯絡線工作。火電AGC的控制模式為SCHO，即跟蹤日內發電計劃運行。

2.聯網運行方式下AGC控制模式優化

2.1孤網運行方式

海南電網孤網運行期間，AGC的主要作用是保證電網的頻率在合格的范圍內。并協助參與遙調的發電廠（機組）的出力按最優經濟分配原則運行，使電網獲得最大的效益。孤網運行期間海南電網是一個獨立運行的電網，此時AGC運行方式為FFC控制方式。

2.1.1海南電網與南方電網主網聯網方式

2.1.1.1電網規模方面

目前，廣東電網最高統調負荷已經超過1億kW，海南電網2017年最高統調負荷為457萬kW。相對于廣東電網，海南電網的規模很小，有必要將AGC的運行方式調整為FTC，即為聯絡線控制方式。

2.1.1.2控制效果方面

為對AGC投入FTC運行方式是否可行進行驗證，特選取了一段時間，將AGC運行方式修改為FTC，并對投入FTC和TBC模式時， AGC控制效果進行對比分析。

2.1.1.3 TBC模式下ACE中頻率分量分析

圖1分析了AGC在TBC運行模式下時對應的頻率分量，由圖中的數據可以看出，頻率分量基本都在±2.5MW范圍內波動，也就是說在TBC控制模式下，ACE計算值中頻率分量占比特別小，AGC中的頻率分量對控制效果的影響是非常小的。

2.1.1.4 TBC模式與FTC模式下ACE計算結果對比

在兩種模式下電網的ACE計算相差不大，主要原因是海南電網與南方電網主網聯網運行，而南方電網主網的頻率波動較小，也就是說Δf是一個很小的值，而頻率偏差系統B=4.5MW/0.1Hz，則ACE的頻率分量ACEf=B*Δf也是一較小的值。

2.1.1.5不同模式下聯絡線的波動情況

對比分析在FTC模式和TBC模式下聯絡線的波動情況，在FTC控制模式下，聯絡線的功率波動范圍更小。FTC模式能更好地控制聯絡線功率在要求的范圍內，更有利于區間功率的安全穩定控制。FTC控制模式下ACE計算值較TBC小，FTC模式能夠減少聯絡線的波動，也就是說明FTC控制模式，更適用于海南與南方電網主網聯網期間的AGC控制。

結語

（1）在現有的TBC控制參數下，ACE中頻率分量占比較少，對聯絡線的調整影響較小。

（2）FTC較TBC控制模式能減小聯絡線的功率偏差，減小電網的ACE計算值，從而優化AGC的區域調節效果。

（3）通過對比分析，建議在海南電網與南方電網主網聯網運行期間，AGC投入FTC控制方式。

在海南電網孤網運行期間，如果設置單一的控制系統，則有可能無法適應全年不同時段的電網頻率調整的需求。而且由于居民用比的占比較大，電網的峰谷差也是特別大的，同樣的，單一的AGC控制參數也無法適應一天的負荷變化情況。因此除了聯網運行時電網的控制方式的調整，孤網情況下，如何更精確的設置AGC的控制參數，并結合不同時間，不同負荷水平來制定不同的控制方案，仍有大量的工作有待開展。

參考文獻

[1]顏偉，趙瑞鋒，趙霞，等.自動發電控制中控制策略的研究發展綜述[J].電力系統保護與控制，2013，41（8）：149-155.

[2]郭亮，于昌海，吳繼平，等.四川電網 AGC 機組協調優化控制策略研究與應用電力[J].系統保護與控制，2016，44（17）：159-164.endprint