考虑AGC指令随机特性的火-储混合电站二次调频研究

首先,对如何利用电池储能系统(battery energy storage system, BESS)提升火电机组的二次调频能力进行了研究。其次,基于实测自动发电控制(automatic generation control, AGC)指令,对AGC指令持续时间、间隔时间、调节速率与调节方向的概率特性进行了建模。AGC指令调节方向随机,BESS辅助火电机组二次调频时,将在充放电状态间频繁切换,快速耗尽电池循环寿命。为解决这一问题,将BESS分组接入调频电厂,运行中两组BESS处于不同充放电状态,分别用于响应AGC升指令与降指令,一旦任意一组BESS满充或满放,立即同时切换两组BESS的充、放电状态。然后,采用序贯蒙特卡洛模拟(sequential monte carlo simulation, SMCS)方法对火-储混合电站典型日的运行状况进行了模拟,并在此基础上评估二次调频性能、估算BESS循环寿命损耗。最后,基于某实际调频电厂的仿真实验表明：BESS可显著增加调频机组的二次调频性能,且所提策略能有效减少BESS循环寿命损耗。     

基于“两个细则”考核的燃煤机组自动发电控制系统优化及应用

针对燃煤机组不满足《东北区域发电厂并网运行管理实施细则》和《东北区域并网发电厂辅助服务管理实施细则》中关于自动发电控制各项考核指标的问题,对AGC负荷指令的生成控制策略进行研究,通过对协调控制系统逻辑分析以及不同工况下的参数对比,提出600 MW燃煤机组AGC控制策略优化方案。解决了一次调频动作与AGC动作方向一致时,实际负荷先反向动作再正向动作的问题,弱化了一次调频对AGC响应时间的作用,使机组在各个工况下均能满足调频调峰的要求。采用新的控制策略,机组考核量大幅减少,经济效益明显提高。     

水电机组一次调频考核案例的解析

针对某水电站机组一次调频考核的情况,从一次调频动作过程、该机组采用的小负荷分配、调速器有功调节AGC优先控制策略等方面进行分析,结合南方电网自动发电控制技术规范相关规定,提出了AGC与一次调频控制策略的优化方案。     

协调AGC与PFR的水电机组有功/频率联合控制策略及应用

电网频率在系统扰动发生后将持续波动，机组一次调频(primary frequency control, PFR)与自动发电控制(automatic generation control,AGC)将先后动作，AGC与PFR作为系统频率调节的主要手段，二者协调动作对频率稳定至关重要。近年来电网实际扰动和水电机组现场试验多次出现了机组AGC与PFR不协调的现象，AGC反向调节PFR，或者PFR动作闭锁AGC(含闭锁反向AGC)调节的现象十分普遍。基于系统计算分析及机组调试发现的问题，提出了一种多模式适应的监控系统有功/频率联合控制系统模型结构，通过在监控系统有功控制结构上设计调频修正逻辑，可实现当频率变化时实时计算调频功率目标值以动态修正监控系统功率给定，实现AGC和PFR的指令叠加。同时为提高监控系统有功/频率联合控制的适应性，在监控系统新增的调频修正逻辑可设置2套独立参数，以匹配调速系统大/小网控制模式。该策略已在白鹤滩等20余台水电机组示范应用，从机组投产至今保持安全稳定运行，解决了水电机组PFR与AGC协调难题。在高占比水电系统及水电高占比新型电力系统中，该策略可以保障水电机组稳定、...     

基于凝结水变负荷技术的深度滑压节能控制

针对发电机组的一次调频和自动发电控制(AGC)的负荷控制品质与稳定低节流损失运行的机组节能需求产生矛盾的问题,以及现有凝结水变负荷技术和滑压优化技术的局限性,提出了基于凝结水变负荷技术的深度滑压节能控制策略,通过凝结水变负荷提高机组响应电网一次调频和AGC指令的能力,从而实现机组的最优滑压运行。以某亚临界350 MW机组为例,对基于凝结水变负荷技术的深度滑压节能控制策略进行了可行性和有效性验证。结果表明,机组在达到电网考核指标的前提下实现了深度滑压节能自动控制,节流损失大幅降低,每台机组年平均可节约煤耗1.13g/(kW·h),按煤价600元/t计算,每年可节约62.2万元,节能效果显著。同时,缓解了长期存在的电网一次调频和AGC考核与机组节能运行的矛盾。     

1000MW超超临界机组负荷变动试验过程的动态特性研究

对江苏沙洲电厂1000 MW超超临界机组协调控制系统的控制策略及机组控制方式转换所需要的条件进行了分析,并且在对控制对象的动态特性分析的基础上进行了机组的负荷变动试验,指出采用变负荷动态前馈、机组负荷指令和机组压力指令分别增加惯性环节,可提高机组变负荷响应速度,试验结果表明:该机组采用的协调控制策略,能够满足变负荷试验过程中快速率、大幅度的要求,为一次调频试验、AGC负荷跟随试验、RB试验的进行打下了基础。     

互联电网CPS标准下计及一次调频的最优AGC控制模型

分析互联电网环境下机组一次调频的重要性及其对电网自动发电控制(automatic generation control,AGC)的影响,针对传统AGC控制策略难以计及一次调频的问题,提出AGC与一次调频协同控制的线性增量表达,进而构建互联电网控制性能标准(control performance standard,CPS)下计及一次调频的最优AGC控制的混合整数线性规划模型。在模型中,根据电力系统特性,将AGC机组调节指令状态变量由传统的三态变量转化为两态变量表示;采用线性化手段,将传统非线性最小加减速时间约束线性化。某省实际系统的计算结果表明:新模型显著减少了AGC机组的下令次数,有效提高了CPS考核指标水平,明显降低了系统调节成本,具有良好的应用前景。     

储能调频系统控制策略与投资收益评估研究

本文以华北区域AGC补偿机制为基础,提出了电储能系统响应电网AGC指令的优化控制模型,模型以最大化电储能系统AGC运行的净收益为目标,考虑了电储能系统寿命损耗成本以及AGC补偿收益,并应用粒子群(PSO)算法求解最大化收益的控制策略。在算例分析中,基于电网实际下发的AGC指令,应用本文模型对锂离子电池储能系统的控制策略进行时序仿真,即首先对每个AGC指令周期优化储能系统的控制策略,然后计算电储能调频服务在整个仿真周期净收益,最后对储能调频系统的投资经济性进行评估。     

基于SOC预测的火储联合调频控制策略

随着常规火电机组和储能系统联合参与调频在电力系统中取得规模化应用,储能系统和火电机组联合调频控制策略成为二次调频的关键问题。基于两阶段储能荷电状态(state of charge, SOC)实时预测方法,对调频系统完成跟踪自动发电控制(automatic generation control, AGC)指令后的荷电状态进行主动预测;参考预测所得SOC数据和AGC指令,得到兼顾系统调频能力及储能SOC状态的联合前馈控制指令,确定火电机组和储能系统不同状态下的出力目标,实现储能和火电机组对AGC指令跟踪的互补协调运行。同时,在储能系统内部引入基于荷电状态的储能单体均衡策略,优化储能系统SOC一致性,提升储能系统整体动作深度。在MATLAB/Simulink中构建联合调频典型场景,对所提控制策略进行仿真验证。结果表明,所提控制策略在优化AGC指令跟踪效果、提升系统综合调频指标及改善储能单体SOC状态等方面具有显著优势。     

基于“两个细则”考核下的水电机组一次调频与AGC调节性能提升

阐述了水电机组一次调频与 AGC调节特性,通过工程试验及数据分析在“两个细则”考核下,甘肃省调直调水电机组调速器在功率模式和开度模式下的一次调频与 AGC调节性能,指出存在的问题,并提出了提升水电机组一次调频和 AGC调节性能的建议,为水电机组更好地参与电网频率调节提供参考。     

基于系统开环频率特性的自动发电控制振荡分析

频率振荡中与自动发电控制(AGC)过程强相关的振荡被称为AGC振荡.基于单机单负荷系统,利用开环传递函数对AGC振荡进行分析,并通过分析不同参数或环节对开环传递函数频率特性的影响,研究其对AGC振荡的影响,结果表明:AGC参数中频差系数及积分系数过大、AGC传输延时过大、机组环节频率特性的幅值过大或相位滞后过大,都会导致系统开环传递函数的稳定裕度过小甚至为负,从而降低系统稳定性甚至引发AGC振荡.分析了机组特性对于AGC振荡的影响:一次调频起作用时,机组环节的幅值将会降低,从而提高AGC模式的稳定性;不同的水火电机组,其原动机环节的相位滞后不同,这会影响开环传递函数的相位裕度,进而影响AGC模式稳定性;机组的开度模式一般比功率模式拥有更快的一次调频调节速度,此时采用开度模式,机组在振荡频率处的幅值更低,系统AGC模式更稳定.特征值分析验证了理论分析的结果,且在多机多负荷系统算例中,验证了基于单机单负荷系统分析得到的结论.     

水电站机组一次调频与AGC性能优化

阐述了水电站机组AGC与一次调频功能运行现状,并对4号机组进行试验分析,指出机组AGC与一次调频控制存在的配合缺陷,并对不匹配问题进行了优化改进.     

云南电网水火电机组AGC协调优化控制策略

云南电网属于水火电资源比较均衡的电网,为水火电协调控制提供了有利的条件.针对云南电网不同时段负荷变化的特点,将水火电机组自动发电控制(AGC)按调节特性划分为多个组,每组机组在不同时段下采取不同的控制模式,有效地实现了云南电网水火电AGC机组之间的协调优化控制.试运行结果表明,该控制策略能较好地适应云南电网的特点,提高了AGC性能.     

基于控制性能考核标准的水火电机组实时协调控制

省级电网的在线有功调度中,水、火电自动发电控制(automatic generation control,AGC)机组和非AGC机组之间缺乏协调,使得水电AGC机组必须保留较大的备用容量,这不利于节能减排,而且会恶化电网安全运行水平。文章在计划机组和AGC机组之间新增一类协调AGC机组,用于协调S机组和Y机组。依据控制性能考核标准(control performance standard,CPS),把运行状态划分为正常区、预警区和紧急区,根据运行状态划分结果来确定C机组当前的协调策略。文中的协调策略可以保证S机组尽量跟踪计划,同时为Y机组提供容量支持。仿真计算和现场实际控制效果验证了文中算法的正确性和合理性。     

一种非线性微分在协调控制系统中的应用

实际微分环节可以由一减一阶惯性环节构成,用速率限制非线性环节替代一阶惯性环节后,可得到一种非线性微分的描述函数,这种非线性微分的响应时间和微分作用随着输入信号幅值增加而增加。针对一典型300 MW机组协调控制系统,利用此非线性微分替代锅炉侧PID主控制器和负荷指令前馈中的微分环节,调试参数并仿真。实验结果表明：采用非线性微分的协调控制系统,在AGC指令大幅度变化时,微分作用较强,锅炉燃料量能够迅速变化从而保证机前压力稳定;在AGC指令小幅度变化时,微分作用减弱,能够有效减弱锅炉燃料量的波动幅度并维持机前压力在允许范围内。这种协调控制系统适合应用于电网AGC指令小幅度、高速率频繁变化的火电机组。     

直流系统附加频率控制器对AGC系统控制影响分析

区域电网采用特高压直流异步方式联网后,现有的自动发电控制（AGC）系统控制策略对异步联网电网的特高压直流频率控制（FC）的适应性问题已显现。为分析直流频率控制对AGC系统控制效果带来的影响,采用直流FC和AGC的准稳态模型分析了其交互作用的机理;基于电力系统全过程动态仿真程序（PSD-FDS）进行直流FC与AGC控制的动态过程仿真,在时域与频域内进一步分析了直流FC控制对电网AGC控制影响过程,提出了AGC控制策略优化建议。分析表明,直流FC的投入能够减轻频率的波动幅值,但是在严重故障下的功率缺失却需要AGC来承担;而在联络线频率偏差控制模式下,也需要考虑AGC与直流FC协调配合来避免AGC在故障下反向调节和频率恢复缓慢的问题。     

水-火电机组频率控制策略研究

哈密—郑州特高压直流输电送端电网存在大量的水电机组,掌握水电与火电一次调频特性及其差异对大功率输电安全稳定性具有重要意义。以哈密—郑州特高压直流输电送端电网为研究对象,仿真分析了在较高水电负荷比例条件下不同控制参数对调频控制的影响,结果表明,提高水、火电机组的稳定性和持续性都能显著提高综合调频能力和混合电网的频率稳定性,但水电机组容量的增加会提高电网频率的动态超调。此外,水、火电机组调频指令与负荷的线性度水平都有待进一步规范。     

火电机组一次调频性能分析及优化

介绍了电网调度对机组一次调频功能的考核方法,以此明确了机组一次调频功能的性能目标。叙述了目前国内火电机组一次调频功能的实现方式,并分析了影响机组一次调频性能的主要因素,包括自动发电控制(AGC)指令与一次调频动作反向、汽机转速的测量精度、调频死区和不等率参数的设置、汽机调门特性、一次调频功能的逻辑实现过程、机组与调度数据通讯等。在此基础上提出了相应的优化方法,以有效改善机组一次调频性能。     

自动发电控制在调度和机组设计中的问题探讨

从热控的角度阐述了自动发电控制AGC功能的特点。通过对几台单元机组AGC功能的投运试验,指出中调与电厂单元机组接口设计中存在的一些问题。阐述了AGC指令的自动分配计算方案、一次调频调节策略的指标调整,以及远程测控终端RTU信号传递性质、AGC指标要求中存在的其它一些问题,指出相应解决方案。     

火电机组一次调频和AGC性能优化分析

为了电网的安全、稳定、经济运行,各发电机组必须具备一次调频和AGC能力,但是,受到各种因素的影响,火电机组一次调频和AGC功能不能满足技术指标要求的问题比较突出,个别机组甚至不具备一次调频和AGC能力。在对影响火电机组一次调频和AGC功能的原因进行系统分析的基础上,提出采用完善设备、规范管理、优化控制逻辑等综合措施提高火电机组的一次调频和AGC能力。