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1、智能调度AGC多目标协调控制的应用研究进展 0引言 作为现代化电X运行控制的基本技术,自动发电控制(AGC)已成为电X调度运行必备的手段之一。与互联电X的发展相适应,AGC经历了从分散式频率自动控制装置(AFC)到基于能量管理系统(EMS)的自动控制系统的发展过程,并逐步制定了相关技术评价标准用于引导控制区运行。中国自20世纪80年代末期从国外引进AGC以来,经过多年的探索和实践,已在该领域取得了快速发展,显着提升了电X的频率质量,为电X的安全经济运行发挥了重要作用。 随着特高压电X、交直流输电技术和新能源的快速发展,国内电X结构
2、和形态发生了新的变化,物理上各区域电X连为一体,由长链式弱连接向团式强连接转化,运行特性呈现出一体化趋势,增加了电X调度和控制的复杂程度,对电X安全经济运行的调度业务支撑提出了新的要求。因此,迫切需要增强互联电X频率、联络线功率的控制手段,提高电X智能一体化协调控制的能力。 作为智能电X调度控制系统的核心应用,AGC面临着新的挑战,主要表现在:需适应不断发展的交直流混联电X的复杂运行方式,现有区域电X和省级电XAGC遵循的评价标准、控制策略需要随之变化;要适应新能源的规模化发展,面向常规机组的控制模式和分省平衡控制方式难以满足新能源接
3、入后实时调度控制的需要;要能充分保证大电X的运行安全,除了要实现电X正常运行状态下的区域功率平衡、特高压潮流和重要输电断面安全控制以外,还应能在电X发生扰动时通过多级调度的协同措施,实现频率的快速恢复,并尽量减少该过程中的联络线潮流波动。 本文在分析基于智能电X调度控制系统的AGC新需求的基础上,结合近年来在该应用领域开展的技术实践,提出了智能调度AGC多目标协调控制的应用架构,总结了适应特高压电X一体化调度和新能源接入需求的AGC关键技术,并对适应未来华北、华中、华东(简称三华)电X控制的AGC发展趋势进行了展望。 1AGC应用需
4、求1.1AGC控制模式、标准与策略关系分析 不同于国外普遍采用的单一控制区性能评价标准(以下简称评价标准)和控制技术支撑体系[5],中国的频率和联络线功率控制问题已演变为多层级控制主体、多重控制目标和多套评价标准相交织的复杂控制问题。 对于互联电力系统控制而言,AGC控制模式、评价标准、控制策略是3个独立又相互影响的重要环节,三者之间的关系如图1所示。 1)控制模式。根据互联电X的形态和管理需求制定,其实质决定了电X控制区和控制主体[6](或平衡主体)之间的配合关系,单一层级的电X控制模式侧重多个区域互联时各自的控制责任,如定
5、频率控制(FFC)、频率偏差控制(TBC)等模式;对于现阶段三华电X来说,控制模式重点在于理清国、分、省三级调度之间的控制目标和协调机制。控制模式是制定评价标准、研究控制策略的基础,其重要特征之一是会随着电X结构和管理体制的变化而发生改变,这也正是新形势下AGC控制需求变化的内在动因。 2)评价标准。用于引导各控制区规范、安全、经济控制的重要准则,其与控制模式的关系如同政策标准与国家政体的关系,是引导控制策略执行的指挥棒,也是控制模式得到运用的主要载体。由于各级主体控制的目标不同,国内存在多套并行的评价标准,如A标准、C标准和T标准等
6、,有着各自的适用性。对于某一类特定的控制目标(如频率),评价标准具有抽象性,与电X结构、电压等级和区域调节资源的构成关系较小。 3)控制策略。控制策略是评价标准的执行和实现,是调度运行机构为适应控制模式和评价标准的要求采取的具体措施与手段,由控制区自行制定。以适应控制性能标准的AGC控制策略为例,其既可以由集中控制模式下的控制区域运营者操作,也可以由分散式控制模式下的被授权机组和其他市场参与方进行操作。由于对评价标准的解读不同,标准在执行时既可以作为控制的约束条件,也能作为优化目标,因而实际运行中所采用的控制策略不一。 1.2智能电
7、X调度控制系统中AGC的需求驱动 中国互联电X已从区域电X发展成为广泛互联、高度智能的特高压互联电X,AGC控制模式、评价标准和控制策略正面临着重大改变,需要适应电X电气联系增强、团状结构和运行一体化等特性,逐步解决大范围协调、多级调度配合、多类控制措施协调的关键问题,面临新的技术诉求。 1.2.1支撑一体化调度模式 随着大区互联程度的增强,AGC的协调层级和协调广度相比以往更大。传统的电X控制主要考虑区域电X和内部省级电X的协调,较少涉及区域电X之间的协调,上下级主体间的配合方式主要为对等、主子、单一几种方式。特高压电X涉及国、
8、分、省三级调度多个控制区,不同调度层级间的配合方式更加复杂。 由于各国电X管理运行模式的差异性和电力市场化程度不同,互联电XAGC控制模式在有功控制目标、资源获取方式和资源调用方式等方面存在着较大差异[7
