解除管制环境下agc控制策略分析

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1、第一章绪论1.1课题研究背景随着社会的不断发展，科学技术的不断进步，电力工业体制改革不断走向深入，对电网的安全、稳定、优质、经济运行提出了越来越高的要求，电网调度自动化系统也日趋完善和进一步走向成熟，自动发电控制系统也越来越需要先进的、科学的技术适应市场的要求。为了保证社会各行各业各种用电设备能够安全高效的运行，电能的质量至关重要。作为电能重要指标的频率和电压便受到了电力系统的着重关注。但是，众所周知，电能生产的最大特点在于电能不能大量储存，电能的生产、输送、分配和使用都是在同一时刻完成的。在任何时刻，电力系统中电源发出的功率都等于该时刻电力系统负荷和电能输送、分配过程中所消耗的功

2、率之和。所以，向用户提供稳定可靠、电压、频率都恒定的电能就成为了电力系统一个重要任务。但是用户在使用电能时有非常大的随机性，负荷随时都在无规律的波动，特别是变化周期较短、幅度较大的冲击性负荷变动，这样，电力系统的发供电平衡就难以维持，当发供电平衡被破坏时，电网频率就将产生波动，从而影响用户使用，严重时还会引发恶性事故。为了解决这个问题，电网调度自动化系统概念在50年代中期提岀，这标志着现代电网自动化的开始⑴。自动发电控制(AGC)的任务就是进行频率与有功功率的调整，实时消除上述发用电之间的不平衡。所以我们把这种根据负荷的波动，利用计算机系统和反馈控制组成的闭环发电控制系统称为AGC

3、系统⑵。其目的是保持电网的额定频率为50Hz以及维持联络线间的交换功率为计划的交换功率，并尽可能经济地保持电力系统运行的发供电平衡。因此，AGC是保证电网安全、经济运行的重要措施之一，是电网调度自动化系统的重要功能之一。20世纪80年代以来，我国进入了以经济建设为中心、全面改革开放的新时代。随着电力工业的发展，党的各项方针、政策给我国电网调度自动化系统的建设与发展带来了机遇。20世纪80年代中期，四大电网(华北、东北、华东、华中)共同引进了美国西屋公司的能量管理系统(EMS)WESDAC・32,为拓展EMS的功能与应用特别是深入开展AGCT作提供了技术装备，这一切极大地推进了我国电

4、网AGC应用工作的有序开展【习。20多年后，为深化改革，提高电力能源的应用效率，增加经济效益，我国进行了深入的电网改革。五大发电集团的成立、国家电网公司从国家电力公司的剥离标志着厂网分开的初步完成，电力市场化的脚步已越来越加快141o现在，发电系统正在进入转变期，从以管制价格提供电能的大型的、垂直的综合系统转变为以较低价格提供分类定价电能的竞价上网系统。在解除管制的环境里，自动发电控制的基本任务是提供电能交换并为电能交易提供一个良好的环境。AGC是…种辅助性的服务，通过这种服务來保持电力系统的可靠性水平。在新的时代，在开放性的电力市场中，发电公司(Gencos)与配电公司(Disc

5、o)独立开来，这与传统的AGC系统有很大的差别：在传统的AGC系统里，生产、传输、分配为一个实体所有，即垂直一体化单元(VIU),它向客户提供管制价格的电能。所有这些控制区域通过联络线联系在一起。一个区域的负荷发生变化，这个区域的发电频率发生瞬时变化，随之反馈机构动作，产生一个与之相应的增加或减少的信号送到汽轮机使发电量跟随负荷的变化。在稳定状态下，联络线能量和发电频率变化趋于零。而在解除管制的AGC系统中，VIU不复存在，但它们有着共同的目标如频率的恢复和净能量交换达到每个区域的期望值。在垂直一体化结构中，假定每个发电单元与二次控制和频率调节需求相匹配，但在开放的能量市场里，发电

6、公司可以选择参与或不参与AGC⑸⑹。由于传统的自动发电控制系统只受到小幅度，小偏差的扰动作用，线性模型已经足已表达系统在运行点附近的动态特性。线性自动发电控制系统在经历了几十年的发展和论证后，目前已经趋于完善。但是由于解除管制政策的引入，自动发电控制系统已经暴露在更大更突然的偏差之下，这使得自动发电控制系统再次受到了人们的重视。在解除管制环境下，当负载发生突发的大幅度扰动时，在非线性环节的影响下，大容量机组频繁的开关控制动作容易导致过大的超调量和过长的调节时间。因此，为了避免过大的超调量和过长的调节时间，考虑系统中的非线性环节就显得非常必要了，也就是说，自动发电控制系统在解除管制坏

7、境下，应该是非线性系统。而在自动发电控制系统中，对系统稳定性以及动态特性影响最显著的两个非线性环节分别是：阀门位置限制和发电机变化率约束(GRC)o从这个观点看，传统的线性模型已经不能准确表达解除管制后的自动发电控制系统了。因此，现有的基于传统线性模型的自动发电控制策略也很难有效完成自动发电控制系统的控制目标了。为了解决这个新的问题，学者们对市场环境(即解除管制环境)下的AGC研究进行了不少研究，但是相对经典的AGC而言，成果还比较少，并且侧重点各异，许多问题仍有待解