自动发电控制（AGC）的原理及应用

时，各台机组的功率变化量分别为?PG1、?PG2、......?PGn，功频静态特性系数分别为

KG1、KG2、......KGn。发电机组的静态调节方程式为：

?Ki?1nGi?f???PGi?0

i?1n（8）

即：

?f????Pi?1nnGi

Gi?Ki?1（9）

参考（7）式，有：

?Ki?1Gin??P?Ki?1nGi??PGi?0

Gi（10）

当负荷变化之后，每台发电机组所承担的出力变化量为：

?PGi?KGi?Ki?1n??Pi?1GinGi

（11）

2.3. 系统频率特性

（11）式仅考虑了发电机组的静态功频特性，没有考虑负荷的静态频率特性。实际上，当系统频率下降时，负荷功率将随之减小；系统频率上升时，负荷功率将随之增加。设系统负荷增加?PL，引起系统频率降低?f，发电机组出力增加程式为：

??Pi?1nGi，两者作用后的平衡方

?PL???PGi?KL?f

i?1n8

自动发电控制（AGC）的原理及应用

（12）

参考（9）式，有：

?PL???KGi?f?KL?f

i?1n（13）

即：

?f???PL?Ki?1n

Gi?KL（14）

由此可见，系统频率变化不仅与负荷变化有关，还与发电机组的功频静态特性系数及负荷频率特性系数有关。

令：

KS??KGi?KL

i?1n（15）

其中：KS称为电力系统频率特性系数。则有：

?f???PLKS

（16）

每台发电机组所承担的出力变化量为：

?PGi?KGi?PL KS（17）

2.4. 独立系统调频

当负荷变化引起系统频率与发电出力变化的过程如图五所示：

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自动发电控制（AGC）的原理及应用

图五

原先系统负荷PL与发电出力平衡时，系统频率为f，运行点位于a。当负荷增加

?PL'?PL'?PL而变为PL'，即负荷的频率特性突然向上平移到PL'，运行点瞬间由a移到b。

如果发电机组调速器不起作用，出力仍为PL，将引起系统频率下降，沿负荷的频率特性达到平衡，运行点由b移到c。此时频率为f'，频率变化量?f'?f'?f。由于发电机组调速器的作用，将因频率的下降而增加出力，沿机组的功频静态特性，运行点从a向d移动，

''与负荷的频率特性直线相交于d，达到新的平衡。此时负荷为PL，发电机组增加的出力为''''?PL?PL?PL，频率为f''，频率变化量?f''?f''?f，且?f''??f'，显然比单

靠负荷的频率特性造成的频率偏移要小。这一过程就是频率的一次调节。由于f''?f，因而是有差调节。当负荷增加很大时，频率可能会降低到不允许的程度。

如果把发电机组的功频静态特性向上平移与PL相交于b点，则所对应的频率就可恢复

''到原来的f，此时发电机组增加的出力为?PL?PL?PL，达到供需平衡，从而实现了无差

'调节。这一过程就是频率的二次调节。

因为二次调节由电力系统中承担调节任务的发电机组通过其调频器来完成，所以在人工调节方式下，通常是指定调节裕度大响应较快的主调频厂来担任，在一个主调频厂满足不了要求时，还要选择一些辅助调频厂参与；自动调节方式下，则由电网调度中心通过发电机组的调功装置来实现，这就是AGC的任务，所以二次调节也称为负荷频率控制（Load Frequency Control，LFC）。

三次调节则按电网调度中心事先给定的发电计划曲线调整发电机组功率来完成，在人工调节方式下按负荷预测给出的曲线执行，但不容易满足在线经济调度。人工调节方式的缺点

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是显而易见的，首先是反应速度较慢，难以及时跟踪负荷的变化，更不容易反映负荷变化的趋势，在大幅度调节时，往往不符合复杂经济分配原则和安全约束条件，因此，需要采取自动调节措施。AGC正是利用先进的技术手段来取代人工所作的二、三次调节。

2.5. 自动调频方法

由于手动调频方式难以满足对频率质量的要求，因此电力系统普遍装备了自动调频装置。自动调频是一个闭环控制系统，原理上主要由两部分组成：

1) 负荷分配器。根据系统频率和互联电网联络线交换功率的偏差，按一定准则计算并

分配发电机组出力；

2) 机组控制器。根据负荷分配器给出的发电出力设定值，控制调速器并使发电出力达

到设定值。

2.5.1.

虚差调节法

在每一台调频发电机组上，都装有反映系统频率和有功功率的调节装置。电力系统的各调频机组在任何时刻应满足以下方程式：

?PGi?PGi??i?PGi

i?1n（18）

其中：?i为各调频机组出力分配系数，且

??i?1ni?1。

参照（8）式，并将所有调频机组加起来有：

?Ki?1nGi?f???i?PGi??PGi

i?1i?1i?1nnnnnnn因为

??i?1nni?1，所以??i?PGi??PGi，即。??i?PGi??PGi?0

i?1i?1i?1i?1i?1i?1nn又因为

?Ki?1Gi?0，所以?f?0。

虽然在调节过程中频率是有差的，但在调节之后是无差的，故称为虚差调节法。调节结束时?PGi?0，故各调频机组的出力为：

PGi??i?PGi

i?1n11