基于CPS标准的AGC控制策略研究-控制理论与控制工程专业论文.docxVIP

声 声 明 本学位论文足我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在 本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发 表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学 历而使用过的材料。与我～同工作的同事对本学位论文做出的贡献均 已在论文中作了明确的说明。 研究生签名：≥歪弧 珈存阳矽日 学位论文使用授权声明 南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅 或上网公布本学位论文的全部或部分内容，可以向有关部门或机构送 交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。对 于必威体育官网网址论文，按必威体育官网网址的有关规定和程序处理。 研究生签名：立至孤 沙g年石月矽日 坝t论史 坝t论史 堆fCPS标准的AGC控制策略研究 1．绪论 1．1引言 随着大规模互联电力系统的发展，传统的控制方式已经难以满足不断提高的 现代电网的安全、经济、优质运行的要求。能量管理系统(EMS)在实现电力生 产过程控制及电网自动化中发挥了巨大作用。作为EMS的主要功能之一，自动 发电控制(Automatic Generation Control，AGC)在发达工业国家被广泛采用。 自20世纪80年代，我国四大电网(华东、华北、华中、东北)和部分省网引进 了国外的SCADA／AGC系统，为我国电网调度自动化系统的发展奠定了基础“1。 自动发电控制能使发电实时自动跟踪电力系统负荷的变化，维持发电功率和负载 功率的平衡，使电力系统频率保持为规定值，是保证电能质量的重要手段。另外， 实行AGC是实现网际联络线控制，适应电网商业化运营发展的必备手段。联络 线电量交易是互联电网商业化运营常用的方式之一，交易双方必须按照协议控制 好约定的交易电量。自动发电控制要维持区域间净交换功率为计划值，各省电网 自己负责自己的功率平衡，同时保持与邻近的互联电网联络线功率在规定范围 内。实行自动发电控制还可以实现电网的经济运行，对周期性的负荷变化按发电 计划调整出力，对偏离预计的负荷实现在线经济分配。 自动发电控制是以控制调整发电机组输出功率来适应负荷波动的一种闭环 反馈控制，主要是通过控制发电机组的汽门来实现。自动发电控制的目的是通过 控制发电机组的功率跟随负荷的随机变化，以实现电力系统的频率稳定，属于负 荷频率控制(LFC：Load Frequency Contr01)范畴。AGC的主要作用是，在电力 系统正常运行的状态下实现以下三个目标01： a)响应负荷和发电的随机变化，使频率误差维持在一个允许的范围内(一 般为50_+0．1Hz)： b)在控制区域内调节各自的机组出力，使区域问联络线交换功率维持在计 划值； c)对周期性的负荷变化按发电计划调整出力，对偏离预计的负荷实现在线 经济负荷分配。 1．2自动发电控制的基本结构 自动发电控制通过闭环控制系统来实现，首先由从SCADA获得的实时测量 颈i论文 颈i论文 摹于CPS标准的AGC控制策略研究 数据计算出各电厂或机组的控制命令，再通过SCADA送到各电厂的电厂控制 器，由电厂控制器调节机组功率，使之跟踪AGC的控制命令。 AGC主要有3个控制环：计划跟踪环、区域调节控制环和机组控制环。其 总体结构如图1．1所示咖。 负机 荷组 堕 发． LTL 一发一 1．上1 广叶L 跟～ ．踪一：曩一 竭 水交 电换 1●l■}H，I， 测胎删粤测合划埘一 图l-1 AGC总体结构 其中，区域计划跟踪控制的目的是按计划提供发电的基点功率，它与负荷预 测、机组经济组合、水电计划及交换功率计划有关，担负主要调峰任务；区域调 节控制的目的是使区域控制误差(ACE)为零，这是AGC的核心。AGC计算出消 除区域控制误差各机组需增减的调节功率，将这一可调分量加到机组跟踪计划的 基点功率之上，得到设置发电值发往电厂控制器；机组控制是由基本控制回路去 调节机组控制误差到零，一台电厂控制器常常会同时控制多台机组(特别是水电 厂)，AGC的信号送到电厂控制器后再分到各机组。 在现代AGC方案中，每个控制区域的控制作用通常由调度中心决定，如联 络线传输功率、系统频率和机组有功出力等信息传到调度中心后，由计算机确定 控制方案，发出控制信号——通常是可变宽度的升降脉冲信号。控制信号经过同 样的传输通道传送到图1．2所示的AGC发电机组，然后电厂的控制装置上，下 改变机组的参考设定值以正比于脉冲宽度。 升，降被冲 1一帆组l 系统顿睾采样 ＼—’机批 联络线交换功 率采样 }一帆组n 图1．2 AGC控制逻辑示意图 国外20世纪50年代开发的AGC系统都是基于模拟控制逻辑的，从60年代 末开始数字AGC控制系统逐渐兴起。目前国内外的AGC用的都是数字化系统。 顾}论文 顾}论文 摹于CPS标准的AGC控制策