火電廠自動發電控制（AGC）試驗及運行技術

師延平　祁延強

摘 要

本文主要在火電廠自動發電控制（AGC）技術的發展歷程及現狀這一基礎問題上進行了分析探究，對AGC的運行原理及具體方式進行了分析，并結合AGC試驗的實際情況，對常規性的AGC運行技術及其優化技術進行了深入分析。常規式的AGC試驗中包含了控制總調節功率的相關技術及指令分工原理，通過對火電廠AGC試驗及運行技術的分析與進一步探討，對其現狀進行了綜合評測，并對其未來發展趨勢做出了一些展望。

【關鍵詞】火電廠自動發電控制 試驗 運行技術 分析

作為火電廠電網調度發電機并進一步進行控制的重要組成部分，AGC能夠有效促進電網的有功率式控制，作為保障電網系統頻率質量及實現互聯電網的聯絡線交換功率式控制形式的重要技術，科學合理化的AGC運行策略及技術可以全面提高電網安全平穩可持續化運行。

1 AGC的控制原理與試驗

1.1 AGC控制原理

控制措施及策略是AGC控制系統中的重要組成部分，將控制措施看作是一個整體，頻率偏差和聯絡線功率的偏差等其他輸入信息分別記為ΔE與ΔF，AGC機組內的新增加變化的調節功率則記作ΔP。各部分共同組成AGC控制整體，其運行模式如圖1所示。

1.2 AGC試驗

按照種類可將火電廠機組AGC試驗分類，即開環、閉環及開環本地三類。一般而言，常規式單元機組控制模式中的AGC試驗多采用開環形式。當發電廠機組已有一定AGC基礎，電網調度控制系統已實現自動化時，AGC試驗多采用閉環形式。若發電廠機組已有一定AGC基礎，但電網調度控制系統仍為手動形式時，AGC試驗沿用開環形式。而當電廠機組不具備任何AGC基礎，并且控制在本地進行時，多通過調整機組負荷設定數值與負荷變化速率的方法，進行開環本地試驗模式。

現有的火電廠機組的自動發電控制試驗，大多會先進行開環本地AGC式試驗，從而獲得大致試驗曲線及參數。參考數據，核對機組控制系統是否能夠適應機組進行協調控制時的負荷變動，同試驗標準及其AGC性能（如機組反應速度、控制靈敏度等等）進行比較。若滿足上述問題，再看走開后續開環AGC試驗。

2 AGC試驗的具體步驟

結合火電廠自動發電控制系統現狀，對AGC具體試驗步驟進行深入分析。

2.1 AGC試驗開始前的基礎準備工作

首先，應當全面確保電廠機組的負荷處于安全范圍，能夠較為平穩的運行。

其次，應當保障電廠機組的協調控制系統已經投放使用，且對其進行負荷變動等相關方面的測試，確保其運行負荷變動在正常范圍內。不論采用的是什么形式的模擬量控制系統，均應保證其基本的自動控制功能，且調節質量全面滿足DL/T657-2007等相應技術規范的要求。

此外，應確保電廠機組處于50——100%MCR的工作情況時保持平穩運行，將機組的一次調頻這類功能解除。

2.2 AGC試驗的具體步驟

（1）以本地控制的形式，對機組的控制型號進行相應轉化。使用電網數據相適應且能夠進行自動化調度的數據采集及監督控制系統（即SCADA），確定并最終下達控制指令（變化形式主要為階層跳躍式，負荷變動的幅度控制在50MW左右）。最后核對機組協調控制系統所受到的控制指令是否與電網調度系統發出的指令是否保持一致。

（2）同樣以DL/T657-2007為參考，進一步實施自動發電控制負荷跟隨試驗，通常負荷的有效范圍應當控制在規定值的50-100%以內。把機組負荷全部轉移到試驗負荷區域，并在電廠機組的協助下，全面投入并掌控AGC活動與性能。在AGC系統中，機組的符合范圍應當控制范圍應保持在70-100%。

由電網調度通信中心或者預先設置好的UCC負荷設定控制回路負責試驗指令的發布，以1.5%/min或2.0%/min（前者使用直吹式制粉系統機組作為配合，后者使用中儲式制粉系統機組配合）的速率，取負荷變動量比率值10%，以斜坡形式連續型調整負荷指令數值。在數值滿足預定目標后且穩定在3min以后，再反向實施負荷變動試驗，兩組試驗各重復1-3次，選擇代表性的試驗數據作為主要參考。

（3）如果遇到電網調度通訊中心發出的指令及信號損壞或質量較差，則協調控制系統會生效，自動停止AGC功能，并自動轉換成本地控制的形式。

2.3 AGC試驗技術應用結果

按照電網實際工作需要，對AGC系統機組也提出了相應要求，常見的包含了容量、速率及精度等方面的調節。如果僅從以上部分來控制AGC系統工作質量，則還存在部分缺陷，故結合DL/T657-2006內相關內容，額外對試驗容量品質、等級等進行評測，最終形成完善的火電廠AGC系統，優化取得的效果如表1所示。

根據表1可以看到，火力發電廠中使用AGC系統進行試驗并進一步優化以后，試驗對象的質量有了明顯提升，因而可以在實際工作當中推廣使用。

3 AGC運行技術的優化

3.1 AGC運行技術優化策略

AGC運行技術的動態式優化，主要以預測負荷為基本理念，以各項控制性能指標達到要求以及安全質量達標為條件，針對所選目標對象的最優化，在之后的工作當中使用AGC機組對其進行動態化優化，屬于較為在確定AGC機組調節功率后較為直接的控制方法，且該方法一定程度上具有超前性和預測性。

針對AGC運行技術的優化，目前還處于不斷的探索中，目前具有一定實用性的優化策略包含以下幾種：

（1）以內點法為基礎，結合互聯電網性能評價體系，對AGC進行控制。最優化CPS1指標后，將其作為目標函數，并進一步綜合分析提供功率的平衡、機組調節性能等方面約束條件，最終求出最優的AGC調節指令，將這部分指令進行整合，最終結合實際情況科學合理應用。endprint

（2）考慮到AGC動態優化時，制定具有一定時效性，因而可以使用粒子群算法求解，實現動態優化機組調節指令的目的，該方法同PID控制法相比具有更優秀的效果。此外，利用神經網絡在一段時間內對AGC頻率進行預測，同樣可以為機組指令的動態優化提供重要參考。

現有的AGC動態優化技術，還處于不斷發展完善的過程中，部分優化策略還沒有進行全面考慮，針對AGC運行的動態情況以及系統頻率的變動等多方面考慮均存在部分缺陷。另外，由于AGC動態優化工作需要的時間較長，怎樣針對多個時間段進行優化也是需要考慮的問題。

3.2 AGC運行技術未來發展分析

盡管現有的AGC及運行技術有了一定基礎，但是在經濟發展的帶動下，以電力市場分析、計算機技術、控制技術等為代表的電力行業中的各項技術均有了巨大變化，因而AGC及運行技術也應該進行相應的調整，結合上述內容，對其未來優化方向進行分析，從而把握火電廠AGC及運行技術的長遠發展。

（1）將AGC技術同其他各類控制技術的融合，每種技術均存在不同優點與缺點，因而后續優化工作，可以針對各類技術的融合進行探究，比如模糊PID及神經PID兩部分技術的互相結合等等。

（2）可持續發展觀下，能源結構的調整，會給相應使得火電廠AGC工作內容發生一定變化，因而在往后的AGC研究當中，如何利用新能源的調節功能對現有系統進行優化，是保障AGC頻率質量良好、提高電網接受新型能源的綜合能力所需要考慮的重要方面。

（3）針對多個不同時段內的負荷預測工作，傳統式AGC，一定程度上具有明顯的控制滯后性，所以AGC機組間的互相配合還較少，工作形勢也較為單一。應當對AGC機組功率調節動態化優化技術進行改進，從而實現獲利發電機組、快慢AGC機組等不同機組互相統籌協調，實現超前控制。這也是逐漸進行全面考慮的研究問題之一。

4 結束語

作為火電廠電力系統中不可或缺的研究部分，AGC及其運行技術具有重要意義，本文主要對火電廠AGC試驗及運行技術進行了應用分析，對AGC技術的科學合理應用進行了探討，并針對AGC技術的未來發展趨勢進行了合理預測。綜合考慮電力行業的市場因素、AGC機組的相互協調及超前控制等等各方面問題，對于優化AGC系統成本，同樣具有重要意義。

參考文獻

[1]王焰.AGC機組調節性能與補償算法的研究[D].華北電力大學（北京），2010（05）.

[2]魏強.火電廠自動發電控制的研究[D].華北電力大學（北京），2011（03）.

[3]李云，張曉滿，張燕平，吳子豪.自動發電控制試驗及其評價方法[J].熱力發電，2012（12）.

作者單位

青海華電大通發電有限公司 青海省大通回族土族自治縣 810100endprint

（2）考慮到AGC動態優化時，制定具有一定時效性，因而可以使用粒子群算法求解，實現動態優化機組調節指令的目的，該方法同PID控制法相比具有更優秀的效果。此外，利用神經網絡在一段時間內對AGC頻率進行預測，同樣可以為機組指令的動態優化提供重要參考。

現有的AGC動態優化技術，還處于不斷發展完善的過程中，部分優化策略還沒有進行全面考慮，針對AGC運行的動態情況以及系統頻率的變動等多方面考慮均存在部分缺陷。另外，由于AGC動態優化工作需要的時間較長，怎樣針對多個時間段進行優化也是需要考慮的問題。

3.2 AGC運行技術未來發展分析

盡管現有的AGC及運行技術有了一定基礎，但是在經濟發展的帶動下，以電力市場分析、計算機技術、控制技術等為代表的電力行業中的各項技術均有了巨大變化，因而AGC及運行技術也應該進行相應的調整，結合上述內容，對其未來優化方向進行分析，從而把握火電廠AGC及運行技術的長遠發展。

（1）將AGC技術同其他各類控制技術的融合，每種技術均存在不同優點與缺點，因而后續優化工作，可以針對各類技術的融合進行探究，比如模糊PID及神經PID兩部分技術的互相結合等等。

（2）可持續發展觀下，能源結構的調整，會給相應使得火電廠AGC工作內容發生一定變化，因而在往后的AGC研究當中，如何利用新能源的調節功能對現有系統進行優化，是保障AGC頻率質量良好、提高電網接受新型能源的綜合能力所需要考慮的重要方面。

（3）針對多個不同時段內的負荷預測工作，傳統式AGC，一定程度上具有明顯的控制滯后性，所以AGC機組間的互相配合還較少，工作形勢也較為單一。應當對AGC機組功率調節動態化優化技術進行改進，從而實現獲利發電機組、快慢AGC機組等不同機組互相統籌協調，實現超前控制。這也是逐漸進行全面考慮的研究問題之一。

4 結束語

作為火電廠電力系統中不可或缺的研究部分，AGC及其運行技術具有重要意義，本文主要對火電廠AGC試驗及運行技術進行了應用分析，對AGC技術的科學合理應用進行了探討，并針對AGC技術的未來發展趨勢進行了合理預測。綜合考慮電力行業的市場因素、AGC機組的相互協調及超前控制等等各方面問題，對于優化AGC系統成本，同樣具有重要意義。

參考文獻

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[3]李云，張曉滿，張燕平，吳子豪.自動發電控制試驗及其評價方法[J].熱力發電，2012（12）.

作者單位

青海華電大通發電有限公司 青海省大通回族土族自治縣 810100endprint

（2）考慮到AGC動態優化時，制定具有一定時效性，因而可以使用粒子群算法求解，實現動態優化機組調節指令的目的，該方法同PID控制法相比具有更優秀的效果。此外，利用神經網絡在一段時間內對AGC頻率進行預測，同樣可以為機組指令的動態優化提供重要參考。

現有的AGC動態優化技術，還處于不斷發展完善的過程中，部分優化策略還沒有進行全面考慮，針對AGC運行的動態情況以及系統頻率的變動等多方面考慮均存在部分缺陷。另外，由于AGC動態優化工作需要的時間較長，怎樣針對多個時間段進行優化也是需要考慮的問題。

3.2 AGC運行技術未來發展分析

盡管現有的AGC及運行技術有了一定基礎，但是在經濟發展的帶動下，以電力市場分析、計算機技術、控制技術等為代表的電力行業中的各項技術均有了巨大變化，因而AGC及運行技術也應該進行相應的調整，結合上述內容，對其未來優化方向進行分析，從而把握火電廠AGC及運行技術的長遠發展。

（1）將AGC技術同其他各類控制技術的融合，每種技術均存在不同優點與缺點，因而后續優化工作，可以針對各類技術的融合進行探究，比如模糊PID及神經PID兩部分技術的互相結合等等。

（2）可持續發展觀下，能源結構的調整，會給相應使得火電廠AGC工作內容發生一定變化，因而在往后的AGC研究當中，如何利用新能源的調節功能對現有系統進行優化，是保障AGC頻率質量良好、提高電網接受新型能源的綜合能力所需要考慮的重要方面。

（3）針對多個不同時段內的負荷預測工作，傳統式AGC，一定程度上具有明顯的控制滯后性，所以AGC機組間的互相配合還較少，工作形勢也較為單一。應當對AGC機組功率調節動態化優化技術進行改進，從而實現獲利發電機組、快慢AGC機組等不同機組互相統籌協調，實現超前控制。這也是逐漸進行全面考慮的研究問題之一。

4 結束語

作為火電廠電力系統中不可或缺的研究部分，AGC及其運行技術具有重要意義，本文主要對火電廠AGC試驗及運行技術進行了應用分析，對AGC技術的科學合理應用進行了探討，并針對AGC技術的未來發展趨勢進行了合理預測。綜合考慮電力行業的市場因素、AGC機組的相互協調及超前控制等等各方面問題，對于優化AGC系統成本，同樣具有重要意義。

參考文獻

[1]王焰.AGC機組調節性能與補償算法的研究[D].華北電力大學（北京），2010（05）.

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[3]李云，張曉滿，張燕平，吳子豪.自動發電控制試驗及其評價方法[J].熱力發電，2012（12）.

作者單位

青海華電大通發電有限公司 青海省大通回族土族自治縣 810100endprint