師延平　祁延強

摘 要

本文主要在火電廠自動發(fā)電控制（AGC）技術的發(fā)展歷程及現(xiàn)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(guī)性的AGC運行技術及其優(yōu)化技術進行了深入分析。常規(guī)式的AGC試驗中包含了控制總調節(jié)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(xiàn)狀進行了綜合評測，并對其未來發(fā)展趨勢做出了一些展望。

【關鍵詞】火電廠自動發(fā)電控制 試驗 運行技術 分析

作為火電廠電網(wǎng)調度發(fā)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(wǎng)的有功率式控制，作為保障電網(wǎng)系統(tǒng)頻率質量及實現(xiàn)互聯(lián)電網(wǎng)的聯(lián)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(wǎng)安全平穩(wěn)可持續(xù)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(tǒng)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(lián)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(nèi)的新增加變化的調節(jié)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(huán)、閉環(huán)及開環(huán)本地三類。一般而言，常規(guī)式單元機組控制模式中的AGC試驗多采用開環(huán)形式。當發(fā)電廠機組已有一定AGC基礎，電網(wǎng)調度控制系統(tǒng)已實現(xiàn)自動化時，AGC試驗多采用閉環(huán)形式。若發(fā)電廠機組已有一定AGC基礎，但電網(wǎng)調度控制系統(tǒng)仍為手動形式時，AGC試驗沿用開環(huán)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(shù)值與負荷變化速率的方法，進行開環(huán)本地試驗模式。

現(xiàn)有的火電廠機組的自動發(fā)電控制試驗，大多會先進行開環(huán)本地AGC式試驗，從而獲得大致試驗曲線及參數(shù)。參考數(shù)據(jù)，核對機組控制系統(tǒng)是否能夠適應機組進行協(xié)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(xù)開環(huán)AGC試驗。

2 AGC試驗的具體步驟

結合火電廠自動發(fā)電控制系統(tǒng)現(xiàn)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(wěn)的運行。

其次，應當保障電廠機組的協(xié)調控制系統(tǒng)已經(jīng)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(nèi)。不論采用的是什么形式的模擬量控制系統(tǒng)，均應保證其基本的自動控制功能，且調節(jié)質量全面滿足DL/T657-2007等相應技術規(guī)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(wěn)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(wǎng)數(shù)據(jù)相適應且能夠進行自動化調度的數(shù)據(jù)采集及監(jiān)督控制系統(tǒng)（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(xié)調控制系統(tǒng)所受到的控制指令是否與電網(wǎng)調度系統(tǒng)發(fā)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(fā)電控制負荷跟隨試驗，通常負荷的有效范圍應當控制在規(guī)定值的50-100%以內(nèi)。把機組負荷全部轉移到試驗負荷區(qū)域，并在電廠機組的協(xié)助下，全面投入并掌控AGC活動與性能。在AGC系統(tǒng)中，機組的符合范圍應當控制范圍應保持在70-100%。

由電網(wǎng)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(fā)布，以1.5%/min或2.0%/min（前者使用直吹式制粉系統(tǒng)機組作為配合，后者使用中儲式制粉系統(tǒng)機組配合）的速率，取負荷變動量比率值10%，以斜坡形式連續(xù)型調整負荷指令數(shù)值。在數(shù)值滿足預定目標后且穩(wěn)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(shù)據(jù)作為主要參考。

（3）如果遇到電網(wǎng)調度通訊中心發(fā)出的指令及信號損壞或質量較差，則協(xié)調控制系統(tǒng)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(wǎng)實際工作需要，對AGC系統(tǒng)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(jié)。如果僅從以上部分來控制AGC系統(tǒng)工作質量，則還存在部分缺陷，故結合DL/T657-2006內(nèi)相關內(nèi)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(tǒng)，優(yōu)化取得的效果如表1所示。

根據(jù)表1可以看到，火力發(fā)電廠中使用AGC系統(tǒng)進行試驗并進一步優(yōu)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(yōu)化

3.1 AGC運行技術優(yōu)化策略

AGC運行技術的動態(tài)式優(yōu)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(yōu)化，在之后的工作當中使用AGC機組對其進行動態(tài)化優(yōu)化，屬于較為在確定AGC機組調節(jié)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(yōu)化，目前還處于不斷的探索中，目前具有一定實用性的優(yōu)化策略包含以下幾種：

（1）以內(nèi)點法為基礎，結合互聯(lián)電網(wǎng)性能評價體系，對AGC進行控制。最優(yōu)化CPS1指標后，將其作為目標函數(shù)，并進一步綜合分析提供功率的平衡、機組調節(jié)性能等方面約束條件，最終求出最優(yōu)的AGC調節(jié)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(tài)優(yōu)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(xiàn)動態(tài)優(yōu)化機組調節(jié)指令的目的，該方法同PID控制法相比具有更優(yōu)秀的效果。此外，利用神經(jīng)網(wǎng)絡在一段時間內(nèi)對AGC頻率進行預測，同樣可以為機組指令的動態(tài)優(yōu)化提供重要參考。

現(xiàn)有的AGC動態(tài)優(yōu)化技術，還處于不斷發(fā)展完善的過程中，部分優(yōu)化策略還沒有進行全面考慮，針對AGC運行的動態(tài)情況以及系統(tǒng)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(tài)優(yōu)化工作需要的時間較長，怎樣針對多個時間段進行優(yōu)化也是需要考慮的問題。

3.2 AGC運行技術未來發(fā)展分析

盡管現(xiàn)有的AGC及運行技術有了一定基礎，但是在經(jīng)濟發(fā)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(yè)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(nèi)容，對其未來優(yōu)化方向進行分析，從而把握火電廠AGC及運行技術的長遠發(fā)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(yōu)點與缺點，因而后續(xù)優(yōu)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(jīng)PID兩部分技術的互相結合等等。

（2）可持續(xù)發(fā)展觀下，能源結構的調整，會給相應使得火電廠AGC工作內(nèi)容發(fā)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(jié)功能對現(xiàn)有系統(tǒng)進行優(yōu)化，是保障AGC頻率質量良好、提高電網(wǎng)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(nèi)的負荷預測工作，傳統(tǒng)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(jié)動態(tài)化優(yōu)化技術進行改進，從而實現(xiàn)獲利發(fā)電機組、快慢AGC機組等不同機組互相統(tǒng)籌協(xié)調，實現(xiàn)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(tǒng)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(fā)展趨勢進行了合理預測。綜合考慮電力行業(yè)的市場因素、AGC機組的相互協(xié)調及超前控制等等各方面問題，對于優(yōu)化AGC系統(tǒng)成本，同樣具有重要意義。

參考文獻

[1]王焰.AGC機組調節(jié)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(fā)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(fā)電控制試驗及其評價方法[J].熱力發(fā)電，2012（12）.

作者單位

青海華電大通發(fā)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(tài)優(yōu)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(xiàn)動態(tài)優(yōu)化機組調節(jié)指令的目的，該方法同PID控制法相比具有更優(yōu)秀的效果。此外，利用神經(jīng)網(wǎng)絡在一段時間內(nèi)對AGC頻率進行預測，同樣可以為機組指令的動態(tài)優(yōu)化提供重要參考。

現(xiàn)有的AGC動態(tài)優(yōu)化技術，還處于不斷發(fā)展完善的過程中，部分優(yōu)化策略還沒有進行全面考慮，針對AGC運行的動態(tài)情況以及系統(tǒng)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(tài)優(yōu)化工作需要的時間較長，怎樣針對多個時間段進行優(yōu)化也是需要考慮的問題。

3.2 AGC運行技術未來發(fā)展分析

盡管現(xiàn)有的AGC及運行技術有了一定基礎，但是在經(jīng)濟發(fā)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(yè)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(nèi)容，對其未來優(yōu)化方向進行分析，從而把握火電廠AGC及運行技術的長遠發(fā)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(yōu)點與缺點，因而后續(xù)優(yōu)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(jīng)PID兩部分技術的互相結合等等。

（2）可持續(xù)發(fā)展觀下，能源結構的調整，會給相應使得火電廠AGC工作內(nèi)容發(fā)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(jié)功能對現(xiàn)有系統(tǒng)進行優(yōu)化，是保障AGC頻率質量良好、提高電網(wǎng)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(nèi)的負荷預測工作，傳統(tǒng)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(jié)動態(tài)化優(yōu)化技術進行改進，從而實現(xiàn)獲利發(fā)電機組、快慢AGC機組等不同機組互相統(tǒng)籌協(xié)調，實現(xiàn)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(tǒng)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(fā)展趨勢進行了合理預測。綜合考慮電力行業(yè)的市場因素、AGC機組的相互協(xié)調及超前控制等等各方面問題，對于優(yōu)化AGC系統(tǒng)成本，同樣具有重要意義。

參考文獻

[1]王焰.AGC機組調節(jié)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(fā)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(fā)電控制試驗及其評價方法[J].熱力發(fā)電，2012（12）.

作者單位

青海華電大通發(fā)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(tài)優(yōu)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(xiàn)動態(tài)優(yōu)化機組調節(jié)指令的目的，該方法同PID控制法相比具有更優(yōu)秀的效果。此外，利用神經(jīng)網(wǎng)絡在一段時間內(nèi)對AGC頻率進行預測，同樣可以為機組指令的動態(tài)優(yōu)化提供重要參考。

現(xiàn)有的AGC動態(tài)優(yōu)化技術，還處于不斷發(fā)展完善的過程中，部分優(yōu)化策略還沒有進行全面考慮，針對AGC運行的動態(tài)情況以及系統(tǒng)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(tài)優(yōu)化工作需要的時間較長，怎樣針對多個時間段進行優(yōu)化也是需要考慮的問題。

3.2 AGC運行技術未來發(fā)展分析

盡管現(xiàn)有的AGC及運行技術有了一定基礎，但是在經(jīng)濟發(fā)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(yè)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(nèi)容，對其未來優(yōu)化方向進行分析，從而把握火電廠AGC及運行技術的長遠發(fā)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(yōu)點與缺點，因而后續(xù)優(yōu)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(jīng)PID兩部分技術的互相結合等等。

（2）可持續(xù)發(fā)展觀下，能源結構的調整，會給相應使得火電廠AGC工作內(nèi)容發(fā)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(jié)功能對現(xiàn)有系統(tǒng)進行優(yōu)化，是保障AGC頻率質量良好、提高電網(wǎng)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(nèi)的負荷預測工作，傳統(tǒng)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(jié)動態(tài)化優(yōu)化技術進行改進，從而實現(xiàn)獲利發(fā)電機組、快慢AGC機組等不同機組互相統(tǒng)籌協(xié)調，實現(xiàn)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(tǒng)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(fā)展趨勢進行了合理預測。綜合考慮電力行業(yè)的市場因素、AGC機組的相互協(xié)調及超前控制等等各方面問題，對于優(yōu)化AGC系統(tǒng)成本，同樣具有重要意義。

參考文獻

[1]王焰.AGC機組調節(jié)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(fā)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(fā)電控制試驗及其評價方法[J].熱力發(fā)電，2012（12）.

作者單位

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