ACE介绍

我厂#1、#2机组自投入ACE以来，一直受到双细则的考核，现将ACE的基本定义及如何考核进行说明。

1、AGC简介

AGC（Automatic Generation Control）：现代电网控制的一项基本和重要任务，指以控制发电机输出功率来适应负荷波动的闭环反馈控制。AGC的四个基本目标：a) 发电出力与负荷平衡。b) 保持系统频率为额定值。c) 区域联络线潮流与计划相等。d) 区域内发电厂之间的负荷经济分配。通常AGC指4个目标中的前3个，特别是第2、3个，包含第4个的AGC称为AGC/EDC。

2、分区控制误差(Area Control Error)，即ACE：

ACE = K i ?f + ?P tie. i

ACE 理解上等同于频差，不同是还要考虑调节联络线交换功率偏差?P tie.i＝?P tie.i.a- ?P tie.i.s，即实际值减计划值。（方向为流出为正）。

控制方式包括：

①定频率控制（自动调频）：ACE = K i?f

②定交换功率控制：ACE = ?P tie.i

③联络线控制偏差模式：ACE = K i?f + ?P tie.i

④自动修正时差控制模式：ACE = K i?f + ?P tie.i+ K

t?t，?t指与频率密切相关的电钟与标准的天文时间的偏差。

⑤自动修正交换电能差控制模式：ACE = K i?f + ?P tie.i + K w?w，?w指在规定的合同时间内联络线传输电能与合同数额的偏差。

⑥自动修正时差和交换电能差控制模式：

ACE= K i? f+ ? P t i.e i+ K t ? t+ K w? w

3、AGC分区调频

实际的分区调频方程式：“ACE 积差”调节法：

? ACE dt + ? P i = 0

由于是积差调节，当ACE＝0 时，分区调频过程结束，各个区的出力?P i不再变化。ACE＝0 表示?f＝0、?P tie .i ＝0,实现了AGC 的2、3 个目标。

分区电网的调频特点：区内负荷的非计划变化，主要由该区域内的调频厂自己负责，其它区的调频厂只是支援性质。因此应维持联络线的交换功率。

对于A、B 区域电网，B 区负荷增加

a) 最初，调速器来不及动作，由发电机组的转动惯性

提供能量，系统频率下降，?f < 0 。

b) 负荷调节效应起作用，同时A、B 区域电厂的调速器都动作，增加出力，参加频率的一次调整，满足功率平衡，系统达到新的平衡状态，频率恢复到某个水平（低于额定值）。

c) 一次调整结束后，联络线上出现了功率增量?P AB > 0，同时?f < 0，A区电网据此（异号）可判断负荷变动发生在非本区，而B区电网发现（?P BA< 0、? f < 0）同号可判断是本区的负荷变化。此时AGC发现?P BA、?f 异常，就开始动作。

d) 调频方程式为：(K i?f + ?P tie.i + ?P i)=0

A 区：由于?P BA、?f 异号，故选择合适的频率偏差系数K i可使得(K i?f + ?P tie. i)≈ 0，调频器按照调频方程式动作，最终A区调频机组的出力增量?P

0 ；A 区调

i ≈

频出力不变。

B 区：由于?P BA、?f 同号且为负，故调频器按照调频方程式动作，最终B区调频机组的出力增量?P i >0 ；B 区出力增加。

频率偏差系数K i的确定：

①如果K i等于区域的自然频率系数K S（即系统的单位调节功率，等于机组单位调节功率与负荷频率调节系数之和），则是最好。此时，没有负荷变化的区域，

经过频率的一次调整后ACE自然为0（|K i?f |= |K s?f| = P tie. i，?f < 0），不会出现新增的调频功率（(K i?f + ?P tie .i)=0,则?P i= 0）。（设想联络线增加功率好比系统增加新的负荷一样）；而增加负荷的区域（(K i?f + ?P tie.i)<0,则?P i>0 ），系统一次调整增加的功率将用于联络线功率和负荷功率。

②如果K i > K S，此时，没有负荷变化的区域，经过频率的一次调整后ACE小于为0（|K i ?f|>| K s?f|，?f < 0），会出现新增的调频功率（(K i ?f + ?P tie. i)<0,则?P i > 0）。而增加负荷的区域，系统ACE负得更多（(K ?f + ?P tie. i)<0,则?P i > 0），会更快调节出力。

③如果K i< K S，此时，没有负荷变化的区域，经过频率的一次调整后ACE大于0（|K i ?f|< | K s?f|，?f < 0），会减小调频功率（(K i ?f + ?P tie. i) > 0,则

?P i < 0）。而增加负荷的区域（(K i ?f + ?P tie. i) <0,则?P i >0），系统ACE负得小，会减慢出力的调整。

4、AGC总体结构及其实现

单台发电机组的AGC 系统示意图

P zd输电线功率的整定值；

f zd系统频率的整定值；

f 系统频率的实际值；

B f频率偏差（修正）系数（即K i）

K(S)外部控制回路

P c由频率、功率偏差等确定的设定调整功率；

N(S)内部控制回路（控制调整调速器的阀门开度）；多台发电机组的AGC 系统示意图

发电机组的设定调整功率的分配方式：

P ci = p bi + α i

(∑=n i 1p Gi +ACE -∑=n i 1P ) 或 P ci = p bi + α i (∑

=n i 1p Gi +ACE -∑=n i 1P bi ) + β i

?ACE 其中： P ci 各台发电机的设定调整功率

P bi 各台发电机的基点经济功率；

P Gi 每台发电机的实际输出功率

α i 经济分配系数

β i 调整分配系数

当频率偏差和功率偏差为0时（即ACE ），设定调整功率就与发电机总的实际输出功率相等。结合了自

动调频和经济分配。一般EDC每5min修改一次P bi和 i。AGC 主要包括二部分：

①负荷分配器：根据电力系统频率和其它有关的测量信号，确定发电机组的最佳设定输出功率。

②发电机组控制器：根据负荷分配器确定的最佳设定输出功率，控制调速器的调节特性，使发电机在电网额定频率下所发出的实际输出功率与设定的输出功率相一致。

发电机组控制系统的数字遥测遥控实现示意图

AGC的实现：

①测量：系统频率、联络线功率、发电机功率

②测量周期：2~4s

③数字计算：控制回路、负荷分配回路发电机的设定调整功率信息。

④ AGC指令下发的循环周期：小于10s

5、关于AGC 性能指标计算及补偿考核度量办法：

定义两类AGC 补偿考核指标，即可用率、调节性能:a 、可用率反映机组AGC 功能良好可用状态；b 、调节性能目前考虑调节速率、调节精度与响应时间等三个因素的综合体现；

各类指标的计算方法如下：

（1）可用率

月有效时间时间可投入AGC =A K

其中可投入AGC 时间指结算月内，机组AGC 保持可用状态的时间长度，月有效时间指月日历时间扣除因为非电厂原因（含检修、通道故障等）造成的不可用时间。

（2）调节性能

①调节速率

调节速率是指机组响应设点指令的速率，可分为上升速率和下降速率。

,,,,,,,,,,,,,,,, (,) (,)()Ei j Si j di j Ei j Si j Ei j Si j i j Ei j Si j di j Ei j Si j Ei j Si j di j P P P P P T T v P P P P P T T T -???-?=?-?∈?--?

式中v i,j 是机组i 第j 次调节的调节速率（MW/分钟），P Ei,j 是其结束响应过程时的出力（MW ），P Si,j 是

其开始动作时的出力（MW ），T Ei,j 是结束的时刻（分钟），T Si,j 是开始的时刻（分钟），P di,j 是第j 次调节的启停磨临界点功率（MW ），T di,j 是第j 次调节启停磨实际消耗的时间（分钟）。

K 1i ，j =v i,j /v N,i

式中，v N,i 为机组i 标准调节速率，单位是MW/分钟，其中：一般的直吹式制粉系统的汽包炉的火电机组为机组额定有功功率的1.5%；一般的带中间储仓式制粉系统的火电机组为机组额定有功功率的2%；循环流化床机组和燃用特殊煤种（如劣质煤，高水分低热值褐煤等）的火电机组为机组额定有功功率的1%；超临界定压运行直流炉机组为机组额定有功功率的1.0%，其他类型直流炉机组为机组额定有功功率的1.5%；燃气机组为机组额定有功功率的4%；水力发电机组为机组额定有功功率的10%。

j i K ,1衡量的是机组i 第j 次实际调节速率与其应该达到的标准速率相比达到的程度。 ②调节精度

调节精度是指机组响应稳定以后，实际出力和设点出力之间的差值。

,,,,,,,()Ei j Si j T i j i j T i j Ei j Si j P t P dt P T T -??=-?

其中，ΔP i,j 为第i 台机组在第j 次调节的偏差量（MW ），

P i,j (t)为其在该时段内的实际出力，P i,j 为该时段内的设点指令值，T Ei,j 为该时段终点时刻，T Si,j 为该时段起点时刻。

K 2i ，j =ΔP i,j /调节允许的偏差量

式中调节允许的偏差量为机组额定有功功率的1％。,2i j K 衡量的是该AGC 机组i 第j 次实际调节偏差量与

其允许达到的偏差量相比达到的程度。

③响应时间

响应时间是指EMS 系统发出指令之后，机组出力在原出力点的基础上，可靠地跨出与调节方向一致的调节死区所用的时间。即

,10,65up down i j i j t T T t T T =-=-和

K 3i ，j =t i,j /标准响应时间

式中，t i,j 为机组i 第j 次AGC 机组的响应时间。火电机组AGC 响应时间应小于1分钟，水电机组AGC 的响应时间应小于20秒。j i K ,3衡量的是该AGC 机组i 第j 次实际响应

时间与标准响应时间相比达到的程度。

④调节性能综合指标

每次AGC 动作时按下式计算AGC 调节性能（其中考虑到AGC 机组在线测试条件比并网条件更苛刻，因此对调节速率指标的要求降低为规定值的75%）。

K p i ，j = K 1i ，j /（0.75×K 2i ，j ×K 3i ，j ）

式中，j i p K ,衡量的是该AGC 机组i 第j 次调节过程中的调

节性能好坏程度。调节性能日平均值

i pd

K ??????

?=>=∑=)0(AGC 1)0(AGC 1,n i n i n K K n j j i p i

pd 未被调用，机组被调用，机组

式中，i pd K 反映了第i 台AGC 机组一天内n 次调节过程中

的性能指标平均值。未被调用AGC 的机组是指装设AGC 但一天内一次都没有被调用的机组。

调节性能月度平均值

??????

?=>=∑=)0(AGC 1)0(AGC 1,N i N i n K K N j j i p i

p 未被调用，机组被调用，机组

式中，i

p K 反映了第i 台AGC 机组一个月内N 次调节过程中的性能指标平均值。未被调用AGC 的机组是指装设AGC 但在考核月内一次都没有被调用的机组。

⑤AGC 控制模式说明

AGC 主站控制软件在对AGC 机组在进行远方控制时，可以采取多种控制模式，介绍如下：

a 、自动调节模式。自动调节模式又包括若干子模式：无基点子模式；带基点正常调节子模式；带基点帮助调节子模式；带基点紧急调节子模式；严格跟踪基点子模式。

b 、人工设点模式。

6、对机组AGC 运行情况采用如下方法进行考核：

（1）AGC 考核原则

①对AGC 机组的考核包括AGC 可用率考核和AGC 性能考核两部分；

②未装设AGC 的机组不参与考核。

（2）AGC 考核指标包括可用率指标KA 、调节性能指标K1（调节速率），K2（调节精度），K3（响应时间）。

（3）实测机组月度可用率

*A A K K <，则该机组AGC 可用率指标不满足要求，按AGC 可用率考核。其中*A K 为可用率指标要求，为98%。

AGC 可用率考核采用定额考核方式，被考核机组的AGC 可用率考核电量为：()N A A P K K

?-*×1（小时）×A AGC ,α。其中，A AGC ,α为AGC 可用率考核系数，其数值为1，N P 为该机组容量（MW ）。

（4）实测机组月度调节性能指标K p ＜1。则该机组AGC 性能指标不满足要求，按AGC 性能考核。

AGC 性能考核采用定额考核方式，被考核机组的AGC 性能考核电量为：（1-K p ）×P N ×1（小时）×A AGC ,α 其中，A AGC ,α为AGC 性能考核系数，其数值为2。

综上所诉，在区域电网中,网调一般担负系统调频任务,其AGC 控制模式应选择定频率控制模式；省

调应保证按联络线计划调度,其AGC控制模式应选择定联络线控制模式。

在大区互联电网中,互联电网的频率及联络线交换功率应由参与互联的电网共同控制,其AGC控制模式应选择频率与联络线偏差控制模式。

机组投入ACE后功率分配原则为：电源设点功率是根据ACE的大小按不同原则计算。ACE按其大小分为死区、正常分配区、允许控制区及紧急支援区。对不同的区域有不同的分配策略。

在死区,只对功率偏离理想值大的发电源实现成对分配策略,计算新的设点,其余发电源不重新分配功率。

在正常分配区,按照正常考虑经济性的参与因子将ACE分配到各发电源,计算其设点功率。

在允许控制区,只限制能将ACE减小的发电源参与控制,计算其设点功率。

在紧急支援区,按照发电源调整速率的快慢来分配ACE,计算其设点功率,即让调整速率快的发电源承担更多的调整功率。

我厂#1、#2机组ACE投入后的优点：实际负荷较计划曲线高能多发电，缺点：机组调节性能差，造成考核（每月每台机组最大考核电量为1260MWh）；

启停磨煤机时间不好掌握；负荷波动较大，对参数调整不利。

因ACE的投退受中调调度员控制，即使是ACE 投入几个小时都将造成当月调节性能考核电量很大，因此，若要投入ACE，应尽量长时间投入；若不投ACE，则一次都不要投。