自動發電控制

是併網發電廠提供的有償輔助服務之一，發電機組在規定的出力調整範圍內，跟蹤電力調度交易機構下發的指令，按照一定調節速率實時調整發電出力，以滿足電力系統頻率和聯絡線功率控制要求的服務。或者説,自動發電控制(AGC)對電網部分機組出力進行二次調整,以滿足控制目標要求;其基本功能為：負荷頻率控制（LFC），經濟調度控制（EDC），備用容量監視（RM），AGC性能監視（AGC PM），聯絡線偏差控制（TBC）等；以達到其基本的目標：保證發電出力與負荷平衡，保證系統頻率為額定值，使淨區域聯絡線潮流與計劃相等，最小區域化運行成本。 ^[1] 

自動發電控制着重解決電力系統在運行中的頻率調節和負荷分配問題，以及與相鄰電力系統間按計劃進行功率交換。電力系統的供電頻率是系統正常運行的主要參數之一。系統電源的總輸出功率與包括電力負荷在內的功率消耗相平衡時，供電頻率保持恆定；若總輸出功率與總功率消耗之間失去平衡時,頻率就發生波動,嚴重時會出現頻率崩潰。電力系統的負荷是不斷變化的，這種變化有時會引起系統功率不平衡，導致頻率波動。要保證電能的質量，就必須對電力系統頻率進行監視和調整。當頻率偏離額定值後，調節發電機的出力以使電力系統的有功功率達到新的平衡，從而使頻率能維持在允許範圍之內。所以，自動發電控制是通過對供電頻率的監測、調整實現的。

一個大電力系統是由幾個區域電力系統通過聯絡線互聯構成。各區域電力系統按預定計劃進行功率交換。每一個區域電力系統的負荷、線路損耗與聯絡線淨交換功率之和必須與該地區的發電出力相等。

國外自動發電控制的發展趨勢如下： ^[2] 

1、與網絡分析相結合，改進線損修正和安全約束調度（尤其是最優潮流）；

2、在線機組耗熱特性測試和電廠效率系統的建立，實時電價計算；

3、基於現代控制理論的動態經濟調度的研究；

4、零散發電（小水電和風力發電）的預測和跟蹤；

5、綜合燃料計劃控制環境污染。

自動發電控制是保證電能質量，提高經濟效益的重要手段。AGC的控制目標為： ^[3] 

1、維持系統頻率再允許誤差範圍之內，頻率累積誤差在計劃值內。

2、控制互聯網聯絡線淨交換功率按計劃值運行，交換電能量在計劃值內。

3、在滿足電網安全約束條件、電網頻率和對外淨交換功率計劃的前提下協調參與遙調的發電廠（機組）的出力按最優經濟分配原則運行。區域控制偏差ACE的一般表達式為：

式腫：

為本控制區域淨交換功率，MW；

為本控制區域計劃交換功率，MW；

為區域控制誤差係數，MW/Hz；

為系統實際功率，Hz；

為目標頻率，Hz。

自動發電控制的功能指標為

①電力系統頻率偏差(Δf)小於±0.1Hz。

②與鄰區電力系統聯絡線淨交換功率保持在計劃值。淨交換功率誤差的隨機電量可以按峯、谷負荷時段計量和償還。

③保證電力系統時差不超過±5秒,超出時可自動或手動進行修正。

一般採用聯絡線淨交換功率偏差和頻率偏差控制方式(TBC)。這種控制方式的優點是:各控制地區根據其區域控制誤差(ACE)控制地區內的調整電廠,自行平衡其負荷波動。按靜態來説，基本上不波及其他區域；按動態來説，又能支援鄰區電力系統。控制誤差一般表達式為

ACEi=ΔPii+kiΔf

式中ki為i區域頻率特性常數，單位為MW/0.1Hz；Δf為頻率偏差；ΔPii為i區t時刻的功率偏差。

按ACE信號進行控制中,為了校正由ΔPii產生的隨機電量誤差ΔE和由Δf產生的時差Δt，ACE可用下式表達

當隨機電量ΔE積累到一定值時,可按峯、谷時段所積累的電量在規定的h小時內進行補償。當Δt超過規定值時（一般規定為±5秒）,可以按設定的kt值折算成校正控制量。一般將ktΔt設定為0.01～0.05Hz,這相當於用7～1.4小時可校正Δt等於 5秒到零值。在校正ΔE和Δt時各互聯電網應協調統一校正。

TBC控制方式的原理以兩個區域（A,B）作例（見圖）。當區域 B增加負荷ΔL時，Δf下降，ΔPtA為正值，ΔPtB為負值,ACEB為兩個負值相加，表示增加發電；ACEA為一正一負相加，調整量很小。當kA值選擇適當時，ACEA≈0，甚至不做調整。但很明顯，區域A支持了區域B。當區域 B增加發電功率與ΔL平衡時，Δf=0，ΔPtA=ΔPtB=0，恢復到原始狀態。

參加調頻的發電廠稱為調頻廠。區域調度中心的監控計算機，對調頻火電廠是計算出機組功率，因為目前10萬kW及以上的火電機組絕大部分為單元機組，故可直接將控制信號發送到單元機組；對調頻水電站是計算出全站的總功率，當此設定功率到達水電站後需經過站內分配裝置才去控制機組。

非調頻廠是指不參加調頻的電廠，一般指10萬kW以下的火電機組和母管式火電廠以及暫不參加在線控制的電廠，但必需按日計劃負荷曲線進行手動調整，承擔電網的調峯、谷任務（包括按開停機計劃啓停）。

自動發電控制對調頻廠的要求為：

①所有調頻廠的調速系統均應符合自動控制的要求，調整靈敏，死區小，無卡滯現象。調差係數應統一整定。

②消除調頻廠內主、輔機設備的各種缺陷，水電廠的機組自動裝置和火電廠的常規熱工自動裝置應完好地投用。

③水電站的機組振動區應設法消除，可調容量應滿足0～100%的要求。

④火電廠的可調容量,對老機組應力爭滿足70~100%額定範圍內進行調整;對新裝機組則要求滿足50～100%額定範圍內調整。負荷變動速度要求最大為每分鐘3%額定值。

⑤火電廠新裝機組都應有爐隨機方式的機爐協調自動裝置。

現代電力系統的自動發電控制不單是為了調整電網頻率，更重要的是在控制各機組發電出力時實現經濟負荷分配，為了明確起見把自動發電控制和自動經濟調度(EDC)連在一起，簡稱為AGC/EDC，這時須考慮實時控制。

近年來，在電力監管部門的努力推動下，自動發電控制技術在電源側和電網側的應用有了長足進步，AGC機組的投運技術指標有了深度提高。 ^[3] 

天津電網作為京津唐電網的重要組成部分，自動發電控制系統在華北電網控制中發揮舉足輕重的作用，網內AGC機組運行模式採用的是按機組基點功率調整發電功率的BLO方式和按區域控制誤差自動調節的BLR2種方式。

經過近2年的大力推動，目前天津電網網內200MW等級及以上機組全部具有投入AGC功能，正常運行時所有AGC機組均處於AGC模式運行，且多數AGC功能機組的控制指標都滿足網調的要求，在國內處於較高水平，為天津電網和華北電網的穩定運行奠定了良好的基礎。