自动发电系统架构的分析介绍

自动发电系统负责对大型发电机组运行状态进行实时监测并发送控制运行指令。具体而言，对于二次调频控制，AGC系统根据区域间联络线传输功率偏差和本地频率偏移计算出各个运行区域的运行偏差指标——区域控制偏差（Area Con-trol Error，ACE）。随后根据ACE指标计算出各个发电机组的运行调节指令并送给各个发电机组进行执行。其典型的控制架构如图5-2所示。

图5-2　自动发电系统典型架构

如图中所示，AGC系统在计算发电机组的运行指令P_i^Int时需要考虑各个发电机组的爬坡能力，否则将会存在发电机组无法及时响应AGC系统运行指令的情况。其中每个区域内部可以存在着多台相互独立的发电机组同时对系统频率进行控制和调节。对于每个独立的频率控制区域而言，当区域内的频率偏差超过设定的死区阈值（通常为±0.02Hz或±0.033Hz）时，各台机组的一次调频系统将立即控

制发电机组的输出功率进行响应。如图5-2所示的发电机组模型中带有的控制回路。(www.xing528.com)

如果单一控制区域内有多台机组，则它们将共同分担本区域内的区域控制误差。它们的输出功率叠加在整个控制区域的频率特性模型入口处。同时，存在多台机组并且频率偏差超出设定死区的上限时，各台机组同时按照频率偏差共同进行一次调频响应，系统的一次调频能力也将得到增强。

当控制区域内存在着电池储能系统时，在AGC系统中电池储能系统也将被视为发电机组进行统一调度和控制。考虑到电池储能系统与传统发电机组在运行模型和爬坡能力上的巨大差异，AGC系统需要针对电池储能系统开发有针对性的控制策略，充分发挥电池储能系统的技术潜力。

其中电池储能系统实现一次调频的控制特性可以沿袭传统发电机组的控制器结构，即通过采集本地频率偏移信号，经过比例处理后生成控制指令，叠加于二次调频控制指令之上，实现对区域一次调频能力的加强。考虑到电池储能系统启动和输出功率调整费用较传统火力发电机组已大幅降低，可以通过降低一次调频死区设定阈值、增加一次调频输出功率限幅范围以及增加一次调频比例控制器比例反馈环节设定系数。增强电池储能系统的一次调频能力，提升电池储能系统所在区域的一次调频响应能力。

考虑到AGC系统中二次频率调节响应时间较一次调频大幅上升，且二次调频所消耗的能量容量大幅增加，因此传统适用于火电机组的PI调节器在某些情况下已无法充分发挥电池储能系统的技术优势，因此建立适用于电池储能系统的AGC二次频率控制器构架是未来提升电池储能系统参与频率控制辅助服务的重要研究领域。本章后续章节也将对此进行详细介绍和分析。