自动发电控制是保证系统频率质量的重要技术手段
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传统的频率调节方法是依靠调度员指令或指定的调频厂的调节来保持频率的质量,但随着电力系统规模的不断扩展,负荷的变化速率不断提高,以华东电网为例,在正常情况下,负荷波动的最高速率达到600Mw/分钟,在这种快速的负荷变化情况下,依靠传统的频率调节方法,要将电网频率始终控制在规定的范围内已是相当困难了。华东电网传统上以新安江水电厂作为第一调频厂,该厂共有九台机组,总容量为730Mw,虽然从理论上这些机组都可以在一分钟内从空载加到满出力,但即使是在该厂的发电容量全部用来调频的话,在电厂值班员人工的逐台机组调节控制下,机组的出力变化还是不可能跟上600Mw/分钟的负荷波动的;更何况该电厂还要承担完成电量的任务。
负荷除了有瞬间波动以外,在一天中还会有较大幅度的变化,在华东电网中,一小时的负荷变化最高达到4000Mw。这需要改变大量发电机组的出力,才能得到发电有功功率和负荷之间的平衡。尽管各级电网调度所根据负荷预计对管辖范围内的发电厂安排了发电计划曲线,而且随着负荷预计时段的细化(从24点到96点),发电计划曲线更接近实际负荷变化的情况。但是,负荷预计本身一般存在着1~2%的偏差,在华东电网中,2002年全网最高统调负荷达到51255Mw,这就意味着在正常情况下负荷预计可能存在500~1000Mw的偏差;同时,发电厂在执行发电计划曲线时,存在着未按照规定时间加减出力的情况,图1-2-5表示了某发电厂的某日发电曲线,从图中可以看出,该厂发电出力曲线上升的时间比计划曲线提前了将近30分钟,而在电网中,30分钟即意味着可能有2000Mw负荷的偏差。
电网中意外故障的发生,也会打破发电有功功率和负荷之间的平衡。随着电力系统的发展,电网中单个设备故障带来的发电功率损失越来越大,在华东电网中,目前单台发电机的最大容量为700Mw,在不久的将来,将会出现900~1000Mw的发电机组;单个电厂的全厂装机容量最大已达3000Mw,全厂装机容量4000Mw的电厂也已在建设中;在输变电设备中,葛沪直流单极最大输送功率为600Mw,双极最大输送功率为1200Mw;而于2002年底投入运行的龙政直流单极最大输送功率为1500Mw,双极最大输送功率为3000Mw。这些设备的故障,都会造成发电有功功率和负荷之间的严重偏差,而靠人工调整发电出力则需要较长的时间,才能达到新的平衡。
针对这些问题,出路只有一个,即采用自动发电控制(AGC)的技术手段,对电力系统中的大部分发电机组,根据其本身的调节性能及在电网中的地位,分类进行控制,自动地维持电力系统中发供电功率的平衡,从而保证电力系统频率的质量。