大数据视域下的火电机组智能AGC控制技术应用研究

【摘要】当前我国的电力系统存在一定的缺陷，诸如：系统调节灵活性欠缺、电网调度运行方式僵化等，为此，要重点探讨大数据视域下的火电机组智能化AGC控制技术，从知识发现和大数据挖掘的视角，探讨火电机组AGC系统知识辨识和智能控制方法，充分发挥超临界大型机组的节能高效优势性能。

【关键词】大数据；火电机组；智能AGC控制技术

一、知识大数据下的电力标准构架及AGC系统概述

知识发现和大数据视域下的电力活动包括电网输送、网络变配电及用户用电等内容，在智能终端的应用条件下，实现电力系统运行数据的实时采集、监测、存储、计算、分析和质量控制，以数据分类、多领域交叉计算、信息搜索、视觉化展示等先进技术为支撑，由数据源层、管理层、计算层和应用层所组成，形成开放性、可拓展性、安全稳定的大数据电力平台，为电力数据在线性能分析、判断和决策操作提供依据。在知识大数据背景下的电力数据体系包括如下处理技术：一是数据平滑。非参数数据平滑处理方法可以有效消除大部分的数据“噪声”，敏感感知和判断数据集的局部细节，实现整体性、灵活的数据平滑处理。二是数据零初始处理。这是面向现场采集的数据进行零初始处理。三是归一化处理。可以采用线性函数转换的方式平衡各类数据，实现对电力数据的归一化处理。

AGC控制系统由中调侧和发电侧两大层面构成，包括电网调度中心能量管理系统EMS、电厂远方终端单元RTU、分散控制系统等部分，是发电机组协调控制系统CCS依据输出负荷指令，能够依照电网负荷变化规律、电网频率瞬时偏差及累积偏差，预测实现自动调频，有效保证电网频率和区域联络线交换功率。

二、知识大数据视域下的火电机组智能AGC控制策略分析

火电机组智能AGC控制系统可以有效调节和控制发电机有功出力，实时动态跟踪电力系统的负荷变化状态，使火电机组运行频率在额定值之内，确保电网间的功率交换。

（一）AGC智能预测控制系统设计

可以利用神经网络、人工智能算法和经典预测控制方式，设计AGC智能预测控制系统，主要实现模型预测、反馈矫正、滚动优化等功能。

（二）联网区域控制偏差ACE控制策略

互联电力系统不仅要实现对系统频率的有效调控，确保系统频率的恒定，而且还要注重其他区域间的功率交换，采用适宜的频率控制模式，确保AGC机组高效合理出力。在联络线交换功率保持不变的前提下，各区域以处理本区域的负荷扰动为首要任务，并在应急突发情形下对邻近系统给予支持，在这一原则下，互联电力系统有三种ACE控制策略，一是定频率控制（FFC）。该策略适用于独立或互联电力系统，并在互联电力系统中仅在一个区域采用FFC控制策略。二是定交换功率控制（FTC）。系统在采用FTC策略时要响应自身区域及其他区域的负荷扰动变化，使联络线交换功率差为零，并依照联络线功率变化调节有功功率平衡。三是联络线控制偏差策略（TBC）。这是互联电力系统中应用极其普遍的一种控制策略，计算和分析交换功率偏差、系统频率偏差，使之控制在计划值范畴，并能够依照ACE的变化调节机组的有功功率平衡。

通常来说，可以采用FFC-FTC、FFC-TBC、TBC-TBC这三种模式，实现互联电力系统的ACE控制。其應用特性分别表现为以下内容：一是FFC-FTC控制模式。这种模式适用于大、小容量区域的互联电网之中，有效应对互联电网区域内的负荷波动，确保互联电网区域频率的稳定性。二是FFC-TBC控制模式。该模式能够在区域出现负荷扰动初期实现有效控制，提升互联电力网络的频率恢复速率。在容量大的AGC机组区域适用FFC控制，容量小的区域适用TBC控制方式。三是TBC-TBC控制模式。互联电网系统采用联络线功率频率偏差控制，计算和分析联络线交换功率变化量以及系统频率偏差分量，有效调节AGC系统的有功功率，使ACE稳定为零。

（三）单个机组的智能AGC控制策略

单个火电机组智能AGC控制系统无须计算和分析联络线和交换功率，仅需在调速器的负荷设定值上添加一个比例积分控制，以较好地保证系统频率偏差的稳定性。在SCPS标准之下，单个机组的智能AGC控制主要考虑供应控制偏差（SCE），以获悉单个火电机组的负荷跟踪及响应AGC信号的能力，有效减少电力系统的频率偏差，避免其超出限定的范畴之外。同时，经过测试分析，单个机组的智能AGC控制在发电侧功率扰动状态下，表现出极强的鲁棒性。

三、结语

综上所述，知识大数据视域下的火电机组AGC智能化控制系统是一个强耦合系统，可以根据负荷扰动变化的条件下及时响应和调整功率，实现实时负荷扰动就地平衡控制。未来还要考虑缩减数据容量的条件下，实现对火电机组的智能AGC系统辨识和自动控制，探索主成份分析的降维方法、大数据关联分析法、大数据挖掘法等新的技术，引入自适应PID控制器、模糊控制器，提升机组系统的整体控制性能。

参考文献

[1]张俊武.双馈风电机组并网的电力系统调频和AGC优化控制研究[D].成都：西南交通大学，2018.

[2]王建君.AGC方式下火电机组间负荷优化分配方法研究[D].吉林：东北电力大学，2011.

作者简介：李兵（1967.09—），男，汉族，江苏江宁人，大专，助理工程师，研究方向：电力系统测量、控制和计算机通讯。