现代电力系统自动发电控制实现与发展

杜丰杰

【摘 要】随着科技的发展，许多新事物不断出现，给各行各业带来了许多便捷，比如自动发电控制技术在现代电力系统中的应用就节省了很多人力物力，除此之外还对新能源电厂发展有着积极的意义。本文将对适用于现代电力系统的自动发电控制进行研究，就该设备的实现原理及未来的发展方向做出阐述。

【关键词】现代；电力系统；自动发电控制

引言：自动发电控制的产生代表着我国电力系统的进步与发展，目前自动发电控制中国内的电力系统中使用得越来越广泛，但是这并不代表自动发电控制技术就已经完全成熟，该技术还在不断的发展于完善中，需要相关行业人员投入一定的时间去改进。

一、什么是现代电力系统自动发电控制

自动发电控制的主要功能就是调整发电出力及时跟踪电力调度机构发出的指令，在规定范围内对发电出力进行调整，以满足控制目标要求，它是电网中能量管理系统的重要组成部分。其实现代电力系统自动发电控制的出现归功于计算机的发展，该技术的实现需要建立在能量管理系统与发电机组协调控制系统的基础上，并且要以信息传输系统为媒介进行连接。

目前国内的电力产业在自动发电控制方面的发展经过了许多阶段，虽然说现代电力系统自动发电控制无论是在安全性，稳定性，还是经济成本上都具有很大的优势，但是该技术还存在比较大的问题。首先，因为这是一项新技术国家对于自动发电控制模式的审核与评定体系还不够完善，在后期的投入使用中往往会出现许多新问题。另外现代电力系统的发展趋势比较迅猛，导致对于自动发电控制模式的功能要求不断提高，所以自动发电控制也需要不断的完善，并针对需求增加相应的功能。

二、电力系统自动发电控制的实现

电力系统的组成主要是用电对象与电能输出，这二者的关系体现着电力系统工作的稳定性高低，若用电对象需求与电能输出之间存在正相关的关系，那么说明该电力系统稳定可靠，对于用户的需求能够很好的满足。自动发电控制的之所以被该行业如此重视，其中一个原因就是电力系统需要对用电对象与电能输出的情况进行实时跟踪，而自动发电控制的投入使用，不但能进行二十四小时的实时监控与控制，还能降低工人的工作强度，提高系统的运行效率，减少不必要的运输损耗，避免出现供电不足等问题。

现代电力系统自动发电控制的实现原理简单来说就是将发电控制与数据控制相结合，以此来实现电力系统的自动化，智能化，能够根据实时情况与要求对发电功率的分配与调频功能进行调整。它的主要设备为负荷分配器与机组控制器。自动发电控制的调度功能由负荷分配器实现，而机组控制器根据负荷分配器设定的有功出力，使机组在额定频率F的实发功率与设定有功出力相一致。另外随着该项技术的不断进步，自动发电控制摆脱了早期的局限性，从单线局部控制系统演变为了综合中央控制的闭环反馈控制系统。

三、现代电力系统自动发电控制的发展发方向

随着电力系统的不断发展，内部的功能需求在不断的扩大，所以自动发电控制也需要跟上电力系统的变化节奏，在以下几个方面做出改进。

（1）智能的提升：应市场要求，自动发电控制在智能性的发展上要多下功夫，该技术的智能性是建立在算法、信息技术与通讯设备的基础上的，另外自动发电控制的智能化还需要以现代化控制理论作为技术支撑。最近几年自动发电控制的智能化取得了很大的进展，人工神经网络，遗传算法，蚁群算法等现代智能方法都被应用到自动发电控制中。在这个大趋势下，还会有许多研究人员投入人力物力对自动发电控制的智能化进行研究。

（2）市场化的推进：电力系统的不断改革，是自动发电控制前进的动力，比如电力系统的市场化也在带动着自动发电控制的市场化，电力市场的建立使自动发电控制的作用也发生了相应的转变，在传统的电力系统中自动发电控制主要负责调节电网频率、经济调度等工作。但是现如今自动发电控制除了要做到安全，可靠，高效的调节频率外，还要保证电网监控中心支付的自动发电控制的服务费用达到最小。

（3）提高可兼容性：中国是一个人口大国，对电能的需求量也是非常巨大的。但是由于中国的化石燃料等资源不足，与环境不断恶化的问题，发电场将目光投向了可再生资源。相对于用传统的不可再生资源发电，可再生能源具有波动性与随机性，这两个特性会影响电力系统，对电力系统的频率与功率的波动产生影响，而且这种影响会在一定情况下变得越来越严重。因此自动发电控制需要做出一定的改变，提高兼容性，来适应可再生能源厂的发展。

（4）分布式的发展：目前分布式的发电模式具有极大的市场优势，因为这种模式在经济效益与环保性能上有显著的提高，而且位置的灵活性能按照不同地区的用电需求。另外分布式的电力系统还能够作为大型电网的后备资源，保证了供电的稳定性。但是这种模式也存在一定的缺陷，比如它的可控性比较差、单击接入成本也很高，而且分布式发电要求自动发电控制要采用智能化的分散控制策略，以分层模式对系统实行高效的管理与控制。

四、现代电力系统自动发电控制新标准

自动发电控制在应用之初，国内还没有一套完整的审核标准，所以一直采用国外的NERC标准，该标准的以平稳负荷与扰动负荷为依据进行设计。

以平稳负荷为依据主要考虑A1与A2这两个标准。该标准的特点是在区域控制误差方面相当严格。A1标准需要在系统持续运行的状态下，不间断的相隔十分钟就一定要过零。而A2标准同样要在持续的情况下以每一小时为界限，在每小时内以十分钟为固定点，来计算控制区域内的误差平均值。

以扰动负荷为依据也要考虑两个标准B1、B2。该标准同样对区域的控制误差有着比较严格的要求。B1标准要求控制区域在擾动负荷已经发生了的情况下，十分钟后必须归零。而B2标准在与B1标准相同的情况下，对区域控制误差的要求改为在一分钟后，误差绝对值要呈下降趋势。

随着现代电力系统自动发电控制的发展，根据国内的实际情况在NERC标准的基础上不断探索与改进，对该标准进行了升级，提高了电力系统的质量，减少了不必要的机组负荷。在NERC标准中增加了控制策略的优先级形成了CPS标准，其中优先级最高的为扰动控制标准，之后CPSZ控制、CPSI控制、SC辅助控制的优先级依此呈现下降的趋势。其中优先级高的策略需要对优先级低的策略进行屏蔽。

与国外的NERC标准相比新的CPS标准相对于Al标准存在一定的优势，CPSI对ACE的要求没有那么严格，ACE只需要保持在零值的附近就可以不需要穿过零点。对ACE要求的降低在一定程度上减少了机组的零点穿越，能过提高机组的利用率，减少机械的磨损。另外新的自动发电控制标准与传统的NERC相比在电网控制检修与维护上存在明显的优势，新标准为检修与维护提供了许多便利。但是对于新标准，国内电网也要在不断的实践中对其进行推进，以达到提高该标准水平的目的。

总结：随着国内电力产业的不断发展，现代电力系统的自动发电控制被广泛的应用，该技术的使用提高了供电的稳定性，但是就目前的情况来说自动发电控制的建设与运行成本都比较大，因此为了成本占比重较大，因此在电力系统的运行中对自动发电控制进行设计与完善，这样可以给电力产业带来更多的经济效益，另外对环境的保护也有重大的意义。

参考文献：

[1]贾晨霞.现代电力系统自动发电控制实现与发展[J].化工中间体，2015，11（10）：28-29.

[2]郭刚，刘觉民，鲁文军，郭素芳，李翔.现代电力系统自动发电控制实现与发展[J].自动化博览，2011（S2）：289-294.

[3]郭刚.现代电力系统自动发电控制实现与发展[A].中国自动化学会.第五届ABB杯全国自动化系统工程师论文大赛论文集[C].中国自动化学会：中国自动化学会，2011：6.

[4]张江滨.梯级引水式电站机组控制系统优化研究[D].西安理工大学，2006.

（作者单位：国能成安生物发电有限公司）