利用調度監控電腦、通道、遠方終端、執行(分配)裝置、發電機組自動化裝置等組成的閉環控制系統,監測、調整電力系統的頻率,以控制發電機出力。它是電力系統調度自動化的主要內容之一。自動發電控制著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,供電頻率保持恒定;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范圍之內。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、線路損耗與聯絡線凈交換功率之和必須與該地區的發電出力相等。

  控制指標 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凈交換功率保持在計劃值。凈交換功率誤差的隨機電量可以按峰、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。

  控制方式 一般采用聯絡線凈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。按靜態來說,基本上不波及其他區域;按動態來說,又能支援鄰區電力系統。控制誤差一般表達式為

ACEiPii+kiΔf

式中 k ii區域頻率特性常數,單位為MW/0.1Hz;Δ f為頻率偏差;Δ P iiit時刻的功率偏差。

  按ACE信號進行控制中,為瞭校正由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,可按峰、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支持瞭區域B。當區域 B增加發電功率與ΔL平衡時,Δf=0,ΔPtAPtB=0,恢復到原始狀態。

  調頻廠與非調頻廠 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,承擔電網的調峰、谷任務(包括按開停機計劃啟停)。

  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。調差系數應統一整定。

  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%額定范圍內進行調整;對新裝機組則要求滿足50~100%額定范圍內調整。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瞭調整電網頻率,更重要的是在控制各機組發電出力時實現經濟負荷分配,為瞭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。