互联电网中改进CPS标准的AGC控制策略研究

李恩佳

（吉林省水利水电勘测设计研究院，吉林　长春130000）

互联电网中改进CPS标准的AGC控制策略研究

李恩佳

（吉林省水利水电勘测设计研究院，吉林长春130000）

随着互联电网的发展，本文基于CPS标准的AGC控制策略的设计，以及三区域互联电力系统的仿真模型在Simulink环境中的建立。对CPS控制策略的控制效果进行了仿真分析。在CPS控制策略中提高CPS标准代替原来的CPS标准，以此来提高CPS控制策略。在此基础上，模拟并比较了CPS控制策略的控制效果和改进的控制策略。结果表明，改进的CPS标准及其控制策略可显著降低机组调节次数，减少调整量，提高了机组的运行环境。

CPS标准；AGC；互联电网

互联电网长期发展以来，NERC标准在互联电网运行控制中起着重要的作用。并基于标准的自动发电控制策略的不断发展、成熟与完善。但是，由于电网的互联性受到影响的一个标准的缺陷，电网互联是很难充分发挥。因此，用改进的CPS标准来取代传统的标准。2000年以后，我国也开始实施CPS标准逐渐已经统计完成CPS指标实时监测。然而，由于CPS和标准之间的巨大差异，原有的控制策略已经不再适应CPS标准，它是发展的AGC控制策略迫切适用于CPS标准，以充分发挥CPS标准的优势。目前电网AGC的标准设置，CPSL指标偏差较大，对互联电网的频率质量ACE调整的结果是没有帮助的，所以项目不能满足该标准的要求。如果与CPS标准衡量TBC控制水平根据目前电网AGC控制策略需要做出大的调整。

在工程实践中存在的国家如何适应CPS标准的AGC控制策略的学术文献较少，主要集中在模型仿真。这些研究大多都是基于计算机控制的高水平，而我国的自动化程度、控制技术、数据通信等方面都存在着很大的差距。中国CPS控制策略的研究开始于2000，并已取得重要进展。但国内的研究多侧重于工程实践，对实际情况的操作提出的方法，对具体模型的AGC控制策略不多。

1　基于CPS标准的AGC控制策略

在本文中，该控制策略的设计包括三个模块：CPSl与CPS2控制模块、输出模块的协调。该控制模块有自己的输出信号，并分别实现满足控制区CPS1和CPS2指标考核要求。由于这2种输出信号可能会相互冲突，需要协调输出模块选择2种控制信号来产生最终的控制信号。

1.1CPSl控制模块设定

CPSl标准是一个长期、事后评价标准，控制区只需在相当长的时间段内使得平均的CPSl指标满足CPS标准即可。CPSl控制模块实现控制区的CPSl指标满足CPSl标准要求，即CPSl≥100％。

因此，本文引入CPSl滚动平均值变量：

式中：控制区滚动CPSl指标称为CPSlsliding，由控制区从开始运行时刻到当前时刻的时间段内CPS1min的滚动平均求得，因此，CPS1sliding反映了控制区长期的控制性能，是一个控制区长期的控制性能指标。CPS1sliding就是控制区一月或者一年的平均CPS1指标，当求滚动平均的时间段为一月或一年时。CPSl控制模块以CPSsliding作为判断是否进行调节的依据：当100％＜CPS1＜200％时，考察此时的ACE和频率偏差Δf的方向。若ACE×Δf≤0，即此时的ACE对系统频率恢复有利时，维持此情形将提高CPSl指标，故CPSl控制模块输出为零，不予调节；当ACE×Δf＞0，即此时的ACE对系统频率恢复不利时，CPSl指标将下降甚至降到100％以下，所以需要进行调节，CPSl控制模块输出信号ACE。当CPS1≥200％时，由于控制区的CPS1指标满足评价要求，所以CPSl控制模块输出为零。

1.2CPS2控制模块设计

CPS2控制模块控制区指标符合90％的要求。CPS2标准要求在控制区的ACE小于给定的测试期间指定的值（例如，10min），LD。|avg10min（ACE）|=LD。为了满足CPS2标准的要求，积分值在下一个评估期开始明显。在考核期的ACE的平均大小。如果ACE维持L10在评估期间，ACE的积分值*S10=L10，T，T，S10，和CPS2是ACE积分值的上界。S10 与CPS2控制模块之间的关系，然后再决定是否调整：如果小于S10，β为安全边际值小于1，表明控制区在考核期的不超过极限，满足了CPS2控制模块的要求，输出为零，没有调整。如果大于S10表明ACE已超过限值的控制区，而且趋势超越极限，这个时候需要调整，CPS2控制模块的输出信号。

1.3协调输出设计

该控制模块和CPS2控制模块有不同的输出信号，由于各自不同的控制目标，输出信号可能会发生冲突，因此有必要选择两种信号。因为该是长期控制性能的追求是合格和CPS2是相对短期的控制，所以在该输出信号，输出信号是CPS2优先，当CPS2输出信号优先控制信号，只有当CPS1与CPS2输出控制信号。

2　CPS策略的控制效果

为了本文CPS控制策略的控制效果试验的进行，本文建立了三个区域互联电力系统的仿真模型，与CPS控制策略来调节发电机的输出。该模型是基于MATLAB/Simulink功能。在区内的一个非蒸汽涡轮机发电机，该地区的接触线连接。两个控制区同时CPS控制策略，包括A、B、C三B值控制系数为10.9（PU毫瓦/Hz）、4.6（PU毫瓦/Hz）、7.1（PU毫瓦/赫兹），调速器死区设置为0.02Hz，计算集合E1=0.014hzCPS指数，一个，B，E10=0.008hz。由于三的控制区是相似的，所以只考虑了模拟结果的区域。从结果可以看出，在该指数明显控制区的初始阶段的模拟，这是由于该单元的模拟不应对负荷波动太晚，增加或减少功率需要时间。与模拟，单元的调节功能，该指数逐步企稳100％和120％之间，在仿真结束，CPSL=108.9％与CPS2=100％，且满足CPS标准的要求。

3　改进CPS标准下的控制效果分析

在CPS标准的改进中，频率的控制目标，该指数已经改变了计算方法。基于改进的CPS标准的AGC控制策略和传统CPS控制策略不同于传统的协作问题解决学习控制策略。因此，在该控制策略的设计，而不是基于Deltaf的广义频率差异，提高cps1slidingCPSL标准计算，提高CPS标准的AGC控制策略。以下是主要提高CPS在减少单位的数量来调整标准，减少调整量，改善经营环境的优势。

从几次调整可以看出，CPS控制策略的使用调整的次数，提高CPS控制策略的数量减少35倍，4倍的数量，当乐队0.03hz，规则数为零，即单位不调整。可以看出，改进后的CPS标准大大降低了监管单位数。在该统计值，CPS控制策略应用于控制领域，CPSL指数为127％，基本满足CPS标准；改进CPS控制策略，改进CPS统计CPSL”为190％，分别为204％和209％，符合要求的评估。最大输出和改进CPS控制策略输出最小绝对值小于该控制策略的相应值，以及机组的调节与CPS控制策略调节最小。

图1　两种控制策略下二次调节功率曲线

频率合格率指标是评价控制效果的重要手段之一。从结果中可以看出，三种控制策略（49±0.2）的频率合格率为100％，即频率控制在（49±0.2）赫兹，符合国家标准要求。该控制策略的频率是最高的，它可以提高频率质量，这也证明了CPS标准具有提高互联电力系统的频率质量优势。频率合格率的提高CPS控制策略与频带的增加逐渐降低。这表明，该频率的目标是扩展到频带，虽然单位的调整的数目减少，调整数量减少，但减少的频率质量。在改进的CPS控制策略，较大的频带，多频率质量下降，比的相应控制策略的价值更低。因此，在实际系统的运行过程中，需要考虑到调节容量、负荷性质、AGC机组的调节性能等确定合适的频带的大小，为了保证频率质量，尽可能减少单位数量，改善操作环境。

表1　频率合格率统计数据

4　结论与评价

综上所述，本文旨在介绍一种新的频率控制目标频段，从而提高CPS标准反映的频率值，并研究基于改进CPS标准的AGC控制策略。目的是满足CPS标准的要求，确保合格率的频率，尽量减少单元数量，降低运行成本。为了验证该频段的特点和提高CPS提高机组运行环境标准，建立了三个区域互联电力系统的仿真模型。一个标准的控制效果，CPS标准和改进CPS标准模拟。结果表明：在合适的频带，频带和CPS标准的改进以保证频率质量有很大的帮助，减少单元数量调控，减少调整量。

虽然CPS标准的提高有利于单位的调整，频率质量有一定的下降，所以频带的大小需要考虑频率合格率指标。可减少频带减少单位数量来调整，减少调节量，同时也要确保符合评审标准的合格率。频率大小的确定是调节能力，负荷的大小密切相关，和AGC调节性能的实际电网，需要在电网实际运行中进一步研究。此外，频率控制的目标是扩展频带，ε1，ε10是需要改变的，如何改变的问题；改进CPS指标资格要求，可以进行更深入的理论与实践研究。

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TM76

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1003-5168（2015）-12-0082-2