Analysis on Damping Characteristics of Elements and Control Links in Oscillation of Automatic Generation Control

Kaibin LI; Lei CHEN; Tingyi HE; Shengnan LI; Cheng GUO; Wei HUANG

doi:10.7500/AEPS20210708004

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Analysis on Damping Characteristics of Elements and Control Links in Oscillation of Automatic Generation Control

Application Research | 更新时间：2025-06-16

- Analysis on Damping Characteristics of Elements and Control Links in Oscillation of Automatic Generation Control
- Automation of Electric Power Systems Vol. 46, Issue 4, Pages: 170-179(2022)
- 作者机构：
  
  1.清华大学电机工程与应用电子技术系,北京市 100084
  2.电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室,清华大学,北京市 100084
  3.云南电网有限责任公司电力科学研究院,云南省昆明市 650217
  4.云南电力调度控制中心,云南省昆明市 650011
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(51922061);China Southern Power Grid Co., Ltd(YNKJXM20191240)
- DOI：10.7500/AEPS20210708004
  CLC：
- Received：08 July 2021，
  
  Revised：2021-10-20，
  
  Published Online：21 December 2021，
  
  Published：25 February 2022
- 稿件说明：
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李凯斌,陈磊,何廷一等.自动发电控制振荡中元件与控制环节的阻尼特性分析[J].电力系统自动化,2022,46(4):170-179.

LI Kaibin,CHEN Lei,HE Tingyi,et al.Analysis on Damping Characteristics of Elements and Control Links in Oscillation of Automatic Generation Control[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(4):170-179.
李凯斌,陈磊,何廷一等.自动发电控制振荡中元件与控制环节的阻尼特性分析[J].电力系统自动化,2022,46(4):170-179. DOI： 10.7500/AEPS20210708004.

LI Kaibin,CHEN Lei,HE Tingyi,et al.Analysis on Damping Characteristics of Elements and Control Links in Oscillation of Automatic Generation Control[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(4):170-179. DOI： 10.7500/AEPS20210708004.

摘要

电力系统中的有功频率控制过程包含一次调频环节和自动发电控制（AGC）环节，频率振荡中与AGC环节强相关的振荡被称为AGC振荡。为研究不同的有功频率控制过程对于AGC振荡的阻尼贡献，将阻尼转矩法应用到AGC振荡分析中，提出AGC振荡中的机械功率阻尼转矩系数的计算方法，在单机单负荷系统中阻尼转矩系数可通过传统的将特征值代入传递函数的方式得到，但传统方法在多区多机系统中不适用。为此，提出了利用模态计算阻尼转矩系数的方法，推导了阻尼转矩系数与AGC模式稳定性的关系。结果表明，阻尼转矩系数为正时，机械功率为系统提供正阻尼，相反则提供负阻尼，且验证了阻尼转矩法在AGC振荡中的适用性。将阻尼转矩系数分解到各有功频率调节过程中，结果显示在AGC振荡中，由于AGC环节的相位滞后较大，而一次调频环节的相位滞后较小，故AGC环节整体上提供的阻尼转矩系数容易为负，而一次调频环节整体上提供的阻尼转矩系数容易为正。但具体到单台机组中，AGC环节和一次调频环节提供的阻尼转矩系数皆既可能为正，也可能为负。最后，利用阻尼转矩法分析了部分参数对于AGC振荡的影响。

Abstract

Active power and frequency control process in the power system consists of primary frequency regulation and automatic generation control (AGC). In the category of frequency oscillation

the oscillation strongly related to AGC is called AGC oscillation. To study the damping contribution of different kinds of active power and frequency control to AGC oscillation

the damping torque method is applied to the analysis of AGC oscillation. The calculation method for mechanical power damping torque coefficient in AGC oscillation is proposed. In a single-machine single-load system

the damping torque coefficient can be obtained by traditional method of substituting the eigenvalue into the transfer function

which is not applicable in multi-area multi-machine systems. Therefore

a method for calculating the damping torque coefficient using the mode shape is proposed

and the relationship between the damping torque coefficient and the stability of AGC mode is derived. The results show that if the damping torque coefficient is positive

the mechanical power will provide positive damping for the power system

conversely

the mechanical power will provide negative damping. The applicability of the damping torque method in AGC oscillation is verified. The damping torque coefficient is decomposed into each active power and frequency regulation process. The results show that in AGC oscillation

because the phase lag of AGC is too large while that of primary frequency regulation is small

the damping torque coefficient provided by AGC tends to be negative on the whole while that provided by primary frequency regulation tends to be positive on the whole. However

for each single unit specifically

the damping torque coefficient provided by AGC and primary frequency regulation may be either positive or negative. Finally

the influence of some parameters on AGC oscillation is analyzed based on the damping torque method.

关键词

Keywords

references

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