Regulation Demand Decomposition Strategy of Automatic Generation Control for Dynamically Matching Real-time Operating Conditions of Power Sources

XIANG Mingxu; LI Weihao; YANG Zhifang; YIN Xujia; ZHOU Ce; WANG Haolin

doi:10.7500/AEPS20250522007

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Regulation Demand Decomposition Strategy of Automatic Generation Control for Dynamically Matching Real-time Operating Conditions of Power Sources

Basic Research | 更新时间：2026-02-28

- Regulation Demand Decomposition Strategy of Automatic Generation Control for Dynamically Matching Real-time Operating Conditions of Power Sources
- Automation of Electric Power Systems Vol. 50, Issue 1, Pages: 86-96(2026)
- 作者机构：
  
  1.输变电装备技术全国重点实验室（重庆大学），重庆市 400044
  2.国网山西省电力有限公司电力科学研究院，山西省太原市 030001
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  State Grid Corporation of China(5108-202415059A-1-1-ZN)
- DOI：10.7500/AEPS20250522007
  CLC：
- Received：22 May 2025，
  
  Revised：2025-08-07，
  
  Online First：05 September 2025，
  
  Published：10 January 2026
- 稿件说明：
移动端阅览
向明旭,李伟浩,杨知方等.动态匹配电源实时运行工况的AGC调节需求分解策略[J].电力系统自动化,2026,50(1):86-96.

XIANG Mingxu,LI Weihao,YANG Zhifang,et al.Regulation Demand Decomposition Strategy of Automatic Generation Control for Dynamically Matching Real-time Operating Conditions of Power Sources[J].Automation of Electric Power Systems,2026,50(1):86-96.
向明旭,李伟浩,杨知方等.动态匹配电源实时运行工况的AGC调节需求分解策略[J].电力系统自动化,2026,50(1):86-96. DOI： 10.7500/AEPS20250522007.

XIANG Mingxu,LI Weihao,YANG Zhifang,et al.Regulation Demand Decomposition Strategy of Automatic Generation Control for Dynamically Matching Real-time Operating Conditions of Power Sources[J].Automation of Electric Power Systems,2026,50(1):86-96. DOI： 10.7500/AEPS20250522007.

摘要

维持系统频率质量是新型电力系统建设面临的关键挑战。高比例新能源电力系统的强源荷波动对自动发电控制（AGC）总体指令分配策略的合理性提出了更高要求。现有指令分配策略未考虑不同工况下调节电源对不同AGC指令的响应性能差异，AGC指令与电源运行工况之间的不适配易导致电源调频响应性能不达标。针对上述问题，提出动态匹配电源实时运行工况的AGC调节需求分解策略。首先，构建了基于数据驱动的电源调频性能达标感知模型，可在给定运行工况及接收的AGC指令下，感知电源调频性能能否满足考核要求，并基于此反推了给定运行工况下电源能够有效响应的指令范围；然后，针对当前常用的超前分配和实时分配，分别提出了内嵌电源指令适配范围的AGC分配策略，以提升AGC指令分配结果与电源运行状态的匹配度；最后，基于中国某省级电网实际燃气机组和水电机组数据验证了所提方法的有效性。

Abstract

Maintaining the system frequency quality is a key challenge to the construction of new power systems. The strong source-load fluctuations in the power system with high proportion of renewable energy have brought a higher requirement for the rationality of the total command allocation strategy of the automatic generation control (AGC). Existing command allocation strategies do not consider the response performance differences of regulation sources to various AGC commands under various operating conditions. The mismatch between AGC commands and power source operating conditions is prone to causing the disqualification response performance. To address this issue

an AGC regulation demand decomposition strategy for dynamically matching the real-time operating conditions of power sources is proposed. First

a data-driven qualification perception model of power source regulation performance is established. Whether the regulation performance of the power source is able to meet the assessment standard can be perceived under given operating conditions and received AGC commands. Based on this

the command range that the power source can effectively respond to is reversely inferred under the given operating conditions. Then

for the commonly used advanced allocation and real-time allocation

the AGC allocation strategies embedded with the command matching range are proposed to improve the matching degree between the AGC command allocation results and the power source operating conditions. Finally

the effectiveness of the proposed method is validated based on the actual data of gas turbines and hydropower units in a provincial power grid in China.

关键词

Keywords

references

赵正晖，王夏楠，齐步洋，等 . 基于主从博弈的新型电力系统惯量需求优化调度策略［J］. 电力系统自动化， 2025 ， 49 （ 7 ）： 179 - 188 .

ZHAO Zhenghui ， WANG Xianan ， QI Buyang ， et al . Inertial demand optimal scheduling strategy for new power system based on Stackelberg game ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2025 ， 49 （ 7 ）： 179 - 188 .

刘杰，石访，宋雪萌，等 . 基于多变量样本卷积交互网络的电力系统频率安全性评估［J］. 电力系统自动化， 2024 ， 48 （ 22 ）： 160 - 170 .

LIU Jie ， SHI Fang ， SONG Xuemeng ， et al . Frequency safety assessment of power systems based on multivariable-sample convolution and interaction network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2024 ， 48 （ 22 ）： 160 - 170 .

肖雄，宋新立，谈超，等 . 跨层级多区域电力系统AGC全过程动态仿真建模及验证［J］. 电网技术， 2020 ， 44 （ 11 ）： 4063 - 4070 .

XIAO Xiong ， SONG Xinli ， TAN Chao ， et al . Construction and validation of AGC full dynamic simulation models for cross-level and multi-area power systems ［J］. Power System Technology ， 2020 ， 44 （ 11 ）： 4063 - 4070 .

NYISO . NYISO manual 14： accounting and billing manual ［EB/OL］. ［ 2025-02-02 ］. http：//www.nyiso.com/public/webdocs/marketsoperations/documents/ManualsandGuides/Manuals/Ad ministrative/acctbillmnl.pdf http://www.nyiso.com/public/webdocs/marketsoperations/documents/ManualsandGuides/Manuals/Administrative/acctbillmnl.pdf .

CHENG Y ， TABRIZI M ， SAHNI M ， et al . Dynamic available AGC based approach for enhancing utility scale energy storage performance ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2014 ， 5 （ 2 ）： 1070 - 1078 .

ISO-NE . ISO-NE market rule 1： section 14—regulation market ［EB/OL］. ［ 2025-02-02 ］. https：//www.iso-ne.com/static-assets/docu-ments/2017/o1/mrl_sec_14.pdf https://www.iso-ne.com/static-assets/docu-ments/2017/o1/mrl_sec_14.pdf .

PJM . PJM manual 28： operating agreement accounting ［EB/OL］. ［ 2025-02-02 ］. http：//www.pjm.com/~/media/documents/manuals/m28-redline.ashx http://www.pjm.com/~/media/documents/manuals/m28-redline.ashx .

CHENG B ， POWELL W B . Co-optimizing battery storage for the frequency regulation and energy arbitrage using multi-scale dynamic programming ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2018 ， 9 （ 3 ）： 1997 - 2005 .

李卫国，焦盘龙，刘新宇，等 . 基于变分模态分解的储能辅助传统机组调频的容量优化配置［J］. 电力系统保护与控制， 2020 ， 48 （ 6 ）： 43 - 52 .

LI Weiguo ， JIAO Panlong ， LIU Xinyu ， et al . Capacity optimization configuration of energy storage auxiliary traditional unit frequency modulation based on variational mode decomposition ［J］. Power System Protection and Control ， 2020 ， 48 （ 6 ）： 43 - 52 .

赵霞，梁钰，孙名轶，等 . AGC机组动态优化调度模型的凸松弛及其双层迭代算法［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 17 ）： 228 - 238 .

ZHAO Xia ， LIANG Yu ， SUN Mingyi ， et al . Convex relaxation and bi-level iterative algorithm for dynamic optimal dispatch model of automatic generation control units ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 17 ）： 228 - 238 .

翁莎莎，云天吉 . 海南电网AGC超前控制［J］. 南方电网技术， 2011 ， 5 （ 6 ）： 64 - 68 .

WENG Shasha ， YUN Tianji . The advancing automatic generation control of Hainan power grid ［J］. Southern Power System Technology ， 2011 ， 5 （ 6 ）： 64 - 68 .

SHEN Y ， WU W ， SUN S . Stochastic model predictive control based fast-slow coordination automatic generation control ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2024 ， 39 （ 3 ）： 5259 - 5271 .

董天翔，翟保豫，李星，等 . 风储联合系统参与频率响应的优化控制策略［J］. 电网技术， 2022 ， 46 （ 10 ）： 3980 - 3989 .

DONG Tianxiang ， ZHAI Baoyu ， LI Xing ， et al . Optimal control strategy for combined wind-storage system to participate in frequency response ［J］. Power System Technology ， 2022 ， 46 （ 10 ）： 3980 - 3989 .

XIANG M ， YANG Z ， YU J . Hierarchical AGC dispatch with detailed modeling of energy storage system behaviors ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2023 ， 38 （ 2 ）： 1689 - 1701 .

唐陇军，陈子墨，朱兰，等 . 控制性能标准下考虑系统频率偏差特性的多时间尺度机组优化调度［J］. 现代电力， 2023 ， 40 （ 3 ）： 314 - 322 .

TANG Longjun ， CHEN Zimo ， ZHU Lan ， et al . Multi-time scale unit optimal scheduling considering system frequency deviation characteristics under CPS index ［J］. Modern Electric Power ， 2023 ， 40 （ 3 ）： 314 - 322 .

雷雨，向明旭，黄子蒙，等 . 面向多源协调互济的AGC指令两阶段分配方法［J］. 电力系统保护与控制， 2024 ， 52 （ 14 ）： 71 - 81 .

LEI Yu ， XIANG Mingxu ， HUANG Zimeng ， et al . A two-stage allocation method for AGC command with multi-resource coordination ［J］. Power System Protection and Control ， 2024 ， 52 （ 14 ）： 71 - 81 .

席磊，王文涛，全悦，等 . 基于泰勒双延迟深度确定性策略梯度算法的自动发电控制［J］. 电工技术学报， 2025 ， 40 （ 17 ）： 5501 - 5513 .

XI Lei ， WANG Wentao ， QUAN Yue ， et al . Automatic generation control based on the Taylor twin delayed deep deterministic policy gradient algorithm ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2025 ， 40 （ 17 ）： 5501 - 5513 .

席磊，刘治洪，李彦营 . 基于拉格朗日松弛强化学习算法的自动发电控制［J］. 中国电机工程学报， 2023 ， 43 （ 4 ）： 1359 - 1369 .

XI Lei ， LIU Zhihong ， LI Yanying . Automatic generation control based on Lagrangian relaxation reinforcement learning algorithm ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2023 ， 43 （ 4 ）： 1359 - 1369 .

陈雪梅，陆超，刘杰，等 . 考虑调频性能考核的储能-机组联合调频控制策略［J］. 中国电机工程学报， 2021 ， 41 （ 10 ）： 3383 - 3391 .

CHEN Xuemei ， LU Chao ， LIU Jie ， et al . Control strategy considering AGC performance assessment for BESS coordinated with thermal power unit in AGC ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2021 ， 41 （ 10 ）： 3383 - 3391 .

莫理莉，兰峻焜，周亮，等 . 虚拟电厂下灵活资源多时间尺度调频控制［J］. 电力系统自动化， 2024 ， 48 （ 18 ）： 76 - 86 .

MO Lili ， LAN Junkun ， ZHOU Liang ， et al . Multi-timescale frequency regulation control of flexible resources in virtual power plant ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2024 ， 48 （ 18 ）： 76 - 86 .

严干贵，沙千理，李军徽，等 . 调节性能导向的火-储联合调频混合储能双层优化配置策略［J］. 电力系统自动化， 2025 ， 49 （ 15 ）： 43 - 53 .

YAN Gangui ， SHA Qianli ， LI Junhui ， et al . Regulation performance-oriented bi-level optimal configuration strategy of hybrid energy storage for thermal power-energy storage frequency regulation ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2025 ， 49 （ 15 ）： 43 - 53 .

JOLLIFFE I T . Principal component analysis ［M］. New York， USA ： Springer New York ， 2002 ： 1 - 9 .

陈猛，王军，王雯雯，等 . 应用支持向量机的锂电池不可逆析锂检测研究［J］. 电工技术学报， 2025 ， 40 （ 4 ）： 1323 - 1332 .

CHEN Meng ， WANG Jun ， WANG Wenwen ， et al . Research on irreversible lithium plating detection in lithium-ion batteries using support vector machine ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2025 ， 40 （ 4 ）： 1323 - 1332 .

LIU J ， YANG Z ， ZHAO J ， et al . Explicit data-driven small-signal stability constrained optimal power flow ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2022 ， 37 （ 5 ）： 3726 - 3737 .

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

User Profile Based Incentive Pricing Strategy for Electric Vehicle Users Participating in Automatic Generation Control Service

Frequency Regulation Package Design for Virtual Power Plants Based on Graph Neural Network Prediction and Stackelberg Game

Distributed Secondary Frequency Regulation Strategy for Virtual Power Plant Based on Improved Exact Diffusion Algorithm

Impact of Runoff Generation and Concentration Process in Watershed Reservoirs on Carbon Emissions of Power Generation Under Natural Disasters

Related Author

XIANG Mingxu

LI Weihao

YANG Zhifang

WU Yang

WANG Gang

WANG Longjun

ZENG Dehui

YIN Liang

Related Institution

School of Electric Power, South China University of Technology

Guangzhou Jiayuan Electric Power Technology Co., Ltd.

State Grid Ningxia Electric Power Research Institute

School of Electronic Information and Electrical Engineering, Shanghai Jiao Tong University

Kunming Power Exchange Center Co., Ltd.

⁰