基于系统开环频率特性的自动发电控制振荡分析

李凯斌; 谢刚文; 陈磊; 李小菊; 夏翰林; 詹航

doi:10.7500/AEPS20200807003

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基于系统开环频率特性的自动发电控制振荡分析

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 基于系统开环频率特性的自动发电控制振荡分析
- Analysis of Automatic Generation Control Oscillation Based on Open-loop Frequency Characteristic of System
- 电力系统自动化-方正平台 2021年45卷第13期页码：133-140
- 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.国网重庆市电力公司电力科学研究院，重庆市 401123
- 作者简介：
  
  李凯斌(1996—)，男，硕士研究生，主要研究方向：电力系统有功频率控制过程的稳定性分析。E-mail：likb19@mails.tsinghua.edu.cn
  谢刚文(1970—)，男，硕士，高级工程师，主要研究方向：电力系统运行控制。
  陈磊(1982—)，男，通信作者，博士，副研究员，主要研究方向：电力系统动态分析与控制。E-mail：chenlei08@tsinghua.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(51922061)
- DOI：10.7500/AEPS20200807003
  中图分类号：
- 收稿日期：2020-08-07，
  
  修回日期：2020-12-24，
  
  网络出版日期：2021-03-01，
  
  纸质出版日期：2021-07-10
- 稿件说明：
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李凯斌,谢刚文,陈磊等.基于系统开环频率特性的自动发电控制振荡分析[J].电力系统自动化,2021,45(13):133-140.

LI Kaibin,XIE Gangwen,CHEN Lei,et al.Analysis of Automatic Generation Control Oscillation Based on Open-loop Frequency Characteristic of System[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(13):133-140.
李凯斌,谢刚文,陈磊等.基于系统开环频率特性的自动发电控制振荡分析[J].电力系统自动化,2021,45(13):133-140. DOI： 10.7500/AEPS20200807003.

LI Kaibin,XIE Gangwen,CHEN Lei,et al.Analysis of Automatic Generation Control Oscillation Based on Open-loop Frequency Characteristic of System[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(13):133-140. DOI： 10.7500/AEPS20200807003.

摘要

频率振荡中与自动发电控制（AGC）过程强相关的振荡被称为AGC振荡。基于单机单负荷系统，利用开环传递函数对AGC振荡进行分析，并通过分析不同参数或环节对开环传递函数频率特性的影响，研究其对AGC振荡的影响，结果表明：AGC参数中频差系数及积分系数过大、AGC传输延时过大、机组环节频率特性的幅值过大或相位滞后过大，都会导致系统开环传递函数的稳定裕度过小甚至为负，从而降低系统稳定性甚至引发AGC振荡。分析了机组特性对于AGC振荡的影响：一次调频起作用时，机组环节的幅值将会降低，从而提高AGC模式的稳定性；不同的水火电机组，其原动机环节的相位滞后不同，这会影响开环传递函数的相位裕度，进而影响AGC模式稳定性；机组的开度模式一般比功率模式拥有更快的一次调频调节速度，此时采用开度模式，机组在振荡频率处的幅值更低，系统AGC模式更稳定。特征值分析验证了理论分析的结果，且在多机多负荷系统算例中，验证了基于单机单负荷系统分析得到的结论。

Abstract

For frequency oscillation

the oscillation strongly related to the process of automatic generation control (AGC) is called AGC oscillation. Based on the single-unit single-load system

the AGC oscillation is analyzed using open-loop transfer function. And the influences of various parameters or elements on AGC oscillation are studied by analyzing their influences on frequency characteristics of the open-loop transfer function. The results show that the stability margin of the open-loop transfer function of the system will be too small or even negative

thus reducing the stability of the system and even causing AGC oscillation if the frequency response coefficient and integral coefficient of AGC parameters are too large

the transmission delay of AGC is too long

and the amplitude or phase lag of the frequency characteristic in the generation unit is too large. The influences of the unit characteristics on AGC oscillation are also studied. When primary frequency regulation works

the amplitude of the unit will be smaller

thus improving the stability of AGC mode. The phase lags of prime movers for different hydropower or thermal units are different

which will affect the phase margin of the open-loop transfer function

and then affect the stability of AGC mode. The opening regulation mode tends to have faster primary frequency regulation speed than power regulation mode. Therefore

when adopting opening regulation mode

the unit will have lower amplitude at the oscillation frequency to make the AGC mode more stable. The results of theoretical analysis are all verified by eigenvalue analysis. Moreover

in the example of a multi-unit multi-load system

the conclusions based on the single-machine single-load system are verified.

关键词

Keywords

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