的反方向的重复调整。
c．FFC区域存在大量重复调整。 (3)定频率定交换功率控制方式TBC
采用定频率定交换功率控制方式要同时检测系统的频率偏差Ⅳ和联络线交换功率偏差AP，判断出负荷变化发生的区域，即由该区域内的调频机组做出相应的响应，平衡负荷的变动。这是一种同时兼顾了上述两种控制方式的综合控制方式。即ACE既反映频差Ⅳ又反映功差△P，这种方式又称为联络线交换功率和频率偏差控制(Tie line Bias Control)方式。 其区域控制偏差为：
ACE??P 现代大型互联系统几乎无一例外地采用这种控制方式。采用这一控制模式，可以使系统运行达到较理想运行状态。 TBC控制模式有以下特点：
a．在正常运行时，各区域均履行各自的控制任务。规定各区域内发生的负荷变化都由该区域调节发电功率来达到平衡，荷的变化来决定。在各区域调节平衡换功率维持在计划值，所有区域共同负担系统频率调节任务，常值。
b．在事故状态或紧急状态下，如果系统中一个或几个区域不能履行它们的控制任务，只要整个系统仍处于同步状态，援。即在某一区域仍处于调整的暂态过程中或没有能力使允许区域传输的净交换功率偏离计划值，通过联络线向事故区域提供支援非事故区域ACE=0)，以免发生反向调整。c．不存在FTC控制模式的重复调整的问题。不发生负荷变化的区域出现重复调整。
d．式3．3中K系数通常设定为区域的自然频率响应特性全部区域相当于以FTC模式控制；如果不考虑联络线交换功率的变化，项，则全部区域相当于以FFC模式控制运行。e．用TBC控制的电网，当某一区域因备用不足不能使其有任何一个区域对系统频率负责，系统频率会在较长时间存在偏差。虽然每个区域的净交换功率维持在计划值，维持在计划值。尽管每个区域的净交换功率与计划值相符合，过程中，联络线上的潮流不但可能在数值上与计划值不符，相反。
因此，TBC模式的控制具有比FFC委员会(NERC)制定CPS标准中，规定各个区域必须采用的控制方式。
3．4自动发电控制的基本原理
自动发电控制(AGC)由自动控制器装置和计算机程序对频率和有功功率进行二次调整实现的。所需的信息(如频率，发电机的实发功率，联络线的交换功率等等)是通过SCADA系统经过上行通道传递到调度控制中心的。然后根据算机软件功能形成对各发电厂(或发电机K?f (3 即各区域发电功率的变化是根据区域负的稳念情况下，联络线传输的净交
但并不意味着各条联络线的潮流都会FTC明显的优点，这也是北美电力可靠性)的AGC(此时ACE=0，不会f=0条件下，即去掉△P AGC的计?．3)
(ACE=0)维持系统频率为正则正常区域可对事故区域进行紧急功率支ACE=0的非正常情况下，?值。在?ACE恢复到零，则由于没在功率调整的暂态甚至还可能在方向上和命令，通过下行通道传送到各调
频发电厂(或发电机)。
此时，ACE的计算公式可写成：
ACE??PT?10B?f?(PA?PS)?10B(fA?fS) (3．4)
式中：PA一实际交换功率，是本区域所有对外联络线实际交换功率代数和； PS—计划交换功率，是本区域所有对外联络线计划交换功率代数和； fA一电网实际频率； fS一电网计划频率； B一电网频率偏差系数， 自动发电控制(AGC)功能通常是分成两部分实现的。既负荷频率控制和经济调度(EDC)。通过调节电网中可控发电机组的出力来改变达到减小ACE的目的。这种调节成为经济调节包括两个内容，一是计算机组经济基点值，机组经济基点值是在每个ED周期内由机组经济调节增量也是通过ED系数将发电偏差值(DG)分配到各机组上。组的经济出力。
3．5互联系统频率控制分析
在研究电力系统负荷—频率控制问题时，当然要研究这一控制系统的特性，而在研究系统特性之前首先要研究这一控制系统中各基本环节的控制特性。对于负荷—频率控制而言，供给一个小地区的独立负荷或是处于一个大联网系统中，负荷—频率控制系统中最基本的控制工具。3.5.1与系统频率有关的元件模型(1)调速器模型(频率一次调节控制单元 一个最原始的汽轮机调速器示意图如图
它包含以下几个基本部分：MW／0.1Hz，为负值。
PALFC的ACE调节。同时，LFC还要完成经济调节。一是计算机组经济调节增量。ED程序模块自动启动计算，并递交给模块计算出各机组的经济分配系数，经济基点值加上经济调节量就构成了机不论所研究的发电机组是处于一个孤立发电厂中发电机组的调速器总是
)
3．5所示：
图3.5 汽轮机调速器
(LFC)fA，从而可LFC。
和然后按次分配
①飞球调速器。这是调速系统的心脏，用于检测转速(即系统频率)的改变。当转速增加时飞球向外运动，从而连杆机构上B点向下运动。而转速减少时，飞球向里运动，B点向上运动。
@液压机构。它包含一个伺服阀和一个液压伺服马达。利用这套装置，伺服阀的低功率水平的运动被转化为伺服马达高功率水平的运动。这样就能对高压蒸汽管道中的蒸汽阀进行必要的开闭操作。
@连杆机构。ABC是以B为支点的刚性杆而CDE是以D点为支点的刚性杆。连杆机构可以向控制阀提供一个与转速改变成正比的位移，同时它通过连杆乙，又从蒸汽阀运动中获得反馈。 ④转速改变器。如果由于负荷的改变使系统频率发生变化，则可以用这个装置使系统在稳态下恢复原有频率。例如，当它向下移动时，就将伺服阀上活塞打开，从而蒸汽阀开启度加大，于是有更多的蒸汽进入透平，使发电机产生更多的功率输出，以补偿负荷的增加，并使频率上升到原来值。
设此调速系统开始时处于稳定工作状态，即连杆机构处于平衡状态，伺服阀上下活塞口均闭合，蒸汽阀开启在一定程度上，透平以一定转速转动，而发电机
0发出的功率与负荷平衡，而且设：f0为系统工作频率；PG为忽略发电机损失下0发电机的输出功率，它也是汽轮机的输出功率；YA为蒸汽阀的开启给定值。
设连杆机构A点向下运动?YA的位移。这就是一个增加透平输出功率的讯号，所以可以写成：
?YA?KC?PC (3．5) 式中：?PC是所要求增加的功率。
这实际上是一系列运动或者反应的结果：C点向上运动，从而D点向上运动，伺服阀上活塞口打开，高压油从这个口进入伺服马达活塞上部，蒸汽阀开启度加大，蒸汽轮机转速增加，从而频率上升。分析控制特性就要分析这个过程。 C点的运动是由两方面引起的： (1)由?YA引起的?L2?YA，或者写成?K1?YA，也就是?K1KC?PC。 L1(2)由于频率的增加使飞球向外运动，从而B点向下运动，位移量为K2?f，此时视A点不动，c点向下移的距离为(L1?L2)K2?f?K2?f。而C点的净位移为： L1 ?YC??K1KC?PC?K2?f (3．6)
D点的位移?YD也就是伺服阀上活塞的位移。它是由?YC与?YB两者引起的： ?YD?(L4L4)?YC?()?YB?K3?YC?K4?YB (3．7) L3?L4L3?L4假如进入伺服马达的高压油流速正比于?YD，则进入伺服马达的油量就正比于
?YD的积分。而?YE就是这个油量的体积除以伺服马达油简的截面积。从而
t ?YE?K5?(??YD)dt (3．8)
0由图2．5可知，正的?YD(向下)总是引起负的?YE(向上)。 对(2．6)、(2．7)和(2．8)式取拉普拉斯变换，得
?YC(s)??K1KC?PC(s)?K2?F(s) (3.9) ?YD(s)?K3?YC(s)?K4?YB(s) (3.10)
1 ?YE(s)??K5?YD(s)(3.11)
s消去?YC(s)与?YD(s)，可得
K1K3KC?PC(s)?K2K3?F(s)?1?Kg?YE(s)????PC(s)??F(s)?() (3.12)
sR1?Ts??g(K4?)K5R?K1KC?调速器的调节速度;K2K1K3KC?调速器增益； K41?调速器时间常数。K4K5式中：Kg?Tg?式(2．12)可用图2．6的方框图表示。
注意，调速器速度调节实际上又等于： R?N0?Np.u. (3．13) NR
式中：N。为空负荷转速；N为满负荷转速：NR为额定转速；p．u．为标么值单位。
调速器的物理模型如图3．6所示：
蒸汽阀门蒸汽原动机速度测量装置f∫KGf0-+fg
图3．6 调速器物理模型
由于积分环节的动作，只有Ⅳ变成零时，系统才达到稳定值，也即实现了频率的无差调节。但是恒速调节控制器不能用于两台或多台机组并列运行，因为这要求每一台发电机组都准确地具有完全相同的速度。否则每一台机组都力图控制系统以自己的设定速度运行，各机组问不能实现负荷的合理分配，因此引入反馈环节如图3．7所示。
蒸汽阀门蒸汽原动机速度测量装置f∫+-KGf0-+fgR引入反馈
图3．7 加入反馈后的调速器物理模型 （2）原动机模型
在负荷一频率控制系统中，另一个重要的环节就是汽轮机。汽轮机的控制特性是指汽机输出功率的变化与蒸汽阀开启度变化△E之间的关系。在汽轮机中，阀门位置的变化使进汽量也变化，从而导致发电机出力的增减。由于调节阀门与第一喷嘴间有一定的空间存在，当阀门开启或关闭时，进入阀门的蒸汽量虽有改变，但这个空间的压力却不能突变。这就形成了机械功率滞后于阀门开度变化的现象，称为汽容影响。在大容量的汽轮机中，汽容对调节过程的影响很大。这种现象可用一个惯性环节来表示。对于再热式汽轮机还要考虑再热段的充气时延。以有再热的汽轮机为例。 一般来说，这样一个两级汽轮机的动特性应当含有两个时间常数。但为了便于分析起见，通常可以用一个时间常数来模拟，即
?Pt(s)Kt? (2.14)
?YE(s)1?Tts通常，Tt在0．2s到0．5s之间。
而对于水轮机，其控制特性一般可以表示为：