电厂网控系统AGC实现的方式-《电力设备》2006年12期

刘炬

（北京四方继保自动化股份有限公司，北京 100085）

摘要：介绍在网控系统中配合调度中心实现AGC的几种方案：传统的实现方案以及在综合自动化系统中的实现方案，分析了这些方案的优缺点，并提出了今后的发展前景。

关键词：自动发电控制AGC；网控系统NCS；分布式控制系统DCS；厂级监控信息系统SIS

号。要想通过RTU实现AGC功能，对于需要0 前言

监视的信号（如发电机的实际出力、机组频

自动发电控制（AGC）是现代电网控制率和发电机的一些状态信息等）需要通过中心的一项基本和重要的功能，是电网现代RTU的模拟量输入板、开关量输入板采集，化管理的需要，也是电网商业化运营的需而需要控制的信号（如设定的负荷值、AGC要。本文介绍了电厂的网控系统配合电网调请求等）需要经过RTU的模拟量输出板、开度中心实现AGC的模式和方法。 关量输出板控制。

为了提高AGC功能的可靠性，在有些工

1 传统的AGC实现方式

程中也会采用专用装置来实现AGC功能，配

在网控综合自动化系统广泛应用前，厂置独立与调度中心通信的远动通道。这些专站端配合调度中心实现AGC功能的方式主要用装置可能是专门设计的AGC装置，同时实有以下两种：一是通过RTU的实现方式，一现了其他附加的专用管理功能；也可能是独是通过专用AGC装置的实现方式。 立设置的专门用途的RTU装置。专门设计的

AGC装置一般会具备交流采样功能。

以上两种方式在厂站内的信号传输均以硬接线为主，RTU、专用AGC装置和现场之间传输的采集和控制信息均通过硬接线，硬接线方式曾被认为是信号传输的最可靠方式，实现示意图如图1所示。

2 网控综合自动化系统中AGC的实现方式

随着计算机、网络、通信技术的发展，通信可靠性的大大提高，网控综合自动化系统在越来越广泛的范围采用，其一个主要特点就是通信方式代替传统的硬接线方式，站内的各种设备组成各级通信网络，站内设备之间的信息传输全部或者绝大部分采用通信方式，按照间隔设置的I/O测控单元与站内远动主站、监控主站以及各间隔单元之间通过工业以太网/现场总线传输信息，大大

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在传统的RTU中，由于其只能处理标准的直流信号，现场的信号必须经过变送器转换成标准信号，由RTU的信号输入板采集这些信号，电网调度中心的命令也是经过RTU的信号输出板实现对控制对象的控制，在现场和RTU之间有大量的电缆来传输这些信

节省了电缆并提高了系统维护的效率，从调度中心看，网控系统为一个基于通信网络的RTU。在这种情况下，实现AGC的方式也将从以硬接线方式为主改进为以通信方式为主，但由于历史原因和用户习惯，在一段时间内AGC的实现方式将是硬接线方式和通信方式并存。

在厂站端和调度端的功能分配上，厂站端也由单一的命令执行者向决策者的角色转换。

以下介绍目前在厂站端的网控综合自动化系统中实现AGC采用的常用方式，包括网控综合自动化系统与电厂的生产自动化系统（DCS系统、SIS系统）的接口方式、厂站端和调度端的功能分配方案等。 2.1 与电厂生产自动化系统（DCS系统、SIS系统）的接口方式

虽然目前现场总线、工业以太网、串行通信等在网控综合自动化系统中经实践证明是可靠的信息传输方式，但是在很大的范围内设计院和电厂用户还只能接受硬接线方式，主要有以下原因：

z 用户的使用习惯使得对硬接线方

式的认可而对通信方式的不信任。 z 通信方式采用软件实现手段提高

了系统灵活性，同时也增加了误操作的概率。

z DCS/SIS系统由于在一个系统中

往往是一个厂家的产品而使得其开放性和接入第三方设备的能力比较弱，而不象高压的网控综合自动化系统那样具备很强的第三方设备的接入能力。 z 鲜有成功运行的经验。 在这种情况下，为了尊重用户的使用习惯，网控综合自动化系统生产厂家设计生产了用于配合调度中心实现AGC功能的专用测控装置，此装置与网控综合自动化系统中其他测控装置的差别在于增加了4～20mA电流的输出信号、直流测量量的处理能力，与DCS/SIS的信息还是通过硬接线，而与远动主站之间通过网控综合自动化系统的站级通信网络交换信息，这样既发挥了通信方式的优点又尊重了用户习惯，此方案的实现方

式示意图见图2。

近几年来，经过网控综合自动化生产厂

家与设计院和电厂用户的充分沟通，用户已经开始认可通信方式并在一些高电压等级、大机组电厂的网控综合自动化系统中开始使用，其实现的示意图如图3所示。这种实现方式与图2的实现方式的差别在于网控综合自动化系统与DCS/SIS系统之间的信息交换用通信方式（RS232/485、以太网）代替了硬接线方式，与DCS/SIS通信的是有着与第三方保护设备通信成熟运行经验的通信管理机。在这个方案中，不管是采集信号还是控制信号均通过通信来实现。

必须采取一定的技术措施保证在采用通信方式的情况下使得系统具有比硬接线方式更高可靠性，只有这样才能体现通信方式的优势，这些措施主要包括：

z 冗余措施，包括通信网络的冗余、

通信管理机的冗余，保证在单一网络或者管理机故障的情况下数据可以正常正确地传输。 z 校验措施，在通信机制和通信数据

上的校验保证在数据传输过程由于干扰产生误码或者数据丢失时不影响数据的正确性。 z 诊断和自检措施，运行过程中对通

信管理机、通信接口在线地进行诊

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断和自检，发现异常则进行切换或者告警。

2.2 厂站端和调度端功能分配方案

AGC的主要调节功能在调度中心实现，所以AGC的决策功能主要在调度中心实现，由于厂站端信息化水平的提高，部分决策功能也可下放到厂站端系统中，因此厂站端的系统担任的角色由只是执行向参与部分决策发展。

在厂站端和调度端的功能分配上，厂站端系统RTU/SIS扮演的角色主要有执行者、基层决策者、中层决策者三种角色，对应三种角色有三种功能分配方案及控制方式。

控制方式一（遥调方式）：RTU（远动主站）接收调度中心下达的单机出力设定值，通过间隔层的测控单元或者通信管理机直接传输至机组DCS系统。这种方式中RTU/DCS担当执行者的角色。目前大部分网控综合自动化系统主要采取这种实现方式。

控制方式二（当地自动方式一）：RTU接收调度中心下达的电厂出力设定值，将电厂的出力设定值通过间隔层测控单元或者通信管理机传输至电厂的厂级生产监控系统（SIS），由SIS系统进行出力再分配；也可由RTU根据各个机组的实际运行工况进行再分配，通过间隔层的测控单元或者通信管理机直接传输至机组DCS系统。这种方式中

RTU/SIS担当基层决策者的角色。出力再分

配任务由SIS来实现的方案目前网控综合自动化系统在技术上实现方式同控制方式一；大部分RTU目前不具备出力再分配功能，增加RTU的简单逻辑处理功能可具备此功能。

控制方式三（当地自动方式二）：调度中心手动或者自动下达电厂发电计划曲线，若发电计划曲线是手动下达的，则直接手动输入到SIS系统中，由SIS系统根据各个机组的实际运行工况进行处理转换为每个时刻各发电机组出力设定值送给各个机组DCS，对各个机组出力进行自动控制，使机组出力之和与调度中心下达的计划曲线相吻合；若发电计划曲线自动下达，则调度中心首先将描述曲线的信息通过远动规约传输给RTU，再由RTU经过对曲线信息的识别转换成各个时刻的设定值，将信息传输给DCS（经再分配的出力设定值）/SIS（没有再分配的出力设定值），或者将描述发电计划曲线的信息传给SIS，由SIS分配。这种方式描述的几种方案中，RTU/SIS担当中层决策者的角色。要实现发电计划曲线信息通过远动规约传输，目前尚无专门的数据类型描述，只能采用厂站端系统和调度端系统预先约定一些固定的曲线参数，通过远动规约的设定和控制命令来传输这些参数的办法，目前尚未见过此实现方式的系统。

3 结束语

随着技术的发展和用户对新技术的认可，在AGC的实现方式上，通信方式必将替代硬接线方式，目前是两种方式并存的过渡阶段；而在厂站端和调度端功能的分配上，厂站端可以实现的决策功能也会逐渐增强，目前的技术条件和背景下，采取控制方式一是比较现实的方案，随着电厂信息化程度的提高和厂站端系统可靠性的提高，厂站端系统也会将实现越来越强的功能，扮演越来越重要的决策角色。

参考文献

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WU Jun-ji, SUN Qi, YANG Wei. Automatic

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________________ 作者简介：

刘炬（1970-），男，工学硕士，从事变电站自动化系统、电网故障信息系统、电厂电气自动化系统研究工作。(Email: liuju@sf-auto.com)

Method to Implement AGC in NCS of Electric Power Plant

LIU Ju

（Beijing Sifang Automation Co. Ltd，Beijing，100085）

Abstract: Method to implement AGC in electric power plant to cooperate with the dispatch centre is introduced: the traditional method, the method in NCS, the advantage and disadvantage of the method is also described. The method in the future to implement AGC in NCS is predicted.

Key words: NCS(network control system), DCS(distribute control system), AGC(automatic generation control), SIS(supervision information system)

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