CN106549422A - 一种基于频率变化率的agc紧急控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于频率变化率的AGC紧急控制方法及系统，方法包括：实时监测系统的频率变化率，并判断监测的频率变化率是否大于设定的特别紧急区的门槛值，若是，则进入特别紧急区并执行下一步操作，反之，则继续进行监测；在特别紧急区，根据扰动瞬间测量的系统的频率变化率计算系统的功率缺额；根据系统的功率缺额判断系统的有功功率缺额与系统有功备用的差值是否大于设定的阈值，若是，则启动切负荷；反之，则启动特别紧急区的AGC调用策略，采用基于最短恢复时间的AGC优化调用模型将系统的功率缺额分配到各AGC机组。本发明具有频率恢复速度快和高效的优点，可广泛应用于电力控制领域。

Description

一种基于频率变化率的AGC紧急控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电力控制领域，尤其是一种基于频率变化率的AGC紧急控制方法及系统。

背景技术

受端电网馈入直流数量的快速增多以及单回直流输电功率的不断增加，使得交直流间的相互影响更为复杂。若发生大机组跳闸以及大容量直流输电系统双极闭锁等大扰动，电网系统将会出现长时间和大幅度的功率缺额，给系统频率的快速恢复带来困难。

随着电网技术的发展，自动发电控制(即AGC)已成为互联电网系统功率和频率控制的主要手段。AGC控制区域按区域总调节功率和给定的静态门槛值可划分为死区、正常调节区和次紧急调节区和紧急调节区。不同的AGC控制区域有不同的比例增益系数和积分增益系数，而相应的AGC控制策略也有不同。目前的AGC控制策略在电网遭受大扰动冲击时，会综合考虑频率中长期稳定等各种因素，使得其指令调节偏于保守，导致ACE(Area ControlError，区域控制误差的简称)次紧急区的比例系数和紧急区增益远小于大扰动初期的调控需求，不能保证以最快的速度来恢复系统频率。因此，亟需提出一种频率恢复速度快的，适用于大扰动下的AGC控制策略，以满足大扰动冲击下的调节要求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种频率恢复速度快和高效的，基于频率变化率的AGC紧急控制方法。

本发明的另一目的在于：提供一种频率恢复速度快和高效的，基于频率变化率的AGC紧急控制系统。

本发明所采取的技术方案是：

一种基于频率变化率的AGC紧急控制方法，包括以下步骤：

实时监测系统的频率变化率，并判断监测的频率变化率是否大于设定的特别紧急区的门槛值，若是，则进入特别紧急区并执行下一步操作，反之，则继续进行监测；

在特别紧急区，根据扰动瞬间测量的系统的频率变化率计算系统的功率缺额；

根据系统的功率缺额判断系统的有功功率缺额与系统有功备用的差值是否大于设定的阈值，若是，则启动切负荷；反之，则启动特别紧急区的AGC调用策略，采用基于最短恢复时间的AGC优化调用模型将系统的功率缺额分配到各AGC机组。

进一步，所述在特别紧急区，根据扰动瞬间测量的系统的频率变化率计算系统的功率缺额这一步骤，其包括：

通过测量获取扰动瞬间系统的频率变化率

计算区域内所有发电机总转动惯量的惯性时间常数M，所述惯性时间常数M的计算公式为：其中，n为区域内发电机的总数量，M_j为第j台发电机的惯性时间常数；

根据扰动瞬间系统的频率变化率和惯性时间常数M计算计算系统的功率缺额ΔP，所述系统的功率缺额ΔP的计算公式为：

进一步，所述通过测量获取扰动瞬间系统的频率变化率这一步骤，其包括：

在特别紧急区测量扰动发生后系统在时间段Δt内的频率变化值Δf，所述频率变化值Δf的计算公式为：Δf＝f(t)-f(t-Δt)，其中，f(t-Δt)和f(t)分别为扰动发生前或扰动发生瞬间和扰动发生Δt后系统的频率，Δt→0；

根据时间段Δt和频率变化值Δf计算扰动瞬间系统的频率变化率所述扰动瞬间系统的频率变化率的计算公式为：

进一步，所述根据系统的功率缺额判断系统的有功功率缺额与系统有功备用的差值是否大于设定的阈值，若是，则启动切负荷；反之，则启动特别紧急区的AGC调用策略，采用基于最短恢复时间的AGC优化调用模型将系统的功率缺额分配到各AGC机组这一步骤，其包括：

S1、根据系统的功率缺额ΔP计算系统的有功功率缺额P_LOSS与系统有功备用P_RES的差值P_LOSS-P_RES；

S2、判断差值P_LOSS-P_RES是否大于设定的经验阈值m，若是，则执行步骤S3，反之，则执行步骤S4；

S3、启动切负荷；

S4、启动特别紧急区的AGC调用策略，采用基于最短恢复时间的AGC优化调用模型将系统的功率缺额分配到各AGC机组。

其中，系统的有功功率缺额P_LOSS是指过负荷ΔP的量。系统有功备用P_RES为额定值。

进一步，所述基于最短恢复时间的AGC优化调用模型，以系统中AGC机组达到指定出力的指令时间最小为目标函数，并综合考虑线路过载、机组发电机出力上限和下限的约束。

进一步，所述启动特别紧急区的AGC调用策略，采用基于最短恢复时间的AGC优化调用模型将系统的功率缺额分配到各AGC机组这一步骤，其包括：

确定AGC优化调用模型的目标函数和约束条件，所述AGC优化调用模型的目标函数表达式为：minT＝min[max_i(ΔP_i/r_i)]，所述AGC优化调用模型的约束条件为：其中，i为系统AGC机组的机组编号，i＝1,2,3，…，N；N为AGC机组的总机组数，T为时间，r_i为机组i的爬坡速率，ΔP_i为机组i的调节功率，ΔP_i/r_i为机组i从AGC机组开始动作到按速率r_i完成调节功率ΔP_i所需的时间，P_i为机组i的当前有功出力，P_D为系统当前有功出力；P_imax和P_imin分别为机组i发电机的有功出力上限和下限；l为系统的线路编号，l＝1,2,3，…，V；V为系统的线路总数，D_l-i为机组i发电机对线路l的发电分布因子，为断面中线路l的潮流变化量；P_lmax为线路l的最大传输功率；P_l为线路l的当前传输功率；

根据AGC优化调用模型的目标函数和约束条件求解出AGC优化调用模型的目标函数最优解，并根据目标函数最优解将系统的功率缺额分配到各AGC机组。

本发明所采取的另一技术方案是：

一种基于频率变化率的AGC紧急控制系统，包括：

监测与判断模块，用于实时监测系统的频率变化率，并判断监测的频率变化率是否大于设定的特别紧急区的门槛值，若是，则进入特别紧急区并执行功率缺额计算模块的操作，反之，则继续进行监测；

功率缺额计算模块，用于在特别紧急区，根据扰动瞬间测量的系统的频率变化率计算系统的功率缺额；

AGC调用策略确定模块，用于根据系统的功率缺额判断系统的有功功率缺额与系统有功备用的差值是否大于设定的阈值，若是，则启动切负荷；反之，则启动特别紧急区的AGC调用策略，采用基于最短恢复时间的AGC优化调用模型将系统的功率缺额分配到各AGC机组。

进一步，所述功率缺额计算模块包括：

频率变化率获取单元，用于通过测量获取扰动瞬间系统的频率变化率

惯性时间常数计算单元，用于计算区域内所有发电机总转动惯量的惯性时间常数M，所述惯性时间常数M的计算公式为：其中，n为区域内发电机的总数量，M_j为第j台发电机的惯性时间常数；

功率缺额计算单元，用于根据扰动瞬间系统的频率变化率和惯性时间常数M计算计算系统的功率缺额ΔP，所述系统的功率缺额ΔP的计算公式为：

进一步，所述AGC调用策略确定模块包括：

差值计算单元，用于根据系统的功率缺额ΔP计算系统的有功功率缺额P_LOSS与系统有功备用P_RES的差值P_LOSS-P_RES；

判断单元，用于判断差值P_LOSS-P_RES是否大于设定的经验阈值m，若是，则转至切负荷单元，反之，则转至特别紧急区AGC调用单元；

切负荷单元，用于启动切负荷；

特别紧急区AGC调用单元，用于启动特别紧急区的AGC调用策略，采用基于最短恢复时间的AGC优化调用模型将系统的功率缺额分配到各AGC机组。

进一步，所述AGC调用策略确定模块在启动特别紧急区的AGC调用策略，采用基于最短恢复时间的AGC优化调用模型将系统的功率缺额分配到各AGC机组时依次执行以下操作：

确定AGC优化调用模型的目标函数和约束条件，所述AGC优化调用模型的目标函数表达式为：minT＝min[max_i(ΔP_i/r_i)]，所述AGC优化调用模型的约束条件为：其中，i为系统AGC机组的机组编号，i＝1,2,3，…，N；N为AGC机组的总机组数，T为时间，r_i为机组i的爬坡速率，ΔP_i为机组i的调节功率，ΔP_i/r_i为机组i从AGC机组开始动作到按速率r_i完成调节功率ΔP_i所需的时间，P_i为机组i的当前有功出力，P_D为系统当前有功出力；P_imax和P_imin分别为机组i发电机的有功出力上限和下限；l为系统的线路编号，l＝1,2,3，…，V；V为系统的线路总数，D_l-i为机组i发电机对线路l的发电分布因子，为断面中线路l的潮流变化量；P_lmax为线路l的最大传输功率；P_l为线路l的当前传输功率；

根据AGC优化调用模型的目标函数和约束条件求解出AGC优化调用模型的目标函数最优解，并根据目标函数最优解将系统的功率缺额分配到各AGC机组。

本发明的方法的有益效果是：基于系统的频率变化率，先通过实时监测系统的频率变化率来判定是否进入特别紧急区，然后根据系统实时频率变化率来计算系统当前的功率缺额，最后根据系统的有功功率缺额与系统有功备用的差值是否大于设定的阈值来判定是否启动特别紧急区的AGC调用策略，并在特别紧急区的AGC调用策略中采用了基于最短恢复时间的AGC优化调用模型进行AGC调用，在电网遭受大扰动冲击时降低了AGC调节指令的保守性，实现了系统频率的快速恢复，更加高效，满足了大扰动冲击下的调节要求。

本发明的系统的有益效果是：基于系统的频率变化率，先在监测与判断模块中通过实时监测系统的频率变化率来判定是否进入特别紧急区，然后在功率缺额计算模块中根据系统实时频率变化率来计算系统当前的功率缺额，最后在AGC调用策略确定模块中根据系统的有功功率缺额与系统有功备用的差值是否大于设定的阈值来判定是否启动特别紧急区的AGC调用策略，并在特别紧急区的AGC调用策略中采用了基于最短恢复时间的AGC优化调用模型进行AGC调用，在电网遭受大扰动冲击时降低了AGC调节指令的保守性，实现了系统频率的快速恢复，更加高效，满足了大扰动冲击下的调节要求。

附图说明

图1为本发明一种基于频率变化率的AGC紧急控制方法的整体流程图。

具体实施方式

参照图1，一种基于频率变化率的AGC紧急控制方法，包括以下步骤：

实时监测系统的频率变化率，并判断监测的频率变化率是否大于设定的特别紧急区的门槛值，若是，则进入特别紧急区并执行下一步操作，反之，则继续进行监测；

在特别紧急区，根据扰动瞬间测量的系统的频率变化率计算系统的功率缺额；

根据系统的功率缺额判断系统的有功功率缺额与系统有功备用的差值是否大于设定的阈值，若是，则启动切负荷；反之，则启动特别紧急区的AGC调用策略，采用基于最短恢复时间的AGC优化调用模型将系统的功率缺额分配到各AGC机组。

进一步作为优选的实施方式，所述在特别紧急区，根据扰动瞬间测量的系统的频率变化率计算系统的功率缺额这一步骤，其包括：

通过测量获取扰动瞬间系统的频率变化率

计算区域内所有发电机总转动惯量的惯性时间常数M，所述惯性时间常数M的计算公式为：其中，n为区域内发电机的总数量，M_j为第j台发电机的惯性时间常数；

根据扰动瞬间系统的频率变化率和惯性时间常数M计算计算系统的功率缺额ΔP，所述系统的功率缺额ΔP的计算公式为：

进一步作为优选的实施方式，所述通过测量获取扰动瞬间系统的频率变化率这一步骤，其包括：

在特别紧急区测量扰动发生后系统在时间段Δt内的频率变化值Δf，所述频率变化值Δf的计算公式为：Δf＝f(t)-f(t-Δt)，其中，f(t-Δt)和f(t)分别为扰动发生前或扰动发生瞬间和扰动发生Δt后系统的频率，Δt→0；

根据时间段Δt和频率变化值Δf计算扰动瞬间系统的频率变化率所述扰动瞬间系统的频率变化率的计算公式为：

进一步作为优选的实施方式，所述根据系统的功率缺额判断系统的有功功率缺额与系统有功备用的差值是否大于设定的阈值，若是，则启动切负荷；反之，则启动特别紧急区的AGC调用策略，采用基于最短恢复时间的AGC优化调用模型将系统的功率缺额分配到各AGC机组这一步骤，其包括：

S1、根据系统的功率缺额ΔP计算系统的有功功率缺额P_LOSS与系统有功备用P_RES的差值P_LOSS-P_RES；

S2、判断差值P_LOSS-P_RES是否大于设定的经验阈值m，若是，则执行步骤S3，反之，则执行步骤S4；

S3、启动切负荷；

S4、启动特别紧急区的AGC调用策略，采用基于最短恢复时间的AGC优化调用模型将系统的功率缺额分配到各AGC机组。

进一步作为优选的实施方式，所述基于最短恢复时间的AGC优化调用模型，以系统中AGC机组达到指定出力的指令时间最小为目标函数，并综合考虑线路过载、机组发电机出力上限和下限的约束。

进一步作为优选的实施方式，所述启动特别紧急区的AGC调用策略，采用基于最短恢复时间的AGC优化调用模型将系统的功率缺额分配到各AGC机组这一步骤，其包括：

确定AGC优化调用模型的目标函数和约束条件，所述AGC优化调用模型的目标函数表达式为：minT＝min[max_i(ΔP_i/r_i)]，所述AGC优化调用模型的约束条件为：其中，i为系统AGC机组的机组编号，i＝1,2,3，…，N；N为AGC机组的总机组数，T为时间，r_i为机组i的爬坡速率，ΔP_i为机组i的调节功率，ΔP_i/r_i为机组i从AGC机组开始动作到按速率r_i完成调节功率ΔP_i所需的时间，P_i为机组i的当前有功出力，P_D为系统当前有功出力；P_imax和P_imin分别为机组i发电机的有功出力上限和下限；l为系统的线路编号，l＝1,2,3，…，V；V为系统的线路总数，D_l-i为机组i发电机对线路l的发电分布因子，为断面中线路l的潮流变化量；P_lmax为线路l的最大传输功率；P_l为线路l的当前传输功率；

根据AGC优化调用模型的目标函数和约束条件求解出AGC优化调用模型的目标函数最优解，并根据目标函数最优解将系统的功率缺额分配到各AGC机组。

参照图1，一种基于频率变化率的AGC紧急控制系统，包括：

监测与判断模块，用于实时监测系统的频率变化率，并判断监测的频率变化率是否大于设定的特别紧急区的门槛值，若是，则进入特别紧急区并执行功率缺额计算模块的操作，反之，则继续进行监测；

功率缺额计算模块，用于在特别紧急区，根据扰动瞬间测量的系统的频率变化率计算系统的功率缺额；

AGC调用策略确定模块，用于根据系统的功率缺额判断系统的有功功率缺额与系统有功备用的差值是否大于设定的阈值，若是，则启动切负荷；反之，则启动特别紧急区的AGC调用策略，采用基于最短恢复时间的AGC优化调用模型将系统的功率缺额分配到各AGC机组。

进一步作为优选的实施方式，所述功率缺额计算模块包括：

频率变化率获取单元，用于通过测量获取扰动瞬间系统的频率变化率

惯性时间常数计算单元，用于计算区域内所有发电机总转动惯量的惯性时间常数M，所述惯性时间常数M的计算公式为：其中，n为区域内发电机的总数量，M_j为第j台发电机的惯性时间常数；

功率缺额计算单元，用于根据扰动瞬间系统的频率变化率和惯性时间常数M计算计算系统的功率缺额ΔP，所述系统的功率缺额ΔP的计算公式为：

进一步作为优选的实施方式，所述AGC调用策略确定模块包括：

差值计算单元，用于根据系统的功率缺额ΔP计算系统的有功功率缺额P_LOSS与系统有功备用P_RES的差值P_LOSS-P_RES；

判断单元，用于判断差值P_LOSS-P_RES是否大于设定的经验阈值m，若是，则转至切负荷单元，反之，则转至特别紧急区AGC调用单元；

切负荷单元，用于启动切负荷；

特别紧急区AGC调用单元，用于启动特别紧急区的AGC调用策略，采用基于最短恢复时间的AGC优化调用模型将系统的功率缺额分配到各AGC机组。

进一步作为优选的实施方式，所述AGC调用策略确定模块在启动特别紧急区的AGC调用策略，采用基于最短恢复时间的AGC优化调用模型将系统的功率缺额分配到各AGC机组时依次执行以下操作：

确定AGC优化调用模型的目标函数和约束条件，所述AGC优化调用模型的目标函数表达式为：minT＝min[max_i(ΔP_i/r_i)]，所述AGC优化调用模型的约束条件为：其中，i为系统AGC机组的机组编号，i＝1,2,3，…，N；N为AGC机组的总机组数，T为时间，r_i为机组i的爬坡速率，ΔP_i为机组i的调节功率，ΔP_i/r_i为机组i从AGC机组开始动作到按速率r_i完成调节功率ΔP_i所需的时间，P_i为机组i的当前有功出力，P_D为系统当前有功出力；P_imax和P_imin分别为机组i发电机的有功出力上限和下限；l为系统的线路编号，l＝1,2,3，…，V；V为系统的线路总数，D_l-i为机组i发电机对线路l的发电分布因子，为断面中线路l的潮流变化量；P_lmax为线路l的最大传输功率；P_l为线路l的当前传输功率；

根据AGC优化调用模型的目标函数和约束条件求解出AGC优化调用模型的目标函数最优解，并根据目标函数最优解将系统的功率缺额分配到各AGC机组。

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步解释和说明。

实施例一

针对现有AGC控制策略因指令调节偏于保守而不能保证以最快的速度来恢复系统频率的问题，本发明提出了一种基于频率变化率的AGC紧急控制方法，该方法在现有的AGC控制区域基础上增设了特别紧急区，以监测的频率变化率是否大于设定的特别紧急区的门槛值来决定是否启动特别紧急区的AGC调用策略，并近似计算出故障瞬间的功率缺额，同时以最快减少系统功率缺额为目标来为各机组分配调节功率，为大扰动后系统频率快速恢复提供了一种高效的控制方法，满足了大扰动冲击下的调节需求。

如图1所示，本发明一种基于频率变化率的AGC紧急控制方法包括如下步骤：

步骤1：实时监测系统的频率变化率并判断监测的频率变化率是否大于设定的特别紧急区的门槛值，若是，则进入特别紧急区并执行步骤2，反之，则继续进行监测。

在本实施例中，特别紧急区的门槛值根据电网的先验知识预先设置，是指电网有功功率平衡遭到破坏后系统的频率变化率。在频率紧急控制装置中，一般以微小时间段内频率的变化值来测量，即有：

式(1)中，f(t)为时刻t的系统频率值，f(t-Δt)为时刻t-Δt的系统频率值。

步骤2：根据扰动瞬间测量的系统的频率变化率计算系统的功率缺额ΔP。

当电力系统发生突然的功率缺额时，必然会引起系统频率的降低，而频率降低的程度和下降的初始速度与系统有功功率缺额基本成比例。因此通过测量初始时刻的频率变化率，可以计算出系统当下的功率缺额。

在故障初期考虑机组调速器延时并近似忽略机组旋转备用的调节作用后，系统频率下降的程度和下降的速度主要取决于三个因素：过负荷ΔP的量(即有功功率缺额)，作用于系统的负荷阻尼系数D以及代表区域内所有发电机总转动惯量的惯性时间常数M。

根据相关理论，频率的表达式如下：

其中，K＝1/D和T＝M/D。对上式(2)进行求导，得到系统频率变化率的公式为：

故通过测量扰动瞬间系统的频率变化率，即可计算出系统的功率缺额：

式(4)中，区域内所有发电机总转动惯量的惯性时间常数M为所有机组惯性时间常数之和，如式(5)所示：

式(5)中，n为区域内发电机的总数量，M_j为第j台发电机的惯性时间常数。

步骤3：根据系统的功率缺额判断系统的有功功率缺额与系统有功备用的差值是否大于设定的阈值，若是，则启动切负荷；反之，则启动特别紧急区的AGC调用策略，采用基于最短恢复时间的AGC优化调用模型将系统的功率缺额分配到各AGC机组。

此步骤可进一步细分为如下步骤：

步骤30：根据系统的功率缺额计算系统的有功功率缺额P_LOSS与系统有功备用P_RES的差值P_LOSS-P_RES。

步骤31：判断差值P_LOSS-P_RES是否大于设定的经验阈值m，若是，则执行步骤32，反之，则执行步骤33。

步骤32：启动切负荷。

当电力系统出现大扰动造成较大的有功功率缺额，且大于系统有功备用容量的数值较多时，即使负荷频率特性与系统有功备用共同作用，系统的运行频率也不能稳定于较高的数值而不断下降，此时如果不能采取紧急措施来迅速削减相应容量的负荷，系统将趋于频率崩溃。

因此当计算得出的功率缺额满足式(6)时，应启动切负荷(切负荷是指事故情况下，为维持电力系统的功率平衡和稳定性，将部分负荷从电网上断开)，使得系统频率能够快速恢复，其中，m值根据电网运行经验预先设置。

P_LOSS-P_RES＞m (6)

步骤33：启动特别紧急区的AGC调用策略，采用基于最短恢复时间的AGC优化调用模型将系统的功率缺额分配到各AGC机组。

在系统频率发生较大波动的紧急情况下，AGC调用的原则是要快速增减调节性能较好机组的出力以恢复系统频率，建立考虑频率恢复时间的AGC优化调用模型，然后通过频差实时计算系统功率缺额，从而结合该AGC优化调用模型确定特别紧急区的频差比例系数和增益，并下发系统此时的功率缺额ΔP。设AGC共有N台机组，分配到机组i的有功功率增量为ΔP_i，则以系统中AGC机组达到指定出力的指令时间最小为目标函数，并综合考虑线路过载、机组发电机出力上限和下限的约束，本发明基于最短恢复时间的AGC优化调用模型的具体表达式如下：

目标函数：minT＝min[max_i(ΔP_i/r_i)]

约束条件：

其中，i为系统AGC机组的机组编号，i＝1,2,3，…，N；N为AGC机组的总机组数，T为时间，r_i为机组i的爬坡速率，ΔP_i为机组i的调节功率，ΔP_i/r_i为机组i从AGC机组开始动作到按速率r_i完成调节功率ΔP_i所需的时间，P_i为机组i的当前有功出力，P_D为系统当前有功出力；P_imax和P_imin分别为机组i发电机的有功出力上限和下限；l为系统的线路编号，l＝1,2,3，…，V；V为系统的线路总数，D_l-i为机组i发电机对线路l的发电分布因子(GGDF)，该因子可从调度中心能量管理系统EMS中直接获得；为断面中线路l的潮流变化量；P_lmax为线路l的最大传输功率；P_l为线路l的当前传输功率。

对式(7)求解出AGC优化调用模型的目标函数最优解后，即可根据目标函数最优解对应的各个机组的ΔP_i将系统的功率缺额分配到各AGC机组。

本发明通过实时监测系统的频率变化率来确定是否启动特别紧急区的AGC控制策略，然后根据系统实时频率差值在极小的时间段内估算系统当前的功率缺额，并考虑了频率的恢复时间，建立了基于最短恢复时间的AGC优化调用模型，实现了系统频率的快速恢复，降低了传统AGC策略在大功率缺额时AGC调节指令的保守性，克服了AGC在按机组容量分配有功调节量时机组的响应时间不一和频率恢复慢的缺陷。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种基于频率变化率的AGC紧急控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

实时监测系统的频率变化率，并判断监测的频率变化率是否大于设定的特别紧急区的门槛值，若是，则进入特别紧急区并执行下一步操作，反之，则继续进行监测；

在特别紧急区，根据扰动瞬间测量的系统的频率变化率计算系统的功率缺额；

根据系统的功率缺额判断系统的有功功率缺额与系统有功备用的差值是否大于设定的阈值，若是，则启动切负荷；反之，则启动特别紧急区的AGC调用策略，采用基于最短恢复时间的AGC优化调用模型将系统的功率缺额分配到各AGC机组。

2.根据权利要求1所述的一种基于频率变化率的AGC紧急控制方法，其特征在于：所述在特别紧急区，根据扰动瞬间测量的系统的频率变化率计算系统的功率缺额这一步骤，其包括：

通过测量获取扰动瞬间系统的频率变化率

计算区域内所有发电机总转动惯量的惯性时间常数M，所述惯性时间常数M的计算公式为：其中，n为区域内发电机的总数量，M_j为第j台发电机的惯性时间常数；

根据扰动瞬间系统的频率变化率和惯性时间常数M计算计算系统的功率缺额ΔP，所述系统的功率缺额ΔP的计算公式为：

3.根据权利要求2所述的一种基于频率变化率的AGC紧急控制方法，其特征在于：所述通过测量获取扰动瞬间系统的频率变化率这一步骤，其包括：

在特别紧急区测量扰动发生后系统在时间段Δt内的频率变化值Δf，所述频率变化值Δf的计算公式为：Δf＝f(t)-f(t-Δt)，其中，f(t-Δt)和f(t)分别为扰动发生前或扰动发生瞬间和扰动发生Δt后系统的频率，Δt→0；

根据时间段Δt和频率变化值Δf计算扰动瞬间系统的频率变化率所述扰动瞬间系统的频率变化率的计算公式为：

4.根据权利要求2所述的一种基于频率变化率的AGC紧急控制方法，其特征在于：所述根据系统的功率缺额判断系统的有功功率缺额与系统有功备用的差值是否大于设定的阈值，若是，则启动切负荷；反之，则启动特别紧急区的AGC调用策略，采用基于最短恢复时间的AGC优化调用模型将系统的功率缺额分配到各AGC机组这一步骤，其包括：

S1、根据系统的功率缺额ΔP计算系统的有功功率缺额P_LOSS与系统有功备用P_RES的差值P_LOSS-P_RES；

S2、判断差值P_LOSS-P_RES是否大于设定的经验阈值m，若是，则执行步骤S3，反之，则执行步骤S4；

S3、启动切负荷；

S4、启动特别紧急区的AGC调用策略，采用基于最短恢复时间的AGC优化调用模型将系统的功率缺额分配到各AGC机组。

5.根据权利要求2所述的一种基于频率变化率的AGC紧急控制方法，其特征在于：所述基于最短恢复时间的AGC优化调用模型，以系统中AGC机组达到指定出力的指令时间最小为目标函数，并综合考虑线路过载、机组发电机出力上限和下限的约束。

6.根据权利要求2-5任一项所述的一种基于频率变化率的AGC紧急控制方法，其特征在于：所述启动特别紧急区的AGC调用策略，采用基于最短恢复时间的AGC优化调用模型将系统的功率缺额分配到各AGC机组这一步骤，其包括：

确定AGC优化调用模型的目标函数和约束条件，所述AGC优化调用模型的目标函数表达式为：min T＝min[max_i(ΔP_i/r_i)]，所述AGC优化调用模型的约束条件为：其中，i为系统AGC机组的机组编号，i＝1,2,3，…，N；N为AGC机组的总机组数，T为时间，r_i为机组i的爬坡速率，ΔP_i为机组i的调节功率，ΔP_i/r_i为机组i从AGC机组开始动作到按速率r_i完成调节功率ΔP_i所需的时间，P_i为机组i的当前有功出力，P_D为系统当前有功出力；P_{i max}和P_{i min}分别为机组i发电机的有功出力上限和下限；l为系统的线路编号，l＝1,2,3，…，V；V为系统的线路总数，D_l-i为机组i发电机对线路l的发电分布因子，为断面中线路l的潮流变化量；P_{l max}为线路l的最大传输功率；P_l为线路l的当前传输功率；

根据AGC优化调用模型的目标函数和约束条件求解出AGC优化调用模型的目标函数最优解，并根据目标函数最优解将系统的功率缺额分配到各AGC机组。

7.一种基于频率变化率的AGC紧急控制系统，其特征在于：包括：

监测与判断模块，用于实时监测系统的频率变化率，并判断监测的频率变化率是否大于设定的特别紧急区的门槛值，若是，则进入特别紧急区并执行功率缺额计算模块的操作，反之，则继续进行监测；

功率缺额计算模块，用于在特别紧急区，根据扰动瞬间测量的系统的频率变化率计算系统的功率缺额；

AGC调用策略确定模块，用于根据系统的功率缺额判断系统的有功功率缺额与系统有功备用的差值是否大于设定的阈值，若是，则启动切负荷；反之，则启动特别紧急区的AGC调用策略，采用基于最短恢复时间的AGC优化调用模型将系统的功率缺额分配到各AGC机组。

8.根据权利要求7所述的一种基于频率变化率的AGC紧急控制系统，其特征在于：所述功率缺额计算模块包括：

频率变化率获取单元，用于通过测量获取扰动瞬间系统的频率变化率

惯性时间常数计算单元，用于计算区域内所有发电机总转动惯量的惯性时间常数M，所述惯性时间常数M的计算公式为：其中，n为区域内发电机的总数量，M_j为第j台发电机的惯性时间常数；

功率缺额计算单元，用于根据扰动瞬间系统的频率变化率和惯性时间常数M计算计算系统的功率缺额ΔP，所述系统的功率缺额ΔP的计算公式为：

9.根据权利要求8所述的一种基于频率变化率的AGC紧急控制系统，其特征在于：所述AGC调用策略确定模块包括：

差值计算单元，用于根据系统的功率缺额ΔP计算系统的有功功率缺额P_LOSS与系统有功备用P_RES的差值P_LOSS-P_RES；

判断单元，用于判断差值P_LOSS-P_RES是否大于设定的经验阈值m，若是，则转至切负荷单元，反之，则转至特别紧急区AGC调用单元；

切负荷单元，用于启动切负荷；

特别紧急区AGC调用单元，用于启动特别紧急区的AGC调用策略，采用基于最短恢复时间的AGC优化调用模型将系统的功率缺额分配到各AGC机组。

10.根据权利要求8或9所述的一种基于频率变化率的AGC紧急控制系统，其特征在于：所述AGC调用策略确定模块在启动特别紧急区的AGC调用策略，采用基于最短恢复时间的AGC优化调用模型将系统的功率缺额分配到各AGC机组时依次执行以下操作：

确定AGC优化调用模型的目标函数和约束条件，所述AGC优化调用模型的目标函数表达式为：min T＝min[max_i(ΔP_i/r_i)]，所述AGC优化调用模型的约束条件为：其中，i为系统AGC机组的机组编号，i＝1,2,3，…，N；N为AGC机组的总机组数，T为时间，r_i为机组i的爬坡速率，ΔP_i为机组i的调节功率，ΔP_i/r_i为机组i从AGC机组开始动作到按速率r_i完成调节功率ΔP_i所需的时间，P_i为机组i的当前有功出力，P_D为系统当前有功出力；P_{i max}和P_{i min}分别为机组i发电机的有功出力上限和下限；l为系统的线路编号，l＝1,2,3，…，V；V为系统的线路总数，D_l-i为机组i发电机对线路l的发电分布因子，为断面中线路l的潮流变化量；P_{l max}为线路l的最大传输功率；P_l为线路l的当前传输功率；

根据AGC优化调用模型的目标函数和约束条件求解出AGC优化调用模型的目标函数最优解，并根据目标函数最优解将系统的功率缺额分配到各AGC机组。