專利名稱：互聯電網分級調頻控制方法
技術領域：
本發明屬電力系統控制領域，更準確地說本發明涉及一種應用于區域互聯大電網分級調頻技術，應用該技術可充分利用區域總調和分省調度區內調頻資源，在全區域范圍內實施機組優化控制，在有效避免區域內部聯絡線大范圍波動的前提下實現跨區調頻資源互補，提高區域頻率質量，有利于電網安全穩定運行。
背景技術：
隨著經濟的快速發展，電網的規模與日俱增，區域電網逐漸演化成為遠距離、超高壓、大容量輸電，交直流并聯運行的大電網。目前，區域電網的調頻模式為兩級調度模式， 各省級控制區域采用TBC控制模式，維持區域的功率平衡。在各省級電網中除了省控制區調度的機組外，還存在獨立的由區域電網調度部門調直接調度的機組，直調機組不承擔主要調頻，一般按照計劃曲線發電，只在頻率偏差大的情況下進行臨時性的輔助調頻。隨著電網的快速發展，當前的調頻模式與電網電源分布、負荷特性、負荷分布的變化已不相適應。 雖然總調直接調度機組的裝機容量持續大幅增加，但直調機組尚未在全網調頻中發揮與其地位相對應的作用，全網頻率質量的進一步提高已嚴重受限。因此，由于區域總調及各省區調度系統均有獨立的自動發電控制系統(AGC)，各調度機構AGC系統按照各自需求進行發電控制，控制策略單一而缺乏配合，區域頻率調節效果改善有限。隨著電網一體化程度不斷提高，這種各自為政的調頻模式已經完全不能滿足電網的發展需要，為此，深入研究區域互聯大電網分級調頻技術具有重大的現實意義。文獻一《互聯電網AGC分層控制與CPS控制策略》(電力系統自動化2004年第28 卷第1期第78頁)披露了一種基于TBC控制模式下的網省調AGC分層控制與協調技術， 并探討了 CPS考核標準下的新的AGC控制策略。該文章所探討的分層控制技術主要是為我國大區域互聯系統所服務，著重探討的是我國當前分級調度體系下網調與省調之間控制策略的協調與配合。但文章中探討的網調與省調之間控制策略的協調主要是指在上級調度 AGC中建立所轄各省區在內的AGC多控制區域模型，通過對各個分區的ACE集中進行計算、 下發，以避免由于采樣數據不同時所造成的AGC超調或欠調，這種協調耦合松散，網調并不能直接對中調機組進行直接控制，并且各個省調AGC控制能力參差不齊，網調對各個省調自動發電控制策略沒有分級協調，網省分級協調控制效果較差。文獻二《多區域自動發電控制軟件的開發與應用》(電網技術2003年第27卷第7 期第25頁)披露了一種基于CC一2000調度自動化平臺開發的多區域控制AGC軟件，介紹了多區域控制AGC軟件的數據庫結構、控制程序及用戶界面。文獻二對多區域控制技術的實現構架進行了詳細的介紹，和文獻一類似，文章提出的分區AGC控制技術可適用于我國目前的多級調度體系，但無法解決區域大電網控制區域內部的調頻資源的分級優化利用問題。文獻三《基于多區域的AGC多目標協調控制方法》(電力系統自動化2010年第34 卷第16期第55頁)提出了一種基于多區域的AGC多目標協調控制方法。主控制區負責全網的區域控制偏差(ACE)，各分控制區負責控制其對外聯絡線構成的穩定斷面，并在緊急情況下協助主控制區控制全網的ACE，該方法可方便地實現全網多目標的協調控制，有利于在保證電網的安全和優質運行。文獻三提到的基于多區域的AGC多目標協調控制方法是傳統AGC目標和某個控制區域內部斷面控制目標之間協調，該方法并未考慮互聯電網區域內部多個省級電網的分級頻率控制。經初步檢索，暫未發現有與本發明內容相關的專利條目。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種區域互聯大電網調頻方法可以解決區域大電網控制區域內部的調頻資源的分級優化利用問題。為了實現上述目的，本發明是采取以下的技術方案來實現的 一種互聯電網分級調頻方法，其特征在于，包括下列步驟
1)在互聯電網系統中建立一個主控制區域，實施互聯電網的常規區域控制，主控制區域的主要控制目標明確為維持電網的頻率在控制范圍內，主控制區域建模時必須包含控制區域的頻率測點，當區域參與互聯電網聯絡線調整時，還需要定義聯絡線交換功率以及計劃值測點；
2)在主控制區域內部建立多個省調控制區；
3)每個省調區域都具備量測讀取，ACE和調節功率的計算功能，但只有總調直調區域實施以頻率為目標的有功控制，各個省調區域自動發電控制采用積分控制，以聯絡線交換功率作為控制目標，緊急情況下采用比例控制；
4)對各個省調控制區進行控制區域邊界改造，形成閉合控制區模型，將本省區域內直調機組作為廣義聯絡線，ACE計算模型中減去廣義聯絡線交換功率，將原有非封閉控制區模型修正為封閉控制區；
5)對主控制區內部機組進行分區，機組按照地理區域所屬分配到各省調控制區域；
6)各個分省區域內的機組承擔省調區域的調節功率需求，與各省調自身的AGC功能協調控制；
7)完善機組控制模式，以機組的發電計劃為基準，上下擴充一定的帶寬，形成計劃值調整帶，機組只能在此計劃值調整帶范圍內上下調節；
8)在保證區域內部穩定斷面安全穩定運行的前提下，根據機組所屬地理區域和機組調節性能，建立機組調用序位表；
9)在建立機組調用序位表的同時，將直調機組按照其實際所在地理位置，相應劃分為若干分組；
10)當主控制區域發生正常波動時，主調機組以定頻率控制模式為目標按照機組調用序位表對機組下發增減出力指令消除正常功率波動導致的區域調節需求；
11)當區域發生大擾動時，按照各省控制區的ACE數值與頻率偏差的關系，判定各省控制區是否為擾動發生區；位于擾動發生區的分組之間按照相應省控制區ACE數值的大小比例分擔全ACE進行調節分配；
12)主控制區根據擾動控制區優先調用對應的機組進行擾動消除，必要時為保證頻率質量按機組調用序位表調用對應機組進行輔助頻率控制控制。前述的互聯電網分級調頻方法，其特征在于在所述步驟4)中，省級控制區域ACE 封閉區域建模過程中，建立的電網控制模型時，將區域內部所有的直調電廠視作一獨立區域，省調控制建模中將直調機組排除在外，構成一個虛擬的封閉區域，虛擬的封閉區域ACE 的計算方式為原有ACE計算方式的基礎上再減去直調電廠的發電功率，再對封閉區域實施 TBC (Tie-line Load Frequency Bias Control 聯絡線和頻率偏差控制)控制。前述的互聯電網分級調頻方法，其特征在于在所述步驟12)中，若擾動發生區關聯分組的直調機組調節容量不足，則按照就近消除原則，按機組離擾動區的電氣距離序位表調用。本發明提供的一種區域互聯大電網分級調頻方法，由區域電網總調負責全網的頻率控制，計算全網的調頻容量需求，根據全網調頻資源的分布情況，將調節量分配到各省網調度機構與直調機組，通過全網內資源的最優調度實現頻率的最快恢復。同時，打破原有的功率就地平衡機制，優先調用擾動區的控制資源，實現功率平衡。擾動大時非擾動區域資源加入調節，在同等情況下，優先調用品質優良的資源，盡可能的考慮減少聯絡線功率的波動。
具體實施例方式在本發明中，披露了一種省級控制區域ACE封閉區域建模方法。在建立的電網控制模型時，如果控制區域內部存在直調電廠，直調電廠出力變化會引起對外聯絡線輸出功率的變化，影響ACE的計算，省調機組依據ACE調節時可能與直調機組的動作相矛盾。為使直調廠的調節不對省區的控制造成不利影響，省調控制建模中需將直調機組排除在外，構成一個虛擬的封閉區域。將所有的直調電廠視作一獨立區域，對封閉區域實施TBC控制， ACE實質上是反映本區域的有功不平衡功率，只要控制各控制區的ACE為0，就實現了有功功率的就地平衡。在本發明中，披露了一種機組優化調用策略。在互聯大電網內部存在大量地理位置和調節性能相差很大的機組，在電網有功控制時，為了實現交換計劃和控制指標的順利完成，同時保證總調控制區機組參與調頻時不導致輸電斷面越限，可對機組進行排序，形成有功調整機組序位表，在總調進行有功調節時按機組序位表順序調用機組在系統低周時順序調用、高周時倒序調用。在建立機組調用序位表的基礎上，再進行擾動區優化調用。首先按照各省控制區的ACE數值與頻差的關系，判定各省控制區是否為擾動發生區。直調機組按照其實際所在地理位置，相應劃分為若干分組。位于擾動發生區的分組之間按照相應省控制區ACE數值的大小比例分擔全ACE進行調節分配。若擾動發生區關聯分組的直調機組調節容量不足，則按照就近消除原則，按機組離擾動區的電氣距離序位表調用。在本發明中，披露了一種互聯電網分級調頻控制方法。在互聯電網系統中建立一個主控制區域，實施互聯電網的常規區域控制，控制目標維持電網的頻率在控制范圍內，同時在主控制區域內部建立多個省調控制區，每個省調區域都具備量測讀取，ACE和調節功率的計算等功能，但只有總調區域實施以頻率為目標的有功控制，其它區域僅作為對各省調間聯絡線和省調區域控制效果的監視。各個省調區域自動發電控制系統采用積分控制，以聯絡線交換功率作為控制目標，緊急情況下采用比例控制。當主控制區內由于負荷正常波動有調節需求時，按機組序位表順序調用機組。當有擾動發生時，按照各省控制區的ACE數值與頻率偏差的關系，判定各省控制區是否為擾動發生區，位于擾動發生區的機組按照相應省控制區ACE數值的大小比例分擔全部ACE進行調節分配。若擾動發生區關聯分組的直調機組調節容量不足，則按照就近消除原則，按機組離擾動區的電氣距離序位表調用機組。
本發明按照優選實施例進行了說明，應當理解，但上述實施例不以任何形式限定本發明，凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術方案，均落在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種互聯電網分級調頻方法，其特征在于，包括下列步驟1)在互聯電網系統中建立一個主控制區域，實施互聯電網的常規區域控制，主控制區域的主要控制目標明確為維持電網的頻率在控制范圍內，主控制區域建模時必須包含控制區域的頻率測點，當區域參與互聯電網聯絡線調整時，還需要定義聯絡線交換功率以及計劃值測點；2)在主控制區域內部建立多個省調控制區；3)每個省調區域都具備量測讀取、ACE和調節功率的計算功能，但只有總調直調區域實施以頻率為目標的有功控制，各個省調區域自動發電控制采用積分控制，以聯絡線交換功率作為控制目標，緊急情況下采用比例控制；4)對各個省調控制區進行控制區域邊界改造，形成閉合控制區模型，將本省區域內直調機組作為廣義聯絡線，ACE計算模型中減去廣義聯絡線交換功率，將原有非封閉控制區模型修正為封閉控制區；5)對主控制區內部機組進行分區，機組按照地理區域所屬分配到各省調控制區域；6)各個分省區域內的機組承擔省調區域的調節功率需求，與各省調自身的AGC功能協調控制；7)完善機組控制模式，以機組的發電計劃為基準，上下擴充一定的帶寬，形成計劃值調整帶，機組只能在此計劃值調整帶范圍內上下調節；8)在保證區域內部穩定斷面安全穩定運行的前提下，根據機組所屬地理區域和機組調節性能，建立機組調用序位表；9)在建立機組調用序位表的同時，將直調機組按照其實際所在地理位置，相應劃分為若干分組；10)當主控制區域發生正常波動時，主調機組以定頻率控制模式為目標按照機組調用序位表對機組下發增減出力指令消除正常功率波動導致的區域調節需求；11)當區域發生大擾動時，按照各省控制區的ACE數值與頻率偏差的關系，判定各省控制區是否為擾動發生區；位于擾動發生區的分組之間按照相應省控制區ACE數值的大小比例分擔全ACE進行調節分配；12)主控制區根據擾動控制區優先調用對應的機組進行擾動消除，必要時為保證頻率質量按機組調用序位表調用對應機組進行輔助頻率控制控制。
2.根據權利要求1所述的互聯電網分級調頻方法，其特征在于在所述步驟4)中，省級控制區域ACE封閉區域建模過程中，建立的電網控制模型時，將區域內部所有的直調電廠視作一獨立區域，省調控制建模中將直調機組排除在外，構成一個虛擬的封閉區域，虛擬的封閉區域ACE的計算方式為原有ACE計算方式的基礎上再減去直調電廠的發電功率，再對封閉區域實施TBC控制。
3.根據權利要求1所述的互聯電網分級調頻方法，其特征在于在所述步驟12)中，若擾動發生區關聯分組的直調機組調節容量不足，則按照就近消除原則，按機組離擾動區的電氣距離序位表調用。
全文摘要
本發明公開了一種區域互聯大電網分級調頻方法，由區域電網總調負責全網的頻率控制，計算全網的調頻容量需求，根據全網調頻資源的分布情況，將調節量分配到各省網調度機構與直調機組，通過全網內資源的最優調度實現頻率的最快恢復。同時，打破原有的功率就地平衡機制，優先調用擾動區的控制資源，實現功率平衡。擾動大時非擾動區域資源加入調節，在同等情況下，優先調用品質優良的資源，盡可能的考慮減少聯絡線功率的波動。
文檔編號H02J3/02GK102510063SQ20111034686
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月7日 優先權日2011年11月7日
發明者劉淼, 盧明富, 吳繼平, 張坤, 張小白, 張昆, 戴則梅, 滕賢亮, 王堅, 袁飛, 高宗和 申請人:中國南方電網有限責任公司, 國電南瑞科技股份有限公司