基于agc的機組控制模式自適應切換方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種基于AGC的機組控制模式自適應切換方法，屬于電力系統控制技 術領域。
【背景技術】
[0002] 目前，電網調度自動化系統的自動發電控制（AGC)應用中機組有功控制模式采用 人工設定、手動修改的方式，AGC應用未給出機組控制模式配置的建議方案，調度員僅能根 據電網工況憑借經驗修改機組控制模式，改變機組獲取目標出力的方式，從而使電網調節 性能、控制效果受到人為因素影響，不利于電網調控行為的優化。
[0003] AGC應用作為電網實時控制的重要環節，承擔著電網安全穩定運行、頻率穩定和聯 絡線、電量考核的重要職責，隨著特高壓交直流輸電工程建設和投運、風電、光伏等間歇性 電源大規模并網，新的電網形態的形成和電源發電方式的重大變化對電網安全控制和平衡 控制提出了更高的要求。
[0004] 文獻一《有功調度超前控制和在線水火電協調控制策》（電力系統自動化2008年 第32卷第22期第16頁）披露了一種超短期負荷預測的實際應用模型和水火電機組協調 控制解決構架，著重探討了電網實時調度與控制平衡控制策略。文中提出基于超短期負荷 預測超前控制策略，探討了實時調度系統中，利用超短期負荷預測結果分別各時間級計劃 和AGC調節需求的方法，實現調度多時間級負荷的精細化調度。水火電機組協調控制架構， 根據水火電機組控制性能特點，探討了電網實時控制中水火電機組解耦控制方法，實現控 制策略優化和CPS指標改善。文獻一所提出的超前控制和水火電協調控制技術，建立在日 前、日內、實時發電計劃和AGC控制多級調度框架基礎上，借助于負荷預測手段對擾動逐級 修正。然而上述技術仍是在機組控制模式已給定，并且全網機組模式配置合理的條件下才 能適用，不合理的機組控制模式設置，將影響機組在電網擾動調節參與度，進而影響計劃超 前負荷調整量及AGC閉環控制性能。
[0005] 文獻二《NON-AGC機組協同AGC機組的高峰調度模型》（電力系統自動化2007年 第31卷第3期第9頁）披露了一種在線調度時間級非AGC機組與AGC機組、BLO型AGC機 組與BLR型AGC機組協調機制和策略，著重探討了電網高峰運行時3類機組的協調優化模 型。文章提出的機組協調機制和策略，適用于電網在線調度時間級內，利用非AGC機組協調 解困BLO型AGC機組和BLO型機組協調解困BLR型AGC機組，以提高負荷跟蹤能力、減輕 BLR型AGC機組調節負擔。文獻二提出的協調機制和策略，通過調節容量、機組調節限值校 驗確定待轉移調節容量，建立含功率平衡協調約束的3類機組協調模型。針對調節容量匱 乏的界定標志未計及為滿足電網控制性能指標的額外調節需求，同時容量轉移也僅限定于 固定模式的機組之間，但是未涉及控制模式切換協調備用的方法。
[0006] 文獻三《滿足互聯電網CPS標準的AGC最小調節容量研宄》（中國電機工程學報 2009年第29卷第13期第59頁）披露了一種互聯電網CPS標準下的AGC最小調節速率的 數學模型，著重探討了CPS考核標準下AGC調節備用確定方法。文章提出的最小速率數學 模型，可作為調節備用參考依據，但是考慮到模型復雜程度和求解難度，計算結果可解釋性 較差，應用于實際電網會存在困難。文獻三提出的AGC機組最小速率模型，將CPS1、CPS2指 標限值作為模型不等式約束條件，形成多約束混合整數非線性規劃問題。然而，互聯電網中 CPS指標不僅與本控制區擾動有關，而且與外控制區擾動有關。作為CPS指標中關鍵變量， 系統頻差與全網有功平衡狀態有關，簡單的將頻差作為自變量或因變量并不合適。與此同 時，調節備用釋放不僅與機組類型有關，而且與機組控制模式有關。
[0007] 上述的三篇文獻，均未涉及如何給出機組控制模式配置及切換的建議方案，以保 證機組獲取目標出力的方式，使電網調節性能、控制效果佳，有利于電網調控行為的優化。
【發明內容】
[0008] 本發明所解決的技術問題是傳統的AGC機組控制模式人工修改、方式固定的特點 已經無法滿足電網實時運行控制的要求的問題。本發明的基于AGC的機組控制模式自適應 切換方法，在檢測到電網系統不滿足調節備用模型計算的約束條件時，啟用模式切換策略 擴充AGC調節備用、恢復AGC調節裕度，從而提升擾動抵御能力，優化ACE動態調節過程，有 利于電網調控行為的優化，具有良好的應用前景。
[0009] 為了達到上述的目的，本發明所采用的技術方案如下：
[0010] 一種基于AGC的機組控制模式自適應切換方法，其特征在于：包括以下步驟，
[0011] 步驟（1)，將AGC機組控制模式進行分類，根據基點功率模式以及電網負荷擾動調 節責任不同，分為固定基點模式和浮動基點模式兩類；
[0012] 步驟（2)，建立滿足CPS標準的AGC調節備用模型；
[0013] 步驟（3)，基于動態發電評分的有功控制策略，建立機組調節速率、調節精度、可調 容量比例和調節備用工況的動態發電評分模型；
[0014] 步驟（4)，根據動態發電評分模型，得到各AGC機組的動態發電評分權重系數；
[0015]步驟（5)，實時監視電網運行工況和系統備用情況，當系統中浮動基點模式機組總 調節備用無法滿足負荷擾動調節、CPS指標最小調節容量要求時，則執行步驟（6);
[0016] 步驟（6)，啟動考慮CPS標準的控制模式切換策略，將系統中固定基點模式的AGC 機組轉為浮動基點模式，以擴充AGC調節備用；
[0017] 步驟（7)，AGC調節過程中根據動態發電評分權重系數，按照比例或優先級原則分 配區域調節量，優化ACE動態調節過程，釋放模式切換前浮動基點模式機組承擔的擾動調 節容量；
[0018] 步驟（8)，當系統中浮動基點模式機組的調節備用滿足AGC調節備用模型的最小 調節備用要求，并且模式切換后累計用時超過切換周期時，將模式切換后的浮動基點機組 集中返回為固定基點模式。
[0019] 前述的基于AGC的機組控制模式自適應切換方法，其特征在于：步驟（1)所述固定 基點模式為基點功率不隨電網系統的負荷變化而變化，跟蹤實時發電計劃、日前計劃或調 度員設置值，基點功率取計劃當前值、或人工給定值，屬于趨勢跟蹤，實現超前負荷跟蹤功 能；所述浮動基點模式為基點功率隨電網系統負荷變化而變化，參與區域ACE調節，基點功 率取實際出力或可調容量比例分配值，調節功率由區域總調節功率分配得到，屬于滯后閉 環控制，實現負荷波動的無差調節。
[0020] 前述的基于AGC的機組控制模式自適應切換方法，其特征在于：步驟（2)建立滿足 CPS標準的AGC調節備用模型的方法為，
[0021] (1)根據ACE歷史數據服從正態分布的特點，ACE?N(y，〇 2)，確定CPS標準的 調節最小分量，調節備用至少滿足90%的ACE波動概率下CPS標準指標考核要求，確定滿足 CPS標準考核指標的最小調節備用容量Peps，min;
[0022] (2)根據公式（1)所示，確定實時AGC調節備用需求，建立AGC調節備用模型P,v AUTO?
【主權項】
1. 基于AGC的機組控制模式自適應切換方法，其特征在于：包括以下步驟， 步驟（1)，將AGC機組控制模式進行分類，根據基點功率模式以及電網負荷擾動調節責 任不同，分為固定基點模式和浮動基點模式兩類； 步驟（2)，建立滿足CPS標準的AGC調節備用模型； 步驟（3)，基于動態發電評分的有功控制策略，建立機組調節速率、調節精度、可調容量 比例和調節備用工況的動態發電評分模型； 步驟（4)，根據動態發電評分模型，得到各AGC機組的動態發電評分權重系數； 步驟（5)，實時監視電網運行工況和系統備用情況，當系統中浮動基點模式機組總調節 備用無法滿足負荷擾動調節、CPS指標最小調節容量要求時，則執行步驟（6); 步驟（6)，啟動考慮CPS標準的控制模式切換策略，將系統中固定基點模式的AGC機組 轉為浮動基點模式，以擴充AGC調節備用； 步驟（7)，AGC調節過程中根據動態發電評分權重系數，按照比例或優先級原則分配區 域調節量，優化ACE動態調節過程，釋放模式切換前浮動基點模式機組承擔的擾動調節容 量； 步驟（8)，當系統中浮動基點模式機組的調節備用滿足AGC調節備用模型的最小調節 備用要求，并且模式切換后累計用時超過切換周期時，將模式切換后的浮動基點機組集中 返回為固定基點模式。
2. 根據權利要求1所述的基于AGC的機組控制模式自適應切換方法，其特征在于：步 驟（1)所述固定基點模式為基點功率不隨電網系統的負荷變化而變化，跟蹤實時發電計 劃、日前計劃或調度員設置值，基點功率取計劃當前值、或人工給定值，屬于趨勢跟蹤，實現 超前負荷跟蹤功能；所述浮動基點模式為基點功率隨電網系統負荷變化而變化，參與區域 ACE調節，基點功率取實際出力或可調容量比例分配值，調節功率由區域總調節功率分配得 到，屬于滯后閉環控制，實現負荷波動的無差調節。
3. 根據權利要求1所述的基于AGC的機組控制模式自適應切換方法，其特征在于：步 驟（2)建立滿足CPS標準的AGC調節備用模型的方法為， (1) 根據ACE歷史數據服從正態分布的特點，ACE?N(y，〇2)，確定CPS標準的調節 最小分量，調節備用至少滿足90%的ACE波動概率下CPS標準指標考核要求，確定滿足CPS 標準考核指標的最小調節備用容量Peps，min; (2) 根據公式（1)所示，確定實時AGC調節備用需求，建立AGC調節備用模型P"A_，
其中，為分鐘級負荷波動分量；丫i為機組i負荷率；Pou為機組i額定出力； △Pa#為未來負荷變化量；為未來聯絡線計劃調整量；P〇>S，min為滿足CPS標準考核 指標的最小調節備用容量Peps，min;ieAUTO表示機組i控制模式為浮動基點模式；jgALL 表示機組j為AGC機組，包含浮動基點模式和固定基點模式機組。
4. 根據權利要求1所述的基于AGC的機組控制模式自適應切換方法，其特征在于：步 驟（8)當系統中浮動基點模式機組為不包含固定基點模式轉換的浮動基點模式機組。
【專利摘要】本發明公開了一種基于AGC的機組控制模式自適應切換方法，包括將AGC機組控制模式分為固定基點模式和浮動基點模式兩類；建立滿足CPS標準的AGC調節備用模型；建立動態發電評分模型；得到各AGC機組的動態發電評分權重系數；實時監視電網運行工況和系統備用情況，當系統中浮動基點模式機組總調節備用無法滿足負荷擾動調節、CPS指標最小調節容量要求時，將固定基點模機組轉為浮動基點模式；優化ACE動態調節過程，釋放浮動基點模式機組的擾動調節容量；當系統調節備用滿足AGC調節備用約束時，將模式切換后的浮動基點機組集中返回為固定基點模式。本發明有利于電網調控行為的優化，具有良好的應用前景。
【IPC分類】H02J3-24
【公開號】CN104578113
【申請號】CN201510003987
【發明人】徐瑞, 滕賢亮, 吳繼平, 丁恰, 高宗和, 戴則梅, 仇晨光, 張小白, 錢玉妹, 于昌海
【申請人】國電南瑞科技股份有限公司, 江蘇省電力公司, 國電南瑞南京控制系統有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月5日