一種基于同步協調控制的火電廠全功率控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電網控制技術領域，尤其涉及一種基于同步協調控制的火電廠全功率 控制方法。
【背景技術】
[0002] 隨著我國電網發展步入以"大容量、高參數、自動化"為標志的新階段，電力系統自 動發電控制(AGC)技術和自動電壓控制(AVC)技術已成為調度自動化的必要手段。通過自動 發電控制系統來及時調節系統內并聯運行機組的輸入功率，維持電網的有功功率平衡，保 證電力系統的頻率在允許的頻率范圍內。同時，通過自動電壓控制系統來及時調節各個廠 站內的無功出力，維持電網的無功電壓平衡，確保電網電壓在允許的安全范圍之內。從某種 意義上來說，火電廠的全功率控制系統不僅是現代電網控制中心維持電源和負荷兩者功率 平衡和維持電網無功電壓平衡的一種有效技術手段，也是保證電能質量的主要方法和重要 措施，可以提高電網運行的安全性、經濟性和可靠性。
[0003] 目前火電廠的全功率控制系統一般都是自動發電控制(AGC)系統和自動電壓控制 (AVC)系統互相獨立，是一個異步控制過程。由自動發電控制系統實現有功功率的自動跟蹤 調節，維持電網的有功功率平衡和系統頻率在允許范圍，而由自動電壓控制系統來實現電 網的無功電壓平衡和火電廠內各機組的無功合理分配。在實際應用中，由于二者是異步控 制過程，在機組是恒功率因數運行方式下，自動發電控制系統在對機組進行有功功率調節 的時候，由于沒有考慮需要同時對機組的無功功率進行同步協調控制，因而機組無功功率 也會隨著有功功率變化而變化，改變了無功電壓平衡狀態，進而會造成系統電壓的波動，影 響到系統電壓的平穩。
【發明內容】
[0004] 基于【背景技術】存在的技術問題，本發明提出了一種基于同步協調控制的火電廠全 功率控制方法。
[0005] 本發明提出的一種基于同步協調控制的火電廠全功率控制方法，包括以下步驟：
[0006] Sl、預設自動發電控制系統的負荷優化目標函數，負荷優化目標函數為：
[0007]
，B表示全廠總的標準煤耗量，Bi表示第i臺機組的標準煤耗 量，P1表示第i臺機組的有功功率，F1(P1)表示第i臺機組的煤耗特性方程，η表示全廠并列運 行機組數量；
[0008] S2、預設負荷優化分配的安全約束條件，安全約束條件為：
[0009] 其中，？_表示全廠總有功負荷目標值，Pimin表示第i 臺機組承擔功率的下限值，Pimax表示第i臺機組承擔功率的上限值；
[0010] S3、結合負荷優化目標函數和安全約束條件構建自動發電控制系統的負荷優化分 配模型；
[0011] S4、根據優化分配模型，計算全廠總的標準煤耗量B最小時各機組的有功功率 計算值，并根據Pimin < Pi < Pimax確定各機組的有功功率Pi對應的有功功率目標值 P i agc t arg et ；
[0012] S5、根據預設的功率因數計算模型，結合各機組的有功功率目標值P1^t arg et計 算無功協調控制目標功率因數eGS& ;
[0013] S6、分別將各機組的有功功率目標值Pmt arg et和無功協調控制目標功率因數 cos仍,下發至各機組的協調控制系統進行協調控制。
[0014] 優選地，步驟Sl中，設置全廠各機組煤耗特性為:Bi = Fi(Pi)=ai+biPi+CiPi2。
[0015] 優選地，步驟S4中，全廠各并列機組以同一耗量微增率運行時，全廠總的標準煤耗 量B最小。
[0016] 優選地，步驟S4具體分為以下步驟：
[0017] S41、根據優化分配模型，計算全廠總的標準煤耗量B最小時各機組的有功功率P1 的計算值；
[0018] S42、根據有功功率Pi的計算值，令超過復合限定值的有功功率Pi承擔邊界負荷，當 agc_t arg et Pi min，當 Pi > Pimax 時，取Pi_ agc_t arg et Pi max；
[0019] S43、排除承擔邊界負荷的機組，對余下的機組返回步驟S41再進行優化分配計算， 直至獲得全部機組的有功功率目標值Py gC^t _ et。
[0020] 優選地，步驟S4中根據負荷優化分配模型，通過構造格朗日函數，求取在負荷平衡 條件下的目標函數的極小值；
[0021] 格朗日函數為
）λ為拉格朗日因子。
[0022] 優選地，功率因數計算模型為
為機組的目標功率因數。
[0023] 優選地，機組的目標功率因數CQS根據各機組的無功功率實時值計算。
[0024] 本發明提供的一種基于同步協調控制的火電廠全功率控制方法，在機組處于恒功 率因數運行方式下，全廠自動發電控制系統根據主站下發的全廠有功功率目標值，通過等 耗量微增率分配策略，優化計算出各臺機組的有功功率目標值，同時根據各機組的無功功 率實時值，計算出維持機組當前無功功率對應的目標功率因數，再將機組有功功率目標值 和目標功率因數同時下發至機組協調控制系統，完成有功功率和無功功率的同步協調控 制，保證了在對機組進行有功功率控制過程中，同時維持了無功功率平衡和系統電壓的平 穩。
[0025] 本發明在火電廠自動發電控制和自動電壓控制的異步控制過程中，通過在對各機 組進行有功功率控制的同時，對各機組無功功率進行同步協調控制，解決了在有功功率控 制過程中會造成機組無功功率波動的問題，有效的提高了火電廠全功率控制過程中系統電 壓的穩定性，提升了并網點電壓安全運行水平。
【附圖說明】
[0026] 圖1為本發明提出的一種基于同步協調控制的火電廠全功率控制方法流程圖。
【具體實施方式】
[0027] 參照圖1，本發明提出的一種基于同步協調控制的火電廠全功率控制方法，包括以 下步驟：
[0028] S1、預設自動發電控制系統的負荷優化目標函數，負荷優化目標函數為：
[0029] (1)
[0030] B表示全廠總的標準煤耗量，Bi表示第i臺機組的標準煤耗量，Pi表示第i臺機組的 有功功率，F 1(P1)表示第i臺機組的煤耗特性方程，η表示全廠并列運行機組數量。
[0031] 本實施方式中，負荷優化目標函數為以供電煤耗作為負荷優化目標的數學模型， 其以各機組的負荷即有功功率Pi，（ i = 1，2，...，η)作為決策變量。本實施方式中，通過對機 組運行數據進行二次函數擬合得到全廠各機組煤耗特性為：
[0032] Bi = Fi(Pi) =ai+biPi+CiPi2 (2)
[0033] i = l，2, · · ·，n，ai、bi、Ci為各機組煤耗特性參數。
[0034] 將公式(2)代入(1)可得：
[0035] (3)
[0036] 本實施方式中，對火電廠進行功率控制的目標是實現最小的全廠總的標準煤耗 量。負荷優化分配的數學函數模型可以表示為：
[0037] (4.)
[0038] S2、預設負荷優化分配的安全約束條件，安全約束條件為：
[0039]
且Pimin < Pi < Pimax (5)
[0040] 其中，Psum表示全廠總有功功率目標值，Pimin表示第i臺機組承擔功率的下限值， Pimax表示第i臺機組承擔功率的上限值。
[0041] 本實施方式中，安全約束條件由兩個條件組成，其中：
b系統的負荷平 衡約束，該約束條件使得任何時段，全廠投入廠級負荷優化分配的并列運行機組在進行負 荷優化分配時，必須保證電網調度下發的