專利名稱：基于wams濾除agc影響的一次調(diào)頻在線評(píng)價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化領(lǐng)域的在線監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)方法，具體涉及基于 WAMS濾除AGC影響的一次調(diào)頻在線評(píng)價(jià)方法。
背景技術(shù)：
隨著機(jī)組容量的不斷增加和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步深入，電能用戶對(duì)電能的可靠性特別是穩(wěn)定性的要求越來(lái)越高，優(yōu)質(zhì)、可靠、穩(wěn)定的電力供應(yīng)已成為用戶的普遍需求。其中，發(fā)電機(jī)組的一次調(diào)頻功能對(duì)維持頻率穩(wěn)定至關(guān)重要。當(dāng)電網(wǎng)頻率偏離額定值時(shí)，發(fā)電機(jī)組調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制機(jī)組有功功率的增加(頻率下降時(shí))或減少(頻率升高時(shí))，以使電網(wǎng)頻率迅速回到額定值范圍。另外，隨著輔助服務(wù)的逐步推行，機(jī)組一次調(diào)頻的投入率及正確率成為對(duì)發(fā)電廠進(jìn)行獎(jiǎng)懲的重要指標(biāo)。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)一次調(diào)頻監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)往往不能反應(yīng)真實(shí)情況，主要有以下幾方面的原因1、對(duì)一次調(diào)頻的分析普遍采用能量管理系統(tǒng)(Energy Management System, EMS) 數(shù)據(jù)，存在數(shù)據(jù)精度差、數(shù)據(jù)刷新慢等缺點(diǎn)，不能準(zhǔn)確對(duì)一次調(diào)頻進(jìn)行評(píng)價(jià)。2、在一次調(diào)頻過(guò)程中很可能伴隨有自動(dòng)發(fā)電量控制(Automatic Generation Control, AGC)指令，在實(shí)際功率曲線上，即反應(yīng)出一次調(diào)頻和AGC指令的疊加。對(duì)于此種情況的處理，一部分電網(wǎng)公司不考慮AGC的影響，直接計(jì)算一次調(diào)頻性能，使結(jié)果可信度大大降低，并很可能出現(xiàn)與事實(shí)相反的結(jié)論；另外一部分則通過(guò)EMS系統(tǒng)的AGC指令信號(hào)，將被下達(dá)AGC指令的電廠剔除，不予考核。這兩種方法都不能真實(shí)反應(yīng)發(fā)電廠一次調(diào)頻動(dòng)作情況，存在較大的局限性。3、不能在線運(yùn)行，需要運(yùn)行人員調(diào)取離線數(shù)據(jù)并手工離線計(jì)算，一般電網(wǎng)公司在電網(wǎng)發(fā)生較大的頻率波動(dòng)后，利用事故發(fā)生前后的頻率和機(jī)組出力進(jìn)行離線計(jì)算，定性考核機(jī)組的一次調(diào)頻性能，該方法只適合于抽查的目的。如果可以設(shè)計(jì)出一種一次調(diào)頻在線評(píng)價(jià)方法，使其采用先進(jìn)的精確的數(shù)據(jù)源，在算法中濾除AGC的影響，將大大提高一次調(diào)頻的考核能力，為電網(wǎng)公司對(duì)發(fā)電廠考核提供技術(shù)上的保證，為輔助服務(wù)的逐步推行提供有力的支持。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于廣域監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(Wide Area Measurement System, WAMS)濾除AGC影響的一次調(diào)頻在線評(píng)價(jià)方法，本方法實(shí)現(xiàn)了一次調(diào)頻在線監(jiān)測(cè)評(píng)估，能夠?qū)崟r(shí)給出一次調(diào)頻監(jiān)測(cè)評(píng)估結(jié)果，該方法采用先進(jìn)的WAMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)計(jì)算，并提出了濾除 AGC影響的方法，結(jié)果準(zhǔn)確可靠，能夠比較真實(shí)的反應(yīng)發(fā)電廠一次調(diào)頻情況，在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好的效果。本發(fā)明采用下述方案予以實(shí)施基于WAMS濾除AGC影響的一次調(diào)頻在線評(píng)價(jià)方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法計(jì)算分析采用WAMS數(shù)據(jù)；所述方法在一次調(diào)頻分析過(guò)程中自動(dòng)濾除AGC影響；所述方法包括下述步驟A、監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)組頻率，判斷是否發(fā)生頻率擾動(dòng)；B、監(jiān)測(cè)所述頻率擾動(dòng)后的發(fā)電機(jī)組頻率，判斷一次調(diào)頻是否結(jié)束；C、監(jiān)測(cè)機(jī)組功率，判斷功率是否響應(yīng)；D、利用一次調(diào)頻開(kāi)始前數(shù)據(jù)判斷是否有AGC指令；E、計(jì)算一次調(diào)頻性能參數(shù)，并校核一次調(diào)頻參數(shù)，最后將結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫(kù)。本發(fā)明提供的一種優(yōu)選的技術(shù)方案是所述步驟A中，所述頻率擾動(dòng)根據(jù)擾動(dòng)特性不同，分為大擾動(dòng)和小擾動(dòng)；發(fā)生所述頻率擾動(dòng)意味著機(jī)組一次調(diào)頻應(yīng)動(dòng)作，通過(guò)增加或減少有功功率使頻率恢復(fù)到50Hz。本發(fā)明提供的第二優(yōu)選的技術(shù)方案是所述步驟B中，所述一次調(diào)頻的結(jié)束時(shí)間為在穩(wěn)定時(shí)間內(nèi)頻率恢復(fù)到一次調(diào)頻死區(qū)以內(nèi)的時(shí)間點(diǎn)，所述一次調(diào)頻死區(qū)一般設(shè)為 0. 033Hz ；如在穩(wěn)定時(shí)間內(nèi)頻率未恢復(fù)到死區(qū)內(nèi)，則在到達(dá)穩(wěn)定時(shí)間時(shí)，判為一次調(diào)頻結(jié)束。本發(fā)明提供的第三優(yōu)選的技術(shù)方案是所述步驟C中，從一次調(diào)頻開(kāi)始時(shí)刻監(jiān)測(cè)所述機(jī)組功率變化，如超過(guò)機(jī)組功率變化門檻值，判為功率響應(yīng)。本發(fā)明提供的第四優(yōu)選的技術(shù)方案是所述步驟D中，所述步驟D中，記錄一次調(diào)頻開(kāi)始時(shí)刻前有功數(shù)據(jù)，判斷有功曲線斜率是否大于定值，如大于定值，則判為此時(shí)存在 AGC指令，在后續(xù)計(jì)算一次調(diào)頻性能時(shí)要濾除AGC的影響。本發(fā)明提供的第五優(yōu)選的技術(shù)方案是所述步驟E中，所述一次調(diào)頻性能參數(shù)包括調(diào)差系數(shù)、貢獻(xiàn)電量和是否正確動(dòng)作；所述一次調(diào)頻參數(shù)校核包括調(diào)頻死區(qū)、響應(yīng)時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間校核；所述數(shù)據(jù)庫(kù)為Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中“一次調(diào)頻性能表”。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明達(dá)到的有益效果是1、本發(fā)明提供的方法使用的數(shù)據(jù)源為WAMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)，其具有采集密度高、數(shù)據(jù)精度高、數(shù)據(jù)具有高精度時(shí)標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)；2、本發(fā)明提供的方法濾除了 AGC影響，采用一次調(diào)頻開(kāi)始前數(shù)據(jù)判斷AGC指令，擬合AGC有功響應(yīng)曲線的方法，濾除了 AGC的影響，使一次調(diào)頻結(jié)果更加準(zhǔn)確；3、本發(fā)明提供的方法計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確、可信度高，從數(shù)據(jù)源，算法兩方面都予以保證；4、本發(fā)明提供的方法實(shí)現(xiàn)了一次調(diào)頻的在線監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)；5、本發(fā)明提供的方法為電網(wǎng)公司一次調(diào)頻考核提供了技術(shù)上的保證；6、本發(fā)明提供的方法為輔助服務(wù)的推廣提供了有力的支持。


圖1是一次調(diào)頻“頻率”-“原始有功”-“濾波有功”-“濾除AGC影響有功”響應(yīng)曲線。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的基于WAMS濾除AGC影響的一次調(diào)頻在線評(píng)價(jià)方法，該方法計(jì)算分析采用WAMS數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)全網(wǎng)系統(tǒng)頻率，當(dāng)頻率發(fā)生擾動(dòng)并滿足一次調(diào)頻計(jì)算條件時(shí)，判斷是否存在AGC指令，自動(dòng)對(duì)全網(wǎng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行一次調(diào)頻性能分析，結(jié)果涵蓋調(diào)差系數(shù)、調(diào)節(jié)電量、是否正確動(dòng)作等一次調(diào)頻性能參量，調(diào)頻死區(qū)、響應(yīng)時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間等一次調(diào)頻參數(shù)考核量，并將計(jì)算結(jié)果保存到數(shù)據(jù)庫(kù)“一次調(diào)頻性能表”。具體實(shí)施步驟如下步驟1 監(jiān)測(cè)機(jī)組頻率，判斷是否發(fā)生頻率擾動(dòng)，根據(jù)擾動(dòng)特性不同，分為大擾動(dòng)和小擾動(dòng)；發(fā)生頻率擾動(dòng)意味著機(jī)組一次調(diào)頻應(yīng)動(dòng)作，通過(guò)增加或減少有功使頻率恢復(fù)到 50Hz ；步驟2 監(jiān)測(cè)擾動(dòng)后的機(jī)組頻率，判斷一次調(diào)頻是否結(jié)束；結(jié)束時(shí)間為在穩(wěn)定時(shí)間內(nèi)頻率恢復(fù)到一次調(diào)頻死區(qū)以內(nèi)的時(shí)間點(diǎn)，一次調(diào)頻死區(qū)一般設(shè)為0. 03 ,如在穩(wěn)定時(shí)間內(nèi)頻率未恢復(fù)到死區(qū)內(nèi)，則在到達(dá)穩(wěn)定時(shí)間時(shí)，判為一次調(diào)頻結(jié)束；步驟3 監(jiān)測(cè)機(jī)組功率，判斷功率是否響應(yīng)；從一次調(diào)頻開(kāi)始時(shí)刻監(jiān)測(cè)功率變化， 如超過(guò)功率變化門檻值，判為功率響應(yīng)；步驟4:記錄一次調(diào)頻開(kāi)始時(shí)刻前有功數(shù)據(jù)，判斷有功曲線斜率是否大于定值，如有，則判為此時(shí)存在AGC指令，在后續(xù)計(jì)算一次調(diào)頻性能時(shí)要濾除AGC的影響。步驟5 計(jì)算一次調(diào)頻性能參數(shù)，如調(diào)差系數(shù)、貢獻(xiàn)電量和是否正確動(dòng)作等；并校核一次調(diào)頻參數(shù)，如調(diào)頻死區(qū)、響應(yīng)時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間；最后將結(jié)果存入Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)。調(diào)差系數(shù)計(jì)算公式-(細(xì)_ ))沖11*100%/ (Pm-PO) *fn。貢獻(xiàn)電量有功功率從一次調(diào)頻開(kāi)始時(shí)刻到結(jié)束時(shí)刻的積分量。是否正確動(dòng)作如果頻率下降，貢獻(xiàn)電量增加，判為正確動(dòng)作；反之錯(cuò)誤；如果頻率上升，貢獻(xiàn)電量減少，判為正確動(dòng)作；反之錯(cuò)誤。下面是本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)例，以下結(jié)合本附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例如圖1所示灰色曲線是原始有功曲線，綠色曲線是經(jīng)濾波處理的有功曲線，紅色曲線是濾除AGC影響后的有功曲線，藍(lán)色曲線是頻率曲線。在紅色豎直線時(shí)刻發(fā)生了頻率波動(dòng)，頻率減小，一次調(diào)頻動(dòng)作，有功應(yīng)增加出力。 從未濾除AGC指令的綠色曲線看，有功并未增加出力，相反減少了出力，從表面現(xiàn)象看，一次調(diào)頻動(dòng)作錯(cuò)誤，該發(fā)電廠要接受相應(yīng)的處罰。從一次調(diào)頻開(kāi)始時(shí)刻前的有功曲線看，綠色曲線已經(jīng)成下降趨勢(shì)，而正常情況下有功曲線應(yīng)近似成一條直線，通過(guò)相應(yīng)的計(jì)算，判斷此時(shí)有AGC指令下達(dá)。在原始有功曲線上疊加反向的有功對(duì)AGC指令響應(yīng)的擬合曲線，即可得到紅色的濾除AGC影響的曲線。從紅色曲線可以明顯看出，一次調(diào)頻開(kāi)始時(shí)刻前的有功呈現(xiàn)正常的平穩(wěn)功率曲線，一次調(diào)頻開(kāi)始后，有功曲線呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，反應(yīng)出該機(jī)組正確響應(yīng)了一次調(diào)頻的動(dòng)作指令，對(duì)該發(fā)電廠的懲罰也將變成獎(jiǎng)勵(lì)。本發(fā)明采用WAMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)，其具有采集密度高、數(shù)據(jù)精度高、數(shù)據(jù)具有高精度時(shí)標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)據(jù)刷新時(shí)間可達(dá)10ms，能夠準(zhǔn)確反應(yīng)被監(jiān)測(cè)量的變化情況。本發(fā)明提出了濾除AGC影響的算法。正常情況下的有功變化不大，有功曲線可以近似成一條直線。當(dāng)AGC指令下達(dá)后，有功的增加或減少會(huì)平均分配到每分鐘進(jìn)行響應(yīng)，因此，有功的AGC響應(yīng)曲線可以擬合成一條斜率固定的斜線。
本發(fā)明將一次調(diào)頻發(fā)生時(shí)刻前一段時(shí)間的有功數(shù)據(jù)記錄，分析其屬于正常有功數(shù)據(jù)或是響應(yīng)AGC指令的有功數(shù)據(jù)。如果發(fā)現(xiàn)該段數(shù)據(jù)具有一個(gè)固定的斜率，且大于設(shè)定值， 則判斷此時(shí)有AGC指令下達(dá)，并根據(jù)該段數(shù)據(jù)計(jì)算出AGC曲線的斜率，擬合出AGC有功響應(yīng)曲線。在有AGC指令的情況下分析一次調(diào)頻，實(shí)時(shí)采集的有功曲線疊加了有功對(duì)一次調(diào)頻和AGC兩種指令的響應(yīng)，這并不能真實(shí)反應(yīng)一次調(diào)頻性能，甚至還有可能得出相反的結(jié)論。本方法在實(shí)時(shí)采集的有功曲線基礎(chǔ)上濾除擬合的AGC有功響應(yīng)曲線，即可得到僅響應(yīng)一次調(diào)頻的有功曲線。經(jīng)驗(yàn)證，該方法能夠比較準(zhǔn)確的反應(yīng)機(jī)組有功對(duì)一次調(diào)頻的響應(yīng)情況。由于WAMS數(shù)據(jù)采集密度較高，刷新時(shí)間可達(dá)10ms，滿足實(shí)時(shí)運(yùn)行的要求，實(shí)現(xiàn)了一次調(diào)頻考核系統(tǒng)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)評(píng)估。本發(fā)明提供一種基于WAMS濾除AGC影響的一次調(diào)頻在線評(píng)價(jià)方法。隨著廠網(wǎng)分離和輔助服務(wù)的逐步推行，電網(wǎng)公司對(duì)發(fā)電廠一次調(diào)頻的考核越來(lái)越迫切，特別是在發(fā)生大擾動(dòng)時(shí)，一次調(diào)頻作為維持頻率穩(wěn)定的第一道防線，顯現(xiàn)出特別重要的地位，電網(wǎng)公司往往希望立即查看發(fā)電廠一次調(diào)頻的動(dòng)作情況。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一次調(diào)頻在線監(jiān)測(cè)評(píng)估，能夠?qū)崟r(shí)給出一次調(diào)頻監(jiān)測(cè)評(píng)估結(jié)果，本方法采用先進(jìn)的WAMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)計(jì)算，并提出了濾除AGC 影響的方法，結(jié)果準(zhǔn)確可靠，能夠比較真實(shí)的反應(yīng)發(fā)電廠一次調(diào)頻情況，在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好的效果。最后應(yīng)該說(shuō)明的是結(jié)合上述實(shí)施例僅說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制。所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解到本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者等同替換，但這些修改或變更均在申請(qǐng)待批的權(quán)利要求保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.基于WAMS濾除AGC影響的一次調(diào)頻在線評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述方法計(jì)算分析采用WAMS數(shù)據(jù)；所述方法在一次調(diào)頻分析過(guò)程中自動(dòng)濾除AGC影響；所述方法包括下述步驟A、監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)組頻率，判斷是否發(fā)生頻率擾動(dòng)；B、監(jiān)測(cè)所述頻率擾動(dòng)后的發(fā)電機(jī)組頻率，判斷一次調(diào)頻是否結(jié)束；C、監(jiān)測(cè)機(jī)組功率，判斷功率是否響應(yīng)；D、利用一次調(diào)頻開(kāi)始前數(shù)據(jù)判斷是否有AGC指令；E、計(jì)算一次調(diào)頻性能參數(shù)，并校核一次調(diào)頻參數(shù)，最后將結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫(kù)。
2.如權(quán)利要求1所述的基于WAMS濾除AGC影響的一次調(diào)頻在線評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述步驟A中，所述頻率擾動(dòng)根據(jù)擾動(dòng)特性不同，分為大擾動(dòng)和小擾動(dòng)；發(fā)生所述頻率擾動(dòng)意味著機(jī)組一次調(diào)頻應(yīng)動(dòng)作，通過(guò)增加或減少有功功率使頻率恢復(fù)到50Hz。
3.如權(quán)利要求1所述的基于WAMS濾除AGC影響的一次調(diào)頻在線評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述步驟B中，所述一次調(diào)頻的結(jié)束時(shí)間為在穩(wěn)定時(shí)間內(nèi)頻率恢復(fù)到一次調(diào)頻死區(qū)以內(nèi)的時(shí)間點(diǎn)，所述一次調(diào)頻死區(qū)一般設(shè)為0. 033Hz ；如在穩(wěn)定時(shí)間內(nèi)頻率未恢復(fù)到死區(qū)內(nèi)， 則在到達(dá)穩(wěn)定時(shí)間時(shí)，判為一次調(diào)頻結(jié)束。
4.如權(quán)利要求1所述的基于WAMS濾除AGC影響的一次調(diào)頻在線評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述步驟C中，從一次調(diào)頻開(kāi)始時(shí)刻監(jiān)測(cè)所述機(jī)組功率變化，如超過(guò)機(jī)組功率變化門檻值，判為功率響應(yīng)。
5.如權(quán)利要求1所述的基于WAMS濾除AGC影響的一次調(diào)頻在線評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述步驟D中，記錄一次調(diào)頻開(kāi)始時(shí)刻前有功數(shù)據(jù)，判斷有功曲線斜率是否大于定值， 如大于定值，則判為此時(shí)存在AGC指令，在后續(xù)計(jì)算一次調(diào)頻性能時(shí)要濾除AGC的影響。
6.如權(quán)利要求1所述的基于WAMS濾除AGC影響的一次調(diào)頻在線評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述步驟E中，所述一次調(diào)頻性能參數(shù)包括調(diào)差系數(shù)、貢獻(xiàn)電量和是否正確動(dòng)作；所述一次調(diào)頻參數(shù)校核包括調(diào)頻死區(qū)、響應(yīng)時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間校核；所述數(shù)據(jù)庫(kù)為Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中“一次調(diào)頻性能表”。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于WAMS濾除AGC影響的一次調(diào)頻在線評(píng)價(jià)方法，該方法計(jì)算分析采用WAMS數(shù)據(jù)；該方法在一次調(diào)頻分析過(guò)程中能自動(dòng)濾除AGC影響；該方法包括下述步驟監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)組頻率，判斷是否發(fā)生頻率擾動(dòng)；監(jiān)測(cè)頻率擾動(dòng)后的發(fā)電機(jī)組頻率，判斷一次調(diào)頻是否結(jié)束；監(jiān)測(cè)機(jī)組功率，判斷功率是否響應(yīng)；利用一次調(diào)頻開(kāi)始前數(shù)據(jù)判斷是否有AGC指令；計(jì)算一次調(diào)頻性能參數(shù)，并校核一次調(diào)頻參數(shù)，最后將結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫(kù)；本方法采用先進(jìn)的WAMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)計(jì)算，并提出了濾除AGC影響的方法，結(jié)果準(zhǔn)確可靠，能夠比較真實(shí)的反應(yīng)發(fā)電廠一次調(diào)頻情況，在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好的效果。
文檔編號(hào)G01R31/00GK102288842SQ201110119038
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者施秀萍, 李倩, 許勇, 趙恩東 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院, 中電普瑞科技有限公司