本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)自動發(fā)電控制(AGC，Automatic Generation Control)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于分組控制的電力系統(tǒng)自動發(fā)電控制方法。

背景技術(shù)：

AGC在實現(xiàn)高質(zhì)量電能的前提下以滿足電力供需實時平衡為目的，其根本任務(wù)是實現(xiàn)下列目標(biāo)：1)維持電網(wǎng)頻率在允許誤差范圍之內(nèi)，頻率累積誤差在限制值之內(nèi)；2)控制互聯(lián)電網(wǎng)凈交換功率按計劃值運行，交換電能量在計劃限值之內(nèi)；3)在滿足電網(wǎng)安全約束條件、電網(wǎng)頻率和對外凈交換功率計劃的情況下協(xié)調(diào)參與AGC電廠出力按最優(yōu)經(jīng)濟(jì)分配原則運行，使電網(wǎng)獲得最大的效益。AGC是一種實時閉環(huán)控制應(yīng)用，它的穩(wěn)定可靠運行是電力系統(tǒng)實時有功平衡、頻率和聯(lián)絡(luò)線功率穩(wěn)定的重要保證。

傳統(tǒng)AGC在對控制區(qū)進(jìn)行發(fā)電控制時，通常是將計算出的區(qū)域總調(diào)節(jié)功率直接分配到各電廠控制器PLC，當(dāng)控制區(qū)內(nèi)電廠控制器PLC數(shù)量較多時，這種分配方法會導(dǎo)致每個電廠控制器PLC承擔(dān)的調(diào)節(jié)功率較小甚至低于其調(diào)節(jié)死區(qū)，造成實際參與調(diào)節(jié)的電廠控制器PLC數(shù)量多、調(diào)節(jié)頻繁，影響AGC機(jī)組的壽命。而且由于控制區(qū)內(nèi)直接參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)的電廠控制器PLC數(shù)量多，調(diào)度員進(jìn)行電廠控制器PLC控制模式設(shè)置等人工干預(yù)的工作量也較大，影響調(diào)度員的工作效率。如何減少控制區(qū)內(nèi)電廠控制器PLC的調(diào)節(jié)數(shù)量和總調(diào)節(jié)次數(shù)，減少調(diào)度員對AGC人工干預(yù)的工作量，提高AGC的自動化程度，就顯得非常重要。目前還沒有相關(guān)技術(shù)，能夠解決以上問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是：本發(fā)明針對控制區(qū)內(nèi)電廠控制器PLC數(shù)量較多時，AGC直接控制電廠控制器PLC會導(dǎo)致參與調(diào)節(jié)的電廠控制器PLC數(shù)量多、調(diào)節(jié)頻繁、調(diào)度員人工干預(yù)的問題，提出了一種基于分組控制的電力系統(tǒng)自動發(fā)電控制方法，將控制區(qū)內(nèi)的電廠控制器PLC進(jìn)行分組，自動發(fā)電控制AGC按照電廠控制器PLC分組進(jìn)行發(fā)電控制，實現(xiàn)電網(wǎng)有功發(fā)電和負(fù)荷的實時平衡，從而有效減少控制區(qū)內(nèi)電廠控制器PLC的總調(diào)節(jié)次數(shù)，降低調(diào)度員人工干預(yù)的工作量，提高AGC控制的合理性和經(jīng)濟(jì)性。

本發(fā)明技術(shù)方案是：一種基于分組控制的電力系統(tǒng)自動發(fā)電控制方法。將控制區(qū)內(nèi)的電廠控制器PLC分成多個分組，每個分組包含多個PLC，各分組具有不同的優(yōu)先調(diào)節(jié)順序，自動發(fā)電控制AGC按照電廠控制器PLC分組進(jìn)行發(fā)電控制，實現(xiàn)電網(wǎng)有功發(fā)電和負(fù)荷的實時平衡。

當(dāng)電網(wǎng)有調(diào)節(jié)需求時，根據(jù)電網(wǎng)區(qū)域控制偏差A(yù)CE和控制策略，考慮正在執(zhí)行調(diào)節(jié)命令的電廠控制器PLC的保留調(diào)節(jié)功率，計算區(qū)域總調(diào)節(jié)功率。根據(jù)區(qū)域總調(diào)節(jié)功率的大小、各PLC分組的調(diào)節(jié)順序以及PLC分組上升、下降方向的調(diào)節(jié)裕度，選擇參與調(diào)節(jié)的PLC分組。

按照一定的分配原則，將區(qū)域總調(diào)節(jié)功率分配到PLC分組中的各PLC，并計算PLC的目標(biāo)功率，如果區(qū)域總調(diào)節(jié)功率未分配完，則選擇下一個具有優(yōu)先調(diào)節(jié)順序的PLC分組，繼續(xù)分配，直到所有調(diào)節(jié)功率分配完成。區(qū)域總調(diào)節(jié)功率在PLC分組內(nèi)各PLC間進(jìn)行分配時，如果未分配的區(qū)域總調(diào)節(jié)功率小于當(dāng)前選中的PLC分組的最小調(diào)節(jié)功率時，采用順序調(diào)節(jié)策略進(jìn)行分配，否則采用比例分配調(diào)節(jié)策略進(jìn)行分配。

區(qū)域總調(diào)節(jié)功率分配時，對承擔(dān)計劃基點模式或人工基點模式的電廠控制器PLC，設(shè)定一個允許調(diào)節(jié)區(qū)間，當(dāng)電廠控制器PLC的實際出力超出允許調(diào)節(jié)區(qū)間后，在滿足一定條件的情況下，執(zhí)行回調(diào)策略，使電廠控制器PLC回到計劃基點或人工基點。

根據(jù)本發(fā)明所給出的方法進(jìn)行電力系統(tǒng)自動發(fā)電控制，能夠有效減少控制區(qū)內(nèi)PLC的總調(diào)節(jié)次數(shù)，降低調(diào)度員人工干預(yù)的工作量，提高AGC控制的合理性和經(jīng)濟(jì)性。

附圖說明

圖1為基于分組控制的電力系統(tǒng)自動發(fā)電控制流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步詳細(xì)闡述。

本發(fā)明主要內(nèi)容是將控制區(qū)內(nèi)的電廠控制器PLC分成多個分組，每個分組包含多個PLC，各分組具有不同的優(yōu)先調(diào)節(jié)順序；當(dāng)電網(wǎng)有調(diào)節(jié)需求時，考慮正在執(zhí)行調(diào)節(jié)命令的PLC的保留調(diào)節(jié)功率，計算電網(wǎng)實際需要的區(qū)域總調(diào)節(jié)功率；根據(jù)區(qū)域總調(diào)節(jié)功率的大小、各PLC分組的調(diào)節(jié)順序以及PLC分組上升、下降方向的調(diào)節(jié)裕度，選擇參與調(diào)節(jié)的PLC分組；按照一定的分配原則，將區(qū)域總調(diào)節(jié)功率分配到PLC分組中的各PLC，并計算PLC的目標(biāo)功率，如果區(qū)域總調(diào)節(jié)功率未分配完，則選擇下一個具有優(yōu)先調(diào)節(jié)順序的PLC分組，繼續(xù)分配，直到所有調(diào)節(jié)功率分配完成。

本發(fā)明提出的基于分組控制的電力系統(tǒng)自動發(fā)電控制方法，流程圖如圖1所示，其實現(xiàn)過程包括以下步驟：

1、電廠控制器PLC分組

將控制區(qū)內(nèi)的電廠控制器PLC分成多個分組，每個分組包含多個電廠控制器PLC，各分組具有不同的優(yōu)先調(diào)節(jié)順序，調(diào)節(jié)順序在前的電廠控制器PLC分組在電網(wǎng)調(diào)節(jié)時優(yōu)先調(diào)節(jié)。分別統(tǒng)計各分組的實時出力、額定容量、AGC上限、AGC下限、上升速率、下降速率、上升方向最小調(diào)節(jié)功率、上升方向最大調(diào)節(jié)功率、下降方向最小調(diào)節(jié)功率、下降方向最大調(diào)節(jié)功率等。

2、區(qū)域總調(diào)節(jié)功率計算

根據(jù)電網(wǎng)區(qū)域控制偏差A(yù)CE和控制策略，考慮正在執(zhí)行調(diào)節(jié)命令的電廠控制器PLC的保留調(diào)節(jié)功率，計算區(qū)域總調(diào)節(jié)功率。

3、電廠控制器PLC分組選擇

根據(jù)區(qū)域總調(diào)節(jié)功率大小、各電廠控制器PLC分組的調(diào)節(jié)順序以及電廠控制器PLC分組上升、下降方向的總調(diào)節(jié)裕度，選擇參與調(diào)節(jié)的電廠控制器PLC分組。

4、調(diào)節(jié)功率分配

按照一定的分配原則，將區(qū)域總調(diào)節(jié)功率分配到電廠控制器PLC分組中的各電廠控制器PLC，并計算電廠控制器PLC的目標(biāo)功率。

5、目標(biāo)功率下發(fā)

將需要調(diào)節(jié)的電廠控制器PLC目標(biāo)功率下發(fā)給電廠或機(jī)組執(zhí)行。

下面通過具體實施方式做進(jìn)一步說明。

1、考慮PLC保留調(diào)節(jié)功率的區(qū)域總調(diào)節(jié)功率計算

1)計算區(qū)域控制偏差A(yù)CE

當(dāng)控制模式為恒定頻率控制時，對應(yīng)的控制模式為FFC，此時，區(qū)域控制偏差A(yù)CE計算如下：

ACE＝B*(f-f₀)

其中，

B為區(qū)域頻率偏差系數(shù)(MW/HZ)；

f為實測頻率(HZ)；

f₀電網(wǎng)額定頻率(HZ)。

當(dāng)控制模式為恒定聯(lián)絡(luò)線控制時，對應(yīng)的控制模式為FTC，此時，區(qū)域控制偏差A(yù)CE計算如下：

ACE＝I-I₀

其中，

I為區(qū)域聯(lián)絡(luò)線實際功率之和(MW)；

I₀為區(qū)域計劃凈交換功率(MW)。

當(dāng)控制模式為頻率和聯(lián)絡(luò)線偏差控制，對應(yīng)的控制模式為TBC，此時，區(qū)域控制偏差A(yù)CE描述如下：

ACE＝B*(f-f₀)+(I-I₀)

2)計算區(qū)域調(diào)節(jié)功率

區(qū)域調(diào)節(jié)功率計算如下：

P_R＝P_p+P_I+P_S

其中，P_p＝-G_pE_ACE，P_I＝-G_II_ACE，P_S＝-G_SΔF，這里，P_p為調(diào)節(jié)功率的比例分量；G_p為比例增益系數(shù)；E_ACE為ACE值；P_I為調(diào)節(jié)功率的積分分量；G_I為積分增益系數(shù)；I_ACE為當(dāng)前考核時段ACE積分值；P_S為調(diào)節(jié)功率的頻率支援分量；G_S為頻率增益系數(shù)；ΔF為頻率偏差。

3)計算保留調(diào)節(jié)功率

保留調(diào)節(jié)功率等于當(dāng)前正在執(zhí)行調(diào)節(jié)的PLC的目標(biāo)功率與實時出力偏差的總和。

4)計算區(qū)域?qū)嶋H總調(diào)節(jié)功率

區(qū)域?qū)嶋H總調(diào)節(jié)功率計算采用如下策略：

a)當(dāng)計算調(diào)節(jié)功率為零，即AGC處于調(diào)節(jié)死區(qū)時，區(qū)域?qū)嶋H總調(diào)節(jié)功率為零，不進(jìn)行調(diào)節(jié)；

b)當(dāng)計算調(diào)節(jié)功率與保留調(diào)節(jié)功率同號，且計算調(diào)節(jié)功率的絕對值大于保留調(diào)節(jié)功率的絕對值，則區(qū)域?qū)嶋H總調(diào)節(jié)功率等于計算調(diào)節(jié)功率與保留調(diào)節(jié)功率的差；

c)當(dāng)計算調(diào)節(jié)功率與保留調(diào)節(jié)功率同號，且計算調(diào)節(jié)功率的絕對值小于保留調(diào)節(jié)功率的絕對值，則區(qū)域?qū)嶋H總調(diào)節(jié)功率等于零；

d)當(dāng)計算調(diào)節(jié)功率與保留調(diào)節(jié)功率異號，則區(qū)域?qū)嶋H總調(diào)節(jié)功率等于計算調(diào)節(jié)功率與保留調(diào)節(jié)功率的差。

2、電廠控制器PLC分組選擇策略

根據(jù)當(dāng)前區(qū)域總調(diào)節(jié)功率和各PLC分組調(diào)節(jié)順序、上升和下降方向的最大調(diào)節(jié)功率，來決定需要參加調(diào)節(jié)的PLC分組，可以是一個PLC分組，也可以是多個PLC分組。

PLC分組選擇時，按照分組調(diào)節(jié)順序決定PLC分組選擇次序。PLC分組調(diào)節(jié)順序越小，則被選中進(jìn)行控制的優(yōu)先順序越高。

PLC分組策略如下：

1)設(shè)置剩余調(diào)節(jié)功率＝實際調(diào)節(jié)功率；

2)按照未選中的PLC分組的調(diào)節(jié)順序號進(jìn)行排序，選擇調(diào)節(jié)順序號最小的那個PLC分組作為當(dāng)前PLC分組；

3)如果剩余調(diào)節(jié)功率絕對值小于當(dāng)前PLC分組的上升(下降)方向最小調(diào)節(jié)功率，則當(dāng)前PLC分組被選中進(jìn)行順序調(diào)節(jié)，剩余調(diào)節(jié)功率為零；

4)如果剩余調(diào)節(jié)功率絕對值大于當(dāng)前PLC分組的上升(下降)方向最小調(diào)節(jié)功率，且小于當(dāng)前PLC分組的上升(下降)方向最大調(diào)節(jié)功率，則當(dāng)前PLC分組被選中進(jìn)行分配調(diào)節(jié)，剩余調(diào)節(jié)功率為零；

5)如果剩余調(diào)節(jié)功率絕對值大于當(dāng)前PLC分組的上升(下降)方向最大調(diào)節(jié)功率，則當(dāng)前PLC分組被選中進(jìn)行分配調(diào)節(jié)，剩余調(diào)節(jié)功率減去當(dāng)前PLC分組的上升(下降)方向最大調(diào)節(jié)功率，轉(zhuǎn)2)；

6)重復(fù)上述過程，直到剩余調(diào)節(jié)功率為零或者所有PLC分組被選中。

3、調(diào)節(jié)功率分配策略

區(qū)域總調(diào)節(jié)功率在PLC分組內(nèi)各PLC間進(jìn)行分配時，如果未分配的區(qū)域總調(diào)節(jié)功率小于當(dāng)前選中的PLC分組的最小調(diào)節(jié)功率時，采用順序調(diào)節(jié)策略進(jìn)行分配，否則采用比例分配調(diào)節(jié)策略進(jìn)行分配。

1)順序調(diào)節(jié)策略

所有參與調(diào)節(jié)的PLC按照序號，逐臺進(jìn)行最小分配量分配，并進(jìn)行分配量累加，當(dāng)分配量累加大于區(qū)域總調(diào)節(jié)功率，則停止繼續(xù)分配。

2)比例分配調(diào)節(jié)策略

所有參與分配調(diào)節(jié)的PLC，按照調(diào)節(jié)功率分配比例系數(shù)進(jìn)行分配，正在執(zhí)行上次命令的PLC不參與分配。分配過程中，檢測是否存在以下情況：①如果某PLC調(diào)節(jié)功率分配量小于最小調(diào)節(jié)分配量，則直接按最小分配量分配該PLC的調(diào)節(jié)量，扣除該情況PLC的分配總和后，將剩余功率按比例系數(shù)分配給其它PLC。②如果某PLC分配量超過最大調(diào)節(jié)量，則直接按最大分配量分配該PLC的調(diào)節(jié)量，將剩余功率按比例系數(shù)分配給其它PLC。重復(fù)上述過程，直到調(diào)節(jié)功率分配完成。

4、電廠控制器PLC回調(diào)策略

對承擔(dān)計劃基點模式或人工基點模式的電廠控制器PLC，如果PLC實時出力與計劃出力的偏差超過了回調(diào)基帶，則當(dāng)AGC處于調(diào)節(jié)死區(qū)時，如果當(dāng)前10分鐘ACE平均值小于指定門檻值，則PLC執(zhí)行回調(diào)策略，目標(biāo)出力為當(dāng)前計劃出力，使電廠控制器PLC回到計劃基點或人工基點。同時，一旦PLC計劃被修改，也將執(zhí)行回調(diào)策略，回調(diào)到當(dāng)前計劃值。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。