一种电网控制区频率偏差系数设置方法技术

本发明专利技术公开了一种电网控制区频率偏差系数设置方法，具体包括以下步骤：1、采集数据：采集水电发电机组、火电发电机组、风电发电机组、光伏发电机组的实际出力；2、依据所述采集数据应用自适应附加权重的频率偏差系数分摊比例算法计算控制区频率偏差系数，计算时自动识别高、中、低风速及光伏大小方式分别计算；本发明专利技术提出的自适应附加权重的频率偏差系数设置方法，根据电网控制区水电、火电、风电、光伏机组占比及出力情况，综合考虑风电、光伏频率响应特性及水火电机组实际调频能力，依据控制区真实频率偏差响应特性，实时计算并设置控制区频率偏差系数，从而能比较科学地将调频任务分摊到不同控制区，并用实时量测数据进行验证了这种新的频率偏差系数设置方法是完全可操作的。

A method of setting frequency deviation coefficient in power network control area

The invention discloses a method for setting frequency deviation coefficient in power network control area, which includes the following steps: 1. acquisition of data: acquisition of actual output of hydropower generating units, thermal power generating units, wind power generating units and photovoltaic generating units; 2. application of adaptive additional weight frequency deviation coefficient based on the collected data; The allocation proportion algorithm calculates the frequency deviation coefficient of the control area, and automatically identifies the high, medium and low wind speeds and the size of photovoltaic cells when calculating. The frequency deviation coefficient setting method of the adaptive additional weight proposed by the invention synthesizes the proportion and output of hydropower, thermal, wind and photovoltaic units in the control area of the power grid. Considering the frequency response characteristics of wind power and photovoltaic and the actual frequency modulation capability of hydrothermal power units, the frequency deviation coefficients of the control area are calculated and set in real time according to the real frequency deviation response characteristics of the control area, so that the frequency modulation tasks can be allocated to different control areas more scientifically, and the new frequency is verified by real-time measurement data. The rate deviation coefficient setting method is completely operable.

【技术实现步骤摘要】
一种电网控制区频率偏差系数设置方法
本专利技术涉及一种电网控制区频率偏差系数设置方法，特别涉及采用联络线频率偏差控制且新能源机组大规模接入的电网控制区频率偏差系数设置方法。
技术介绍
目前互联电网中，电网控制区一般采用一定有功控制模式，包括定联络线控制(FTC)、定频率控制(FFC)、联络线频率偏差控制(TBC)，采用这些模式时，一般先根据区域控制偏差(ACE)确定调节量，频率偏差系数B作为确定ACE的关键参数，其参数值设置是否合理直接影响到频率控制效果的优劣。B系数设置不准会导致自动发电控制(AGC)调节量不能准确跟踪系统频率偏差，甚至可能引起严重的频率过调或欠调，进而引起频率稳定问题。B系数设置原则是近似跟踪电力系统自然频率特性，但由于电力系统自然频率特性是非线性且时变的，因此B系数很难跟踪，误差较大时会导致明显过调或欠调，影响频率控制质量。随着新能源发电快速发展，大量新能源接入电网，新能源机组随机性、波动性、间歇性十分明显，导致电网控制区运行方式复杂多变，频率偏差系数设置困难，有效性和鲁棒性面临调整。目前，频率偏差系数设置方法一般采用固定系数方法设置，但在电力系统运行过程中，新能源发电实时变化，不同时段水电开机容量也不同，B系数取固定值与实际电网控制区自然频率特性差异较大，导致AGC欠调、超调现象严重，电网频率质量较差有待提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电网控制区频率偏差系数计算设置方法，以解决现有技术不足；该方法能根据电网运行方式自适应调整，并基于目前自动化技术水平易于实现，能够合理分摊系统调频责任，准确反映电网控制区真实频率特性，有效调高电网频率质量。将本专利技术应用到电网AGC系统,能够减少频率偏差现象，改善互联电力系统调频控制性能，提高系统频率稳定性。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种电网控制区频率偏差系数计算设置方法，包括以下步骤：1)、采集数据：采集水电、火电、风电、光伏发电机组的实际出力；2)依据上述采集的数据应用自适应附加权重的频率偏差系数分摊比例算法计算控制区频率偏差系数，计算时自动识别高、中、低风速及光伏大小方式分别计算：控制区分摊比例计算公式为：Hi＝P火+k1*P水+k2*P风+k3*P光控制区频率偏差系数计算公式为：式1、式2中，Hi为控制区i的频率偏差系数分摊比例；P火为当前时刻火电机组开机容量；P水为当前时刻水电机组开机容量；P风为控制区风电机组装机容量；P风均为最近三十分钟风电平均出力；P光为控制区光伏机组装机容量；P光均为最近十分钟光伏平均出力；k1、k2、k3为权重系数；Bi为该控制区计算得到频率偏差系数；B全网为全网频率偏差系数。根据调频试验实测水电机组一次调频积分电量一般为火电的1.3倍，故k1设为1.3，目前大部分风电机组为双馈或直驱永磁型，频率动态响应较差，特别是在中高风速下，风电机组波动性、随机性进一步加大，控制区为平衡自身风电波动调整负担较大，在中高风速下可为整个系统分担的调频能力下降，此时将风电权重系数设为负值，适当降低控制区调频权重，有利于减少中高风速下AGC频繁调整及保持CPS考核指标的稳定。光伏电站在逆变器侧多数加装了频率响应控制，调频性能较好，且光伏波动性较小，在识别到光伏大方式时，将光伏权重设为0.4。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提出的自适应附加权重的频率偏差系数设置方法，根据电网控制区水电、火电、风电、光伏机组占比及出力情况，综合考虑风电、光伏频率响应特性及水火电机组实际调频能力，依据控制区真实频率偏差响应特性，实时计算并设置控制区频率偏差系数，从而能比较科学地将调频任务分摊到不同控制区，并用实时量测数据进行验证了这种新的频率偏差系数设置方法是完全可操作的。根据仿真及实测运行，电网一分钟频率偏差由0.039HZ降至0.031HZ，而控制区CPS指标并未明显变差，用实例说明了自适应频率偏差系数设置方法相对于频率偏差系数设置方法的合理性。附图说明图1为本专利技术计算方法的流程图；图2为本专利技术实施例中频率波动变化曲线图；图3为本专利技术实施例中直流闭锁时两台机组出力变化曲线图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：请参阅图1所示，本专利技术为了弥补现有测定方法的不足，提出附加权重自适应频率偏差系数算法。根据风电、光伏最近一段时间平均值判定风速大小及光伏大小方式，以30分钟为周期滚动修正频率偏差系数分摊比例，这一算法引入使得自适应电网运行方式准确跟踪电网频偏系数变化成为可能。以30分钟为周期一方面避免参数频繁变动另一方面也充分考虑到目前自动化技术水平，易于实现。控制区分摊比例计算公式为：Hi＝P火+k1*P水+k2*P风+k3*P光为了更好的区分各种类型机组方式变化情况以及不同机组对频偏系数影响情况，针对不同机组类型设置了不同权重。根据调频试验实测水电机组一次调频积分电量一般为火电的1.3倍，故k1设为1.3，目前大部分风电机组为双馈或直驱永磁型，频率动态响应较差，特别是在中高风速下，风电机组波动性、随机性进一步加大，控制区为平衡自身风电波动调整负担较大，在中高风速下可为整个系统分担的调频能力下降，在中高风速下将风电权重系数设为负值，适当降低控制区调频权重，有利于减少中高风速下AGC频繁调整及保持CPS考核指标的稳定。多数光伏电站在逆变器侧加装了频率响应控制，调频性能较好，且光伏波动性较小，通过十分钟光伏均值就能识别光伏大小模式，在识别到光伏大方式时，将光伏权重设为0.4。采用本专利技术的频率偏差系数算法，能够更加科学、有效地跟踪电网运行方式变化，并合理划分电网控制区应承担的调频责任，有效提高频率稳定性。如图2所示为2015年11月15日10：26和11月16日10:45西北电网频率试验期间，采用固定频率偏差系数和本专利技术的自适应附加权重频率偏差系数算法时，1200MW功率缺额时频率变化曲线，从图中可以看出功率扰动后采用本专利技术频偏系数设置方法的扰动后极值频率及稳定频率均优于固定频偏系数设置方法，表1固定频率偏差系数与本专利技术频率偏差系数计算方法对比起始频率/Hz扰动量/MW极值频率/Hz稳定频率/Hz固定频偏系数设置49.959120049.86849.924本专利技术频偏系数设置49.959120049.88249.927为了验证本专利技术长周期应用效果，西北电网在2015年11月16日采用本方法运行3天，3天的每分钟频率偏差与试验前的频率偏差情况进行对比，对比图如图3所示，可以看出采用本方法设置频率偏差系数后，系统一分钟频率偏差由0.038HZ降至0.031HZ，且频率偏差均方差由原来0.31下降至0.29，系统频率稳定性更好，可以有效减少机组调频动作次数，同时各控制区CPS指标及AGC动作情况没有明显增加，说明采用本专利技术频率偏差系数设置方法可以更为有效地跟踪电网运行方式变化，合理计算分摊电网控制区频率偏差系数，提高系统频率稳定性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电网控制区频率偏差系数设置方法，其特征在于，包括以下步骤：1)、采集数据：采集水电发电机组、火电发电机组、风电发电机组、光伏发电机组的实际出力；2)、依据所述采集数据应用自适应附加权重的频率偏差系数分摊比例算法计算控制区频率偏差系数，计算时自动识别高、中、低风速及光伏大小方式分别计算：控制区分摊比例计算公式为：Hi＝P火+k1*P水+k2*P风+k3*P光k1＝1.3

【技术特征摘要】
1.一种电网控制区频率偏差系数设置方法，其特征在于，包括以下步骤：1)、采集数据：采集水电发电机组、火电发电机组、风电发电机组、光伏发电机组的实际出力；2)、依据所述采集数据应用自适应附加权重的频率偏差系数分摊比例算法计算控制区频率偏差系数，计算时自动识别高、中、低风速及光伏大小方式分别计算：控制区分摊比例计算公式为：Hi＝P火+k1*P水+k2*P风+k3*P光k1＝1.3...

【专利技术属性】
技术研发人员：任冲，孙骁强，牛拴保，段乃欣，柯贤波，程林，王智伟，任龙飞，王世杰，
申请(专利权)人：国家电网公司西北分部，
类型：发明
国别省市：陕西,61