一种火电机组自动发电控制性能参数确定方法、系统及应用技术方案

本公开提供了一种火电机组自动发电控制性能参数确定方法、系统及应用，通过查找自动发电控制指令中的类似阶跃数据段，将查找到的类似阶跃数据段和其对应的实发功率数据段分别作为输入与输出信号，根据输入与输出信号，建立发电机组的单输入单输出动态模型，以所建立模型的阶跃响应为基础，计算自动发电控制性能指标参数。本公开可有效克服当前普遍采用的AGC性能参数计算方法受噪声影响大、可用性不高的突出问题，对提高AGC性能指标计算质量，提高电网AGC考核水平具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种火电机组自动发电控制性能参数确定方法、系统及应用
本公开涉及一种火电机组自动发电控制性能参数确定方法、系统及应用。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。随着社会经济的高快速发展，电力供应结构与需求特点也发生了巨大改变，一方面，我国的电力供应结构已经由原来的单纯依靠火电、水电二元供电为主，发展到今天的火电、水电、风电、光伏、核电和生物能等多元供电模式，另一方面，由于电网负荷具有年负荷特性、日负荷特性等特征，随着电网负荷不断增加，当前电网负荷呈现峰-谷差距不断扩大的态势。另外，由于风电、光伏等新能源发电具有间歇性、波动性等固有特点，其大规模并网后为电网平稳运行也将带来巨大压力。鉴于涉网火电机组可通过自动发电控制(AutomaticGenerationControl：AGC)跟踪电网负荷调节指令(AGC指令)达到电网调峰的目的，因此电网要求涉网火电机组具备良好的自动发电控制性能，且随着我国电力供应中新能源发电比重不断提升，电力需求峰-谷差距不断扩大，涉网火电机组的AGC性能已经越来越受到电网的重视，目前，各大电网公司均建立了相应的AGC考核机制，力求通过火电机组AGC性能为电网稳定运行提供有力支撑。目前广泛采用的火电机组AGC性能指标包括响应时间K1、调节速率K2和调节精度K3。典型的AGC响应过程如附图1所示，图中u(n)表示机组接收到的AGC指令，其初始值为P0，y(n)表示机组实发功率，其初始值为P′0(一般情况下P′0与P0近似相等)。在t1时刻，AGC指令u(n)由P0变化到P1后，机组需要从实发功率y(n)需要从P′0涨出力P1，增长幅度为Δp。机组经过一段延迟时间后做出响应，并在t2时刻实发功率y(n)可靠跨出Δp×10％，在t3时刻实发功率y(n)首次到达Δp×90％，实发功率y(n)的稳态值yss与P1之间存在的误差记为ΔS。因此，响应时间K1、调节速率K2和调节精度K3计算公式如下：K1＝t2-t1，(1)但是，据专利技术人了解，目前广泛采用的机组AGC性能指标计算方法，在应用过程中存在以下两点不足：1)易受实发功率波动影响，由于机组实发功率始终存在波动(可认为此种波动是噪声)，因此t1、t2、t3及yss的确定过程容易受到此波动的影响，最终导致计算结果出现较大偏差；2)可用性不高，不能适用于短时间内的连续AGC调节过程，尤其是对于机组在尚未完成某次AGC指令响应的情况下，又有新的AGC指令需要进行响应，导致当前的AGC性能指标计算时t3及稳态值yss无法确定，进而导致调节速率K2和调节精度K3无法计算。
技术实现思路
本公开为了解决上述问题，提出了一种火电机组自动发电控制性能参数确定方法、系统及应用，本公开以类似阶跃的AGC指令数据段为基础，提取其对应的机组实发功率数据段，通过系统辨识方法建立机组类似阶跃的AGC指令与实发功率之间的动态系统模型，利用所建立模型的阶跃响应实现机组AGC性能的评价，克服了当前AGC性能指标计算方法中存在的不足。所公开方法对于提高AGC性能指标计算精度与可用性，提高火电机组AGC考核质量具有重要意义。根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：一种火电机组自动发电控制性能参数确定方法，包括以下步骤：查找自动发电控制指令中的类似阶跃数据段，将查找到的类似阶跃数据段和其对应的实发功率数据段分别作为输入与输出信号，根据输入与输出信号，建立发电机组的单输入单输出动态模型，以所建立模型的阶跃响应为基础，计算自动发电控制性能指标参数。作为进一步的限定，采用欧式距离相似系数表示样本数据段与设定的所构造的阶跃信号的相似度，将欧式距离相似系数在设定范围内的对应数据段选定为类似阶跃数据段。作为更进一步的限定，欧式距离相似系数，其表达式如下：式(4)中，m表示用以计算d(i)的实发功率数据段u[i]的长度，对于u(n)，n＝1,2,...,N，u[i]＝{u(i),u(i+1),...,u(i+m-1)}，i∈[1,N-m+1]；μu[i]为u[i]的样本均值，即σu[i]为u[i]的样本标准差，Ur为所构造的阶跃信号，其具体表达如下：式(5)中，A0为发生阶跃变化之前Ur的幅值，A1为发生阶跃变化之后Ur的幅值，n0表示阶跃发生时刻，表示阶跃变化幅度，N0、N1与m的关系为m＝N1-N0-1，表示Ur的均值，表示Ur的标准差，作为更进一步的限定，设定范围为其中，m表示用以计算欧式距离相似系数的实发功率数据段u[i]的长度，clow＝ρ(1-ε％)，ρ为皮尔森相关系数，100(1-α)％置信水平下ρ的估计离差±ε％，ρ≥0.9，ε∈[0,3]。作为进一步的限定，通过系统辨识方法建立以自动发电控制指令为输入信号，以机组实发功率为输出信号的单输入单输出动态模型。作为更进一步的限定，根据确定的类似阶跃数据段及其对应的实发功率数据段建立自回归模型，确定类似阶跃数据段及其对应的实发功率数据段之间的自回归各态历经模型，求取模型结构参数和模型参数，利用模型结构参数和模型参数表达动态系统模型。作为进一步的限定，根据动态系统模型，求取模型在所构造的阶跃信号输入下的系统输出及稳态值，同时，记录动态系统模型在该时的系统输出，利用系统输出和稳态值确定t1、t2和t3值，进而计算响应时间K1、调节速率K2和调节精度K3。一种火电机组自动发电控制性能参数确定系统，执行上述的自动发电控制性能参数确定方法，并将计算结果发送给电网调度中心机组AGC性能考核系统。一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行所述的自动发电控制性能参数确定方法。一种终端设备，包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行所述的自动发电控制性能参数确定方法。与现有技术相比，本公开的有益效果为：本公开提供的火电机组自动发电控制性能参数计算过程，可有效克服当前普遍采用的AGC性能参数计算方法受噪声影响大、可用性不高的突出问题，对提高火电机组AGC性能指标计算质量，提高电网AGC考核水平具有重要意义。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1是典型AGC指令及其响应过程；图2是本实施例的AGC性质指标计算方法流程图。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。针对
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中所提出的，现有采用的火电机组AGC性能指标响应时间K1、调节速率K2和调节精度K3存在易受实发功率波动影响、可用性不高的问题，本实施例提供了以类本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种火电机组自动发电控制性能参数确定方法，其特征是：包括以下步骤：查找自动发电控制指令中的类似阶跃数据段，将查找到的类似阶跃数据段和其对应的实发功率数据段分别作为输入与输出信号，根据输入与输出信号，建立发电机组的单输入单输出动态模型，以所建立模型的阶跃响应为基础，计算自动发电控制性能指标参数。

【技术特征摘要】
1.一种火电机组自动发电控制性能参数确定方法，其特征是：包括以下步骤：查找自动发电控制指令中的类似阶跃数据段，将查找到的类似阶跃数据段和其对应的实发功率数据段分别作为输入与输出信号，根据输入与输出信号，建立发电机组的单输入单输出动态模型，以所建立模型的阶跃响应为基础，计算自动发电控制性能指标参数。2.如权利要求1所述的一种火电机组自动发电控制性能参数确定方法，其特征是：采用欧式距离相似系数表示样本数据段与所构造设定的阶跃信号的相似度，依据欧式距离相似系数局部最小值选定类似阶跃数据段。3.如权利要求2所述的一种自动发电控制性能参数确定方法，其特征是：欧式距离相似系数，其表达式如下：式(4)中，m表示用以计算d(i)的实发功率数据段u[i]的长度，对于u(n)，n＝1,2,...,N，u[i]＝{u(i),u(i+1),...,u(i+m-1)}，i∈[1,N-m+1]；μu[i]为u[i]的样本均值，即σu[i]为u[i]的样本标准差，Ur为所构造的阶跃信号，其具体表达如下：式(5)中，A0为发生阶跃变化之前Ur的幅值，A1为发生阶跃变化之后Ur的幅值，n0表示阶跃发生时刻，表示阶跃变化幅度，N0、N1与m的关系为m＝N1-N0-1，表示Ur的均值，表示Ur的标准差，4.如权利要求2所述的一种自动发电控制性能参数确定方法，其特征是：设定范围为其中，m表示用以计算欧式距离相似系数的实发功率数据段u[i]的长度，clow＝ρ(1-ε％)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨子江，王建东，周东华，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37