机组一次调频能力预估方法技术

本发明专利技术公开了一种机组一次调频能力预估方法，包括如下步骤：将机组历史一次调频分析结果作为样本库，按时间维度和频差维度分配权重系数，并以此对机组一次调频出力贡献指数历史值进行综合的加权统计融合，最终得到指定预想频差的机组一次调频预估出力贡献量，实现对机组一次调频能力的预估。本发明专利技术可实现在线利用机组一次调频历史分析结果预估给定频差情况下的机组一次调频出力能力，弥补目前在机组一次调频能力评估技术上缺乏对机组一次调频能力预估手段的不足；且本发明专利技术可在线运行、计算方便、无特殊要求限制，可为预估机组一次调频能力提供参考。

One frequency estimation method for unit frequency modulation

【技术实现步骤摘要】
机组一次调频能力预估方法
本专利技术涉及一种机组一次调频能力预估方法，属于电网

技术介绍
特高压输电系统的自身故障会导致电网突然失去大功率电源，对电网频率产生巨大冲击，甚至威胁电网安全。理论上，在电网频率发生突变时，具备一次调频功能的发电机组应能迅速做出反应，有效抑制电网频率的波动幅度，缩短波动的过渡时间，迅速稳定动态过程中电网频率。而在故障后的十秒级时间段内，从电源侧来看，唯一能够对电网频率进行有效干预的只有发电机组的一次调频功能。因此，为加强电网抵御大功率扰动的能力、降低大功率电源失去后电网频率陡降的幅度、提高电网频率质量、确保电网安全运行，充分发挥发电机组的一次调频功能至关重要，而对机组一次调频能力进行合理的预估可以更好地为电网应对事故的调节能力进行评价，提前做好调频能力不足的应对准备，有助于确保电网安全稳定运行。目前，在实际运行中运行人员越来越多的关心在电网出现较大的系统频率偏差情况下，机组的一次调频能力是否能够满足调节的需要，而借助对机组一次调频能力的预估可以帮助运行人员更加清楚了解电网的一次调频能力。然而目前现有机组一次调频能力评估技术中尚缺乏有效的一次调频能力预估方法，而PMU(同步相量测量装置)数据由于具有高采样精度(毫秒级)和严格准确的时间标识特点，为更为准确地计算和预估机组在给定的预想频差下的一次调频能力提供了新的数据和技术手段，可以弥补当前技术方法的不足。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种机组一次调频能力预估方法，能够简单且准确有效地实现机组的一次调频能力的在线预估。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：机组一次调频能力预估方法，包括如下步骤：将机组历史一次调频分析结果作为样本库，按时间维度和频差维度分配权重系数，并以此对机组一次调频出力贡献指数历史值进行综合的加权统计融合，最终得到指定预想频差的机组一次调频预估出力贡献量，实现对机组一次调频能力的预估。所述样本库包含的样本数据有：一次调频发生时间、最大频率偏差以及出力贡献指数。按时间维度分配权重系数的具体方法如下：按照历史时段内一次调频事件发生的时间，对机组的全部一次调频事件以“月份”为单位进行聚类划分；按照距当前时间由近到远的顺序对有一次调频事件发生的月份进行排序并分配加权系数，权重系数依次取为a，a2，a3，…，at，且权重系数满足公式(1)：a+a2+a3+...+at＝1(1)其中，t为有调频事件发生的月份数目。按频差维度分配权重系数的具体方法如下：设定需要预估一次调频能力的预想频差Δf，将频差范围[Δf-df,Δf+df]划分为k个等分频差区间，并将机组单月内的所有一次调频事件的实际最大频率偏差划分聚类到对应的频差区间内；按照距离预想频差值Δf由近及远的顺序对有一次调频事件的频差区间进行排序并分配加权系数，权重系数依次取为b，b2，b3，…，bm，且权重系数满足公式(2)：b+b2+b3+...+bm＝1(2)其中，Δf为设定的与50Hz的偏差值，df为选取的频差范围宽度，m为有调频事件的频差区间数目。计算机组一次调频预估出力贡献量的具体方法是：计算频差区间的综合出力贡献指数，根据对应频差区间的分配权重系数进行加权计算，得到单月综合出力贡献指数预估值；将各单月综合出力贡献指数预估值，根据对应时间维度的分配权重系数进行加权计算，得到出力贡献指数预估值；计算机组在预想频差下的一次调频理论出力贡献量，结合出力贡献指数预估值，计算得到机组一次调频预估出力贡献量。频差区间的综合出力贡献指数Idxfj是通过机组单月i内落在频差区间j内的一次调频出力贡献指数Idxn计算平均值得到的，具体计算如公式(3)所示：其中，N为频差区间j内一次调频出力贡献指数数目。机组在预想频差下的一次调频理论出力贡献量ΔP，采用如下公式计算得到其中，PN为机组额定有功出力，Kc为机组额定转速不等率，Δfsq为机组一次调频死区，fN为电网额定频率，Δf为预想频差。机组一次调频预估出力贡献量采用如下公式计算得到：ΔPpre＝Idxpre×ΔP其中，Idxpre为出力贡献指数预估值。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：可实现在线利用机组一次调频历史分析结果预估给定频差情况下的机组一次调频出力能力，弥补目前在机组一次调频能力评估技术上缺乏对机组一次调频能力预估手段的不足；且本专利技术可在线运行、计算方便、无特殊要求限制，可为预估机组一次调频能力提供参考。附图说明图1是本专利技术的流程图。具体实施方式本专利技术机组一次调频能力预估方法，将机组历史一次调频分析结果作为样本库，按时间维度和频差维度分配权重系数，并以此对机组一次调频出力贡献指数历史值进行综合的加权统计融合，最终得到指定预想频差的机组一次调频预估出力贡献量，实现对机组一次调频能力的预估。下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1所示，是本专利技术的流程图，包括如下步骤：步骤一、以当前时间为起点，获取一段历史时间范围内基于PMU数据计算得到的机组一次调频分析结果作为样本库。主要样本数据包括：一次调频发生时间、最大频率偏差以及出力贡献指数。步骤二、按照该历史时段内一次调频事件发生的时间，对机组的全部一次调频事件以“月份”为单位进行聚类划分。同时，按照距当前时间由近到远的顺序对有调频事件发生的月份进行排序并分配加权系数，权重系数依次取为a，a2，a3，…，at，且权重系数满足公式(1)：a+a2+a3+...+at＝1(1)其中，t为有调频事件发生的月份数目。步骤三、设定需要预估一次调频能力的预想频差Δf，将频差范围[Δf-df,Δf+df]划分为k个等分频差区间，并将机组单月内的所有一次调频事件的实际最大频率偏差划分聚类到对应的频差区间内。同时，按照距离预想频差值Δf由近及远的顺序对有调频事件的频差区间进行排序并分配加权系数，权重系数依次取为b，b2，b3，…，bm，且权重系数满足公式(2)：b+b2+b3+...+bm＝1(2)其中，Δf为设定的与50Hz的偏差值，df为选取的频差范围宽度，m为有调频事件的频差区间数目。步骤四、将机组单月i内落在频差区间j内的一次调频出力贡献指数Idxn采用公式(3)计算平均值得到频差区间j的综合出力贡献指数Idxfj，然后根据频差区间j的分配权重系数bj采用公式(4)进行加权计算得到该机组单月i的综合出力贡献指数预估值Idxmi：其中，N为频差区间j内一次调频出力贡献指数数目，bj为频差区间j的分配权重系数。步骤五、将各单月综合出力贡献指数预估值Idxmi按照时间维度的加权系数ai采用公式(5)进行加权计算得到出力贡献指数预估值Idxpre：步骤六、采用公式(6)计算机组在预想频差Δf下的一次调频理论出力贡献量ΔP，并利用公式(7)计算得到机组一次调频预估出力贡献量ΔPpre：ΔPpre＝Idxpre×ΔP(7)其中，PN为机组额定有功出力，Kc为机组额定转速不等率，Δfsq为机组一次调频死区(一般取0.033Hz)，fN为电网额定频率(取50Hz)。本专利技术可实现在线利用机组一次调频历史分析结果预估给定频差情况下的机组一次调频出力能力，弥补目前在机组一次调频能本文档来自技高网...

【技术保护点】
机组一次调频能力预估方法，其特征在于，包括如下步骤：将机组历史一次调频分析结果作为样本库，按时间维度和频差维度分配权重系数，并以此对机组一次调频出力贡献指数历史值进行综合的加权统计融合，最终得到指定预想频差的机组一次调频预估出力贡献量，实现对机组一次调频能力的预估。

【技术特征摘要】
1.机组一次调频能力预估方法，其特征在于，包括如下步骤：将机组历史一次调频分析结果作为样本库，按时间维度和频差维度分配权重系数，并以此对机组一次调频出力贡献指数历史值进行综合的加权统计融合，最终得到指定预想频差的机组一次调频预估出力贡献量，实现对机组一次调频能力的预估。2.根据权利要求1所述的机组一次调频能力预估方法，其特征在于，所述样本库包含的样本数据有：一次调频发生时间、最大频率偏差以及出力贡献指数。3.根据权利要求1所述的机组一次调频能力预估方法，其特征在于，按时间维度分配权重系数的具体方法如下：按照历史时段内一次调频事件发生的时间，对机组的全部一次调频事件以“月份”为单位进行聚类划分；按照距当前时间由近到远的顺序对有一次调频事件发生的月份进行排序并分配加权系数，权重系数依次取为a，a2，a3，…，at，且权重系数满足公式(1)：a+a2+a3+...+at＝1(1)其中，t为有调频事件发生的月份数目。4.根据权利要求3所述的机组一次调频能力预估方法，其特征在于，按频差维度分配权重系数的具体方法如下：设定需要预估一次调频能力的预想频差Δf，将频差范围[Δf-df,Δf+df]划分为k个等分频差区间，并将机组单月内的所有一次调频事件的实际最大频率偏差划分聚类到对应的频差区间内；按照距离预想频差值Δf由近及远的顺序对有一次调频事件的频差区间进行排序并分配加权系数，权重系数依次取为b，b2，b3，…，bm，且权重系数满足公式(2)：b+b2+b3+...+bm＝1(2)其中，Δf为设定的与50Hz的偏差值，df为选取的频差范围宽度，m为有调频事件...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏大威，王波，刘栋，闪鑫，戴薇，张琦兵，张晓青，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，国网江苏省电力公司，国电南瑞南京控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32