基于有功功率缺口的AGC机组动态调配方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于区域电网有功功率缺口的AGC机组动态调配方法及装置，包括监测区域电网是否发生故障，实时计算网内整体有功功率缺额数值、整体有功功率变化速率和应急有功功率变化速率，如果应急有功功率变化速率高于或低于网内现有的整体有功功率变化速率，则根据速率缺口对AGC机组进行新增或退出调配。本发明专利技术根据电网实时有功功率变化速率对AGC机组进行调配，确保了电网区域控制偏差在规定时间内的平均值以及过零等指标，控制电网波动较小期间的AGC机组数量，降低了电网系统的频率波动，避免了机组产生无效动作，实现了网源协调发展。

Dynamic dispatching method and device of AGC unit based on active power gap

The invention discloses an AGC unit dynamic dispatching method and device based on the active power gap of regional power grid, including monitoring whether the regional power grid fails, real-time calculating the total active power gap value, the overall active power change rate and the emergency active power change rate in the network, if the emergency active power change rate is higher or lower than the existing overall active power change rate in the network. Change rate, then according to the rate gap for the AGC unit to add or withdraw from the allocation. The AGC unit is allocated according to the real-time active power change rate of the power grid, which ensures the average value and zero-crossing index of the regional control deviation of the power grid in the specified time, controls the number of AGC units during the period when the fluctuation of the power grid is small, reduces the frequency fluctuation of the power grid system, avoids the invalid action of the units, and realizes the coordinated development of the power source.

【技术实现步骤摘要】
基于有功功率缺口的AGC机组动态调配方法及装置
本专利技术涉及网源协调控制
，尤其涉及一种基于区域电网有功功率缺口的AGC机组动态调配方法。
技术介绍
在特高压电网和大区电网互联的新形势下，各级电网联系日渐紧密，电网和机组之间协调配合的要求也越来越高。同时，我国新能源装机及发电量快速提升，新能源装机(风电、光伏、核电)占比从2016年年底不足16％提升至2017年9月底的18.5％以上。截止到2017年9月，新能源总装机容量达到275GW，新增火电装机容量占比仅有33％，远低于在存量中的占比64％，新能源装机占比达到58％，其中仅光伏新增装机就占到45％。同时，区域间互联的日益紧密，电力系统将面临区域间大量的电力转移和潮流的大范围波动。为了电网的安全稳定运行，作为目前电网调频调峰的主力，大型火电机组都要求投入自动发电控制(AGC)功能。大型火电机组经常处于宽负荷区间运行，范围一般在50％-100％额定负荷，并且要求机组具备快速、准确、稳定的响应负荷变化需求。电网AGC性能在每个AGC数据采集周期被调用，用于评估AGC的控制行为，评估标准主要为NERC(NationalElectricalResearchCouncil，北美电力系统可靠性协会)行为准则。电网AGC性能可以计算和统计运行区域性能指标、机组性能指标，还可以计算频率、交换功率、ACE(区域控制偏差)等在不同的门槛值(例如频差0.1HZ和0.2HZ)及不同条件(如AGC是否投入等)下的合格率。ACE产生后，根据一定机理分配到各AGC机组上共同动作以消除偏差，达到电网频率的稳定，如图1所示。目前，国内AGC控制性能评价主要采用的是NERC推行的两套标准：A1、A2标准和CPS1、CPS2标准，如华北等区域电网采用的是A1、A2标准，华东等区域电网采用的是CPS1、CPS2标准。NERC早在1973年就正式采用A1、A2标准来评价电网正常情况下的控制性能，其内容是：A1：控制区域的ACE在10min内必须至少过零一次；A2：控制区域的ACE10min内的平均值必须控制在规定的范围Ld内。NERC要求各控制区域达到A1、A2标准的控制合格率在90％以上。这样通过执行A1、A2标准，使各控制区域的ACE始终接近于零，从而保证用电负荷与发电、计划交换和实际交换之间的平衡。NERC于1996年推出了CPS1、CPS2控制性能评价标准，于1998年开始正式实施，取代了原来的A1、A2标准。其内容如下：CPS1要求式中：AVGperiod[]为对括号中的值求平均值；ACEAVE-min为1分钟ACE的平均值，单位MW，要求每2s采样一次，然后30个值取平均；ΔFAVE-min为一分钟频率偏差的平均值，单位Hz，要求1s采样一次，然后60个值取平均；Bi为控制区域的偏差系数，单位MW/0.1Hz，取正号；ε1为互联电网对全年1分钟频率平均偏差的均方根的控制目标值，单位为Hz。与A2相似，要求ACE每10min的平均值必须控制在规定的范围L10内。国内各区域电网均按照国家的“两个细则”制定了相应的标准和实时细则，比如《华北区域发电厂并网运行管理实施细则》规定，图2中的有功功率变化速率A1值一般设为1.5％Pe(Pe为机组额定功率)或2％Pe，机组以同样的速率进行有功功率的增长或下降。在电网实际运行中，由于每日投入AGC方式运行的机组速率和台数是固定的，即整个电网每天的有功功率变化速率是固定的，这极易造成机组在日内某时间段内机组总体功率调节变化能力不足或多余，不能保证电网区域控制偏差在某段时间内的平均值控制在规定的范围内，若ACE过大则需要在送端电网切除大量运行机组，受端电网切除一定量负荷，否则将会发生连锁反应、导致系统失稳。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出了一种基于区域电网有功功率缺口的AGC机组动态调配方法，能根据电网功率缺口动态调整AGC运行机组数量，确保电网安稳运行。具体地，本专利技术的一种基于区域电网有功功率缺口的AGC机组动态调配方法，包括：监测区域电网是否发生故障，造成有功功率产生波动；如果是，计算网内实时整体有功功率缺额数值、实时整体有功功率变化速率，和应急有功功率变化速率；如果所述应急有功功率变化速率高于或低于网内实时整体有功功率变化速率，则根据速率缺口对AGC机组进行新增或退出调配。进一步地，网内整体有功功率缺额数值ΔP为：ΔP＝P事故缺额-P切负荷-P一次调频，P事故缺额表示某时刻有功功率缺额数值为事故造成的有功功率缺额，P切负荷表示应急切除负荷的功率量，P一次调频表示一次调频补偿的功率量。进一步地，P切负荷可以为0，即网内事故缺额数值P事故缺额在一定范围内可以不进行切负荷操作，该范围值由电网管理部门提供，大小与电网规模相关。进一步地，其中，Pi为第i台AGC机组的额定有功功率，fN为电网额定频率50Hz，f为电网实时频率，δ％为转速不等率，取值范围为4％-5％。进一步地，网内实时整体有功功率变化速率R为：其中，Ri为第i台AGC机组的有功功率变化速率，该值根据区域发电厂并网运行管理实施细则的规定执行，取机组额定有功功率的1％-2％。进一步地，计算电网所需的应急有功功率变化速率的方法为：电网规定控制区域的整体有功功率缺额在时间T内必须至少过零一次，并且网内实时整体有功功率缺额数值ΔP在时间T内的平均值必须控制在规定的范围Ld内；考虑到电网调节的迟延和惯性，必须使网内实时整体有功功率缺额数值ΔP在时间内过零，故电网所需的应急有功功率变化速率R′为：进一步地，若R-R′＜-ΔR，则需对当前AGC机组进行新增调配；若R-R′＞+ΔR，则需对当前AGC机组进行退出配置；若-ΔR≤R-R′≤ΔR，则保持现有AGC机组运行；其中ΔR为有功功率变化速率死区值，进一步地，增加或退出AGC机组的数量按照计算求得，Rn+1…Rn+k为新增或退出的第1-k台AGC机组的有功功率变化速率，新增顺序按照月度AGC机组综合性能指标和机组可调容量比例的加权指标Si由高到低进行选取，去除已投入AGC机组和未运行机组；退出AGC机组的选择与新增AGC机组的选择相反，按加权指标由低到高选取。进一步地，Si＝αNi+βKi，Si为机组加权后排名，Ni为月度AGC机组综合性能指标，Ki为机组可调容量比例，α、β为加权系数，按照优先考虑性能指标，兼顾机组可调空间的原则，系数分别设为0.6和0.4。进一步地，机组可调容量比例其中Pmax,i为机组i的调节容量上限，Pmin,i为机组i的调节容量下限，PB,i为机组i当前的基本功率。本专利技术还提出一种基于区域电网有功功率缺口的AGC机组动态调配装置，包括：故障监测模块：监测区域电网内是否发生故障，造成有功功率产生波动；计算模块，与故障监测模块相连，当区域电网内发生故障时，计算网内实时整体有功功率缺额数值ΔP、实时整体有功功率变化速率R，和应急有功功率变化速率R′；判断模块，与计算模块相连，对网内实时整体有功功率变化速率R和应急有功功率变化速率R′进行求差运算，判断是否对当前AGC机组进行新增或退出调配；机组调配模块，与判断模块相连，计算求得增加或退出AGC机组的数量，并确定新增或退出的机组名称。进一步地，计算模块中，计算网本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于区域电网有功功率缺口的AGC机组动态调配方法，其特征在于，包括：监测区域电网是否发生故障，造成有功功率产生波动；如果是，计算网内实时整体有功功率缺额数值、实时整体有功功率变化速率和应急有功功率变化速率；如果所述应急有功功率变化速率高于或低于所述实时整体有功功率变化速率，则根据速率缺口对AGC机组进行新增或退出调配。

【技术特征摘要】
1.一种基于区域电网有功功率缺口的AGC机组动态调配方法，其特征在于，包括：监测区域电网是否发生故障，造成有功功率产生波动；如果是，计算网内实时整体有功功率缺额数值、实时整体有功功率变化速率和应急有功功率变化速率；如果所述应急有功功率变化速率高于或低于所述实时整体有功功率变化速率，则根据速率缺口对AGC机组进行新增或退出调配。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网内实时整体有功功率缺额数值ΔP为：ΔP＝P事故缺额-P切负荷-P一次调频，P事故缺额表示某时刻有功功率缺额数值为事故造成的有功功率缺额，P切负荷表示应急切除负荷的功率量，P一次调频表示一次调频补偿的功率量。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，其中P切负荷可以为0，即网内事故缺额数值P事故缺额在一定范围内可以不进行切负荷操作，该范围值由电网管理部门提供，大小与电网规模相关。4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，其中，Pi为第i台AGC机组的额定有功功率，fN为电网额定频率50Hz，f为电网实时频率；δ％为转速不等率，取值范围为4％-5％。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述实时整体有功功率变化速率R为：其中，Ri为第i台AGC机组的有功功率变化速率，该值根据区域发电厂并网运行管理实施细则的规定执行，取机组额定有功功率的1％-2％。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，计算所述应急有功功率变化速率的方法为：电网规定控制区域的整体有功功率缺额在时间T内必须至少过零一次，并且网内实时整体有功功率缺额数值ΔP在时间T内的平均值必须控制在规定的范围Ld内；考虑到电网调节的迟延和惯性，必须使网内实时整体有功功率缺额数值ΔP在时间内过零，故所述应急有功功率变化速率R′为：7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，若R-R′＜-ΔR，则需对当前AGC机组进行新增调配；若R-R′＞+ΔR，则需对当前AGC机组进行退出配置；若-ΔR≤R-R′≤ΔR，则保持现有AGC机组运行；其中ΔR为有功功率变化速率死区值，8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，增加或退出AGC机组的数量按照计算求得，Rn+1…Rn+k为新增或退出的第1-k台AGC机组的有功功率变化速率，新增顺序按照月度AGC机组综合性能指标和机组可调容量比例的加权指标Si由高到低进行选取，去除已投入AGC机组和未运行机组；退出AGC机组的选择与新增AGC机组的选择相反，按加权指标Si由低到高选取。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，Si＝αNi+βKi，Si为机组加权后排名，Ni为月度AGC机组综合性能指标，Ki为机组可调容量比例，α、β为加权系数，按照优先考虑性能指标，兼顾机组可调空间的原则，系数分别设为0.6和0.4。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，机组可调容量比例其中Pmax,i为机组i的调节容量上限，Pmin,i为机组i的调节容量下限，PB,i为机组i当前的基本功率。11.一种基于区域电网有功功率缺口的AGC机组动态调配装置，其特征在于，包括：故障监测模块：监测区域电网内是否发生故障，造成有功功率产生波动；计算模块，与故障监...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，王昕，杨朋威，王晓涛，孟祥荣，陈肖璐，高嵩，庞向坤，张用，李慧聪，汪挺，林波，李娜，佟新元，冯旭，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，国网内蒙古东部电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37