一种电网AGC调频性能综合评价方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑扰动工况的电网AGC调频性能综合评价方法，包括(1)阶跃扰动下基于熵权‑密切值法的AGC调频性能综合评价方法；(2)连续扰动下基于熵权‑密切值法的AGC调频性能综合评价方法。本发明专利技术对阶跃/连续负荷扰动工况分别设计了相应的AGC调频性能评价指标体系及各项细化指标的计算方法，并运用熵权‑密切值法提出了一种考虑扰动工况的电网AGC调频性能综合评价方法，并已基于含储能系统的区域电网动态调频模型，利用Matlab/simulink平台对所提AGC调频性能评价方法进行了仿真对比实验，验证了其可行。本发明专利技术对调频性能的区分度较高，能够快速、全面、客观地评价AGC调频性能，更能体现出优质调频资源的优势和特点，应用价值和前景巨大。

【技术实现步骤摘要】
一种电网AGC调频性能综合评价方法
本专利技术涉及一种考虑扰动工况的电网AGC调频性能综合评价方法，尤其涉及一种基于含储能系统的区域电网动态调频模型的调频性能综合评价方法。
技术介绍
自动发电控制(AGC)调频是电力系统中频率调整的重要手段，维持频率稳定是电网安全稳定运行的基础。目前，AGC调频的运行方式多种多样，随着储能技术的迅猛发展，除了传统的机组调频，以储能电池为代表的优质调频资源也逐渐加入到AGC调频服务市场。为了了解AGC调频控制性能，鼓励更多的优质资源加入到辅助服务市场，制定合理有效的AGC调频性能评价方法显然十分重要。目前，诸多学者针对AGC调频性能评价问题展开了研究，并取得不错成果。国内外多地区已制定颁布相应的AGC调频性能评价指标。其中，国外市场中美国PJM市场评价指标针对不同类型的调频性能具有较好的区分度，通过性能评分PS加权考核算法，对三项细化指标：响应准确性(accuracy)、时延(delay)、跟踪精度(precision)进行综合评分。美国CAISO电力市场评价指标针对向上和向下两种功率调节方向分别计算调节性能指标，并主要考虑调节精度。国内电力市场中各地区分别针对本地特点颁布了相应的《并网发电厂运行管理实施细则》和《并网发电厂辅助服务管理实施细则》(下简称为“两个细则”)，其中包含了AGC调频性能评价指标。东北电网执行的AGC调频性能评价指标包含了投运率、调节容量、调节速率、调节精度和响应时间5项细化指标；华北区域电网的调节性能指标是调节速率、调节精度和响应时间的综合体现；华东电网的AGC调频性能指标相对简洁，主要考核调节速率、调节精度和投运率；南方电网的AGC调频性能评价指标主要包括调节速率、调节精度、调节容量和投运率，且前三项指标加权系数分别为0.5，0.25，0.25，当考核满足前三项指标时，合格率即为100％。国内外现行的AGC调频性能评价指标虽然各有不同，但实质上都是在考核AGC调频电源的调节速率、调节精度、响应时间、调节容量和投运率。其中，被考虑最多的是调节速率和调节精度两项细化指标。现行的评价指标大多针对传统机组进行制定和考核，且达标要求较低，不能完全体现出新型优质调频资源的优势和特点。
技术实现思路
专利技术目的：针对现阶段AGC调频性能评价方法的不足，本专利技术的目的是提供一种基于熵权-密切值法考虑扰动工况的电网AGC调频性能综合评价方法。技术方案：一方面，本专利技术提供一种阶跃扰动下电网AGC调频性能综合评价方法，包括以下步骤：获取阶跃扰动下的评价指标体系，所述评价指标体系包含出力相关的评价指标和频率相关的评价指标；基于所述评价指标体系中各指标的计算公式，分别计算不同调频方式下所述评价指标体系中的各项指标值，得到初始评价指标矩阵；基于所述初始评价指标矩阵，采用熵权法计算各项指标的权重；基于所述初始评价指标矩阵和各项指标的权重，采用密切值法计算不同调频方式的密切值；按照密切值的数值大小排序，根据排序结果确定不同调频方式下AGC调频性能综合评价结果。进一步地，所述出力相关的评价指标包含调节速率指标、调节精度指标和响应时间指标，所述频率相关的评价指标包含最大频率偏差指标、稳态频率偏差指标、频率波动速率指标、频率恢复速率指标、频率偏离度指标和频率恢复时间指标。进一步地，所述调节速率指标，计算如下：式中，v表示机组AGC调节时的调节速率；Pe表示调节结束时机组出力；Ps表示调节开始时机组出力；Te表示AGC调节时的爬坡段结束时刻；Ts表示AGC调节时的爬坡段开始时刻；K1表示机组AGC调节速率指标；vN表示火电机组的标准调节速率；所述调节精度指标，计算如下：式中，Pbias为调节时平均调节偏差量；PA为调节时的AGC指令功率；P(t)为调节时振荡时段的机组出力；Toc为调节时的振荡时段时长；K2表示机组AGC调节精度指标；PN,bias表示调节偏差量的标准值；所述响应时间指标，计算如下：式中，K3表示机组AGC响应时间指标；t表示机组调节时的响应时间；tN表示机组的标准响应时间；所述最大频率偏差指标，计算如下：式中，Dm为最大频率偏差指标；dm为频率偏差绝对值的最大值；dN,m为用于增大最大频率偏差指标区分度的调节倍数；所述稳态频率偏差指标，计算如下：式中，Ds为稳态频率偏差指标；ds为稳态频率偏差值；dN,s为用于增大稳态频率偏差指标区分度的调节倍数；所述频率波动速率指标，计算如下：式中，vm表示频率波动速率；dm为频率偏差绝对值的最大值；tm表示出现最大频率偏差绝对值的时刻；tb表示调节开始时刻；Vm为频率波动速率指标；vN,m为用于增大频率波动速率指标区分度的调节倍数；所述频率恢复速率指标，计算如下：式中，vr表示频率恢复速率；dm为频率偏差绝对值的最大值；ds为稳态频率偏差值；ts表示出现稳态频率偏差值的时刻；tm表示出现最大频率偏差绝对值的时刻；Vr为频率恢复速率指标；vN,r为用于增大频率恢复速率指标区分度的调节倍数；所述频率偏离度指标，计算如下：式中，σ2表示整个调节过程的频率总体方差；ns为达到稳态频率时的采样点编号；fi表示第i个采样点对应的系统频率；fN表示基准频率；Dd为频率偏离度指标；σ2N为用于增大频率偏离度指标区分度的调节倍数；所述频率恢复时间指标，计算如下：式中，tr表示频率恢复时长；ts表示出现稳态频率的时刻；tb表示调节开始时刻；Tr为频率恢复时间指标；tN,r表示频率恢复时长的标准值。进一步地，所述基于所述初始评价指标矩阵，采用熵权法计算各项指标的权重，包括：对初始评价指标矩阵中的各项指标进行标准化处理；基于标准化的指标值，计算各项指标的熵值；基于各项指标的熵值，计算各项指标的权重。进一步地，所述基于所述初始评价指标矩阵和各项指标的权重，采用密切值法计算不同调频方式的密切值，包括：对初始评价指标矩阵中的各项指标进行标准化处理，得到标准化矩阵；根据标准化矩阵确定虚拟最优点和虚拟最劣点；基于标准化矩阵，计算不同调频方式下的指标数据与虚拟最优点和虚拟最劣点之间的欧氏距离；根据所述不同调频方式下的指标数据与虚拟最优点和虚拟最劣点之间的欧氏距离，计算不同调频方式的密切值。另一方面，本专利技术提供一种连续扰动下电网AGC调频性能综合评价方法，包括以下步骤：获取连续扰动下的评价指标体系，所述评价指标体系包含出力相关的评价指标和频率相关的评价指标；基于所述评价指标体系中各指标的计算公式，分别计算不同调频方式下所述评价指标体系中的各项指标值，得到初始评价指标矩阵；基于所述初始评价指标矩阵，采用熵权法计算各项指标的权重；基于所述初始评价指标矩阵和各项指标的权重，采用密切值法计算不同调频本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阶跃扰动下电网AGC调频性能综合评价方法，其特征在于，包括以下步骤：/n获取阶跃扰动下的评价指标体系，所述评价指标体系包含出力相关的评价指标和频率相关的评价指标；/n基于所述评价指标体系中各指标的计算公式，分别计算不同调频方式下所述评价指标体系中的各项指标值，得到初始评价指标矩阵；/n基于所述初始评价指标矩阵，采用熵权法计算各项指标的权重；/n基于所述初始评价指标矩阵和各项指标的权重，采用密切值法计算不同调频方式的密切值；/n按照密切值的数值大小排序，根据排序结果确定不同调频方式下AGC调频性能综合评价结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种阶跃扰动下电网AGC调频性能综合评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取阶跃扰动下的评价指标体系，所述评价指标体系包含出力相关的评价指标和频率相关的评价指标；
基于所述评价指标体系中各指标的计算公式，分别计算不同调频方式下所述评价指标体系中的各项指标值，得到初始评价指标矩阵；
基于所述初始评价指标矩阵，采用熵权法计算各项指标的权重；
基于所述初始评价指标矩阵和各项指标的权重，采用密切值法计算不同调频方式的密切值；
按照密切值的数值大小排序，根据排序结果确定不同调频方式下AGC调频性能综合评价结果。


2.根据权利要求1所述的一种阶跃扰动下电网AGC调频性能综合评价方法，其特征在于，所述出力相关的评价指标包含调节速率指标、调节精度指标和响应时间指标，所述频率相关的评价指标包含最大频率偏差指标、稳态频率偏差指标、频率波动速率指标、频率恢复速率指标、频率偏离度指标和频率恢复时间指标。


3.根据权利要求2所述的一种阶跃扰动下电网AGC调频性能综合评价方法，其特征在于，
所述调节速率指标，计算如下：



式中，v表示机组AGC调节时的调节速率；Pe表示调节结束时机组出力；Ps表示调节开始时机组出力；Te表示AGC调节时的爬坡段结束时刻；Ts表示AGC调节时的爬坡段开始时刻；K1表示机组AGC调节速率指标；vN表示火电机组的标准调节速率；
所述调节精度指标，计算如下：



式中，Pbias为调节时平均调节偏差量；PA为调节时的AGC指令功率；P(t)为调节时振荡时段的机组出力；Toc为调节时的振荡时段时长；K2表示机组AGC调节精度指标；PN,bias表示调节偏差量的标准值；
所述响应时间指标，计算如下：



式中，K3表示机组AGC响应时间指标；t表示机组调节时的响应时间；tN表示机组的标准响应时间；
所述最大频率偏差指标，计算如下：



式中，Dm为最大频率偏差指标；dm为频率偏差绝对值的最大值；dN,m为用于增大最大频率偏差指标区分度的调节倍数；
所述稳态频率偏差指标，计算如下：



式中，Ds为稳态频率偏差指标；ds为稳态频率偏差值；dN,s为用于增大稳态频率偏差指标区分度的调节倍数；
所述频率波动速率指标，计算如下：



式中，vm表示频率波动速率；dm为频率偏差绝对值的最大值；tm表示出现最大频率偏差绝对值的时刻；tb表示调节开始时刻；Vm为频率波动速率指标；vN,m为用于增大频率波动速率指标区分度的调节倍数；
所述频率恢复速率指标，计算如下：



式中，vr表示频率恢复速率；dm为频率偏差绝对值的最大值；ds为稳态频率偏差值；ts表示出现稳态频率偏差值的时刻；tm表示出现最大频率偏差绝对值的时刻；Vr为频率恢复速率指标；vN,r为用于增大频率恢复速率指标区分度的调节倍数；
所述频率偏离度指标，计算如下：



式中，σ2表示整个调节过程的频率总体方差；ns为达到稳态频率时的采样点编号；fi表示第i个采样点对应的系统频率；fN表示基准频率；Dd为频率偏离度指标；σ2N为用于增大频率偏离度指标区分度的调节倍数；
所述频率恢复时间指标，计算如下：



式中，tr表示频率恢复时长；ts表示出现稳态频率的时刻；tb表示调节开始时刻；Tr为频率恢复时间指标；tN,r表示频率恢复时长的标准值。


4.根据权利要求1所述的一种阶跃扰动下电网AGC调频性能综合评价方法，其特征在于，所述基于所述初始评价指标矩阵，采用熵权法计算各项指标的权重，包括：
对初始评价指标矩阵中的各项指标进行标准化处理；
基于标准化的指标值，计算各项指标的熵值；
基于各项指标的熵值，计算各项指标的权重。


5.根据权利要求1所述的一种阶跃扰动下电网AGC调频性能综合评价方法，其特征在于，所述基于所述初始评价指标矩阵和各项指标的权重，采用密切值法计算不同调频方式的密切值，包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：张天海，邹燕，周挺，王红星，于国强，罗凯明，顾文，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司，江苏方天电力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32