一种区域电网抽水蓄能电站群启停机调度优化方法技术

本发明专利技术提供了一种区域电网抽水蓄能电站群启停机调度优化方法，包括以下步骤：对区域电网中所有抽水蓄能电站中的各机组的各工况分别设定整定时间，使同一时刻同时发电开停机和抽水开停机的机组的总数小于预设阈值；当抽水蓄能电站发电工况正常调峰开停机，处于可调负荷范围内时，电站总负荷按相邻两计划点间负荷匀速变化的斜率和所述整定时间升降负荷，平滑抽蓄电站的功率变化；当区域电网的频率偏差大于预设的整定值时，采用频率反向闭锁方法，暂停会使频率偏差扩大的抽水蓄能机组的发电开停机、抽水开停机和升降负荷。本发明专利技术具有实现抽蓄机组灵活柔性控制，增强电网抗扰动能力，将抽蓄集中启停对电网功率波动影响大幅降低等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种区域电网抽水蓄能电站群启停机调度优化方法
本专利技术涉及电站优化调度技术，尤其是涉及一种区域电网抽水蓄能电站群启停机调度优化方法。
技术介绍
抽水蓄能电站为目前全球已大规模应用的成熟储能技术，在电网中提供削峰填谷、旋转备用、事故备用、调频、调相等辅助服务。目前国内抽水蓄能电站的调度大多由区域电网承担，区域电网是几个相邻省级电网用联络线路互联形成的跨省级的大电网，主要任务是指导和协调各省级电网安全、稳定、优质和经济运行。随着新能源的跨越式发展以及系统负荷峰谷差的增大，对抽水蓄能电站的需求爆发式增长，我国抽水蓄能电站的装机容量已居世界首位，各区域电网中抽水蓄能电站和机组的调度数量也随之增长。目前抽水蓄能电站在电网中承担最多的辅助服务方式为调峰填谷，在电网负荷高峰时发电，在负荷低谷时抽水，抽蓄机组在一天24小时中需要进行多次的抽发启停工况转换。电网调度计划部门根据负荷和新能源出力预测的情况，制定抽蓄电站总出力的96点日前调度计划，抽蓄电站的机组按计划由成组负荷控制系统自动启停和负荷调节。抽水蓄能机组最显著的优点是启停迅速、变负荷速率快。但当区域电网中同时多台抽蓄机组启停时，多台抽蓄机组的负荷变化叠加效应往往与电网的负荷爬坡率和新能源出力变化不匹配，容易造成电网频率的波动。抽水蓄能机组常用的工况转换包括发电开机、发电停机、抽水开机、抽水停机。各工况流程对电网频率的冲击影响如下：发电开机包括辅机设备启动、水轮机升速、同期并网、升负荷四个阶段。其中同期并网时长不可控最明显，与并网瞬时的电网参数以及机组自身特性均有关。抽蓄机组在低负荷阶段振动较大，需快速完成此过渡过程。发电开机流程的特征导致并网时间点不能精确控制，且并网后在数十秒内升至最小稳定运行负荷Ph(一般为50％额定功率以上)。当多个电站数台机组同时刻并网并快速升负荷时，会造成电网发电功率在1-2分钟内大幅突增引发高频现象。发电停机包括降负荷、机组解列，机组惰走三个阶段。仅降负荷阶段对电网频率存在影响，与发电开机同样的振动约束，机组降负荷至最小稳定运行负荷Ph后，需快速解列减少振动区运行时间。当多个电站数台机组同时降负荷停机时，会造成电网发电功率在1-2分钟内大幅突降引发低频现象。抽水开机包括辅机启动、SFC(StaticFrequencyConverter，静止变频器)或背靠背拖动升速、同期至SCP(SynchronousCondenserPump，抽水调相)、SCP转抽水四个阶段。SCP稳态机组从电网吸收的有功功率有限，因此同期时长不确定性的影响可忽略，但非变速机组从SCP转抽水的时长较短且抽水消耗电网功率基本为额定功率不可调。若多个电站数台机组同时转抽水，会造成电网用电功率在1分钟内大幅突增引发低频现象。抽水停机包括降负荷、机组解列，机组惰走三个阶段。抽水停机降负荷阶段对电网频率存在影响，降负荷时长同样较短，若多个电站数台机组同时抽水停机，会造成电网用电功率在1分钟内大幅突降引发高频现象。因此在抽水蓄能电站调度数量较多的区域电网中，需考虑如何从错峰和优化抽蓄电站调节性能两方面着手，减小抽蓄机组启停过程对电网频率的冲击影响，成为需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种区域电网抽水蓄能电站群启停机调度优化方法。本专利技术提供了一种区域电网抽水蓄能电站群启停机调度优化方法，包括以下步骤：步骤1、对区域电网中所有抽水蓄能电站中的各机组的各工况分别设定整定时间，使同一时刻同时发电开停机和抽水开停机的机组的总数小于预设阈值；步骤2、当抽水蓄能电站发电工况正常调峰开停机，处于可调负荷范围内时，电站总负荷按相邻两计划点间负荷匀速变化的斜率和所述整定时间升降负荷，平滑抽蓄电站的功率变化；步骤3、当区域电网的频率偏差大于预设的整定值时，采用频率反向闭锁方法，暂停会使频率偏差扩大的抽水蓄能机组的发电开停机、抽水开停机和升降负荷。可选的，所述步骤1具体包括以下步骤：步骤1.1、将区域电网中所有抽蓄电站按所处省市控制区进行分组；步骤1.2、为每组电站设定整定时间，不同开停机工况，采用不同的整定时间，具体包括以下步骤：步骤1.2.1、设定发电开机的整定时间：每个电站每个一刻钟计划点内仅首台机组设开机整定时间；步骤1.2.2、设定发电停机的整定时间：每个电站仅最后一台机组发电停机设整定时间；步骤1.2.3、设定抽水开机的整定时间：抽水开机机组提前由静止变频器或背靠背拖动至抽水调相工况，抽水开机的整定时间为机组从抽水调相工况转抽水工况的时刻；步骤1.2.4、设定抽水停机的整定时间：抽水停机整定时间为机组从抽水工况触发停机流程的起始时刻。可选的，所述步骤1.2.1具体为：定义同省市组内有n个抽蓄电站，则整定时间的分配原则为：首先，获取发电开机整定时间间隔：其中，Tgsi为抽蓄电站i的首台机组从发开机令到并网的时长，Tgri为抽蓄电站i的首台机组从并网到额定功率的最短时长；然后，将计算后的Tgos以半分钟为单位向下取整得Tgos’；则各电站每个计划点内的首台机组按Tgsi+Tgri从小到大的顺序，依次按1、1+Tgos’、……、1+(n-1)Tgos’分钟设定发电开机的整定时间。可选的，同一电站同一计划点内有多台机组开机时，除所述首台机组外的其余机组的开机时间根据启机时长Tgsi和最小稳定负荷值Ph得到，其中，所述其余机组开机时间采用如下方法得到：根据电站实际升负荷曲线与两计划点间的斜线偏差获取功率偏差绝对值之和Pe，根据Pe的最小值获取所述其余机组的开机时间点；其中，Pai为i时刻电站实发总功率；Psi为i时刻电站功率设定值，Psi＝Pc+(Pn-Pc)/m*TiPn为下一计划点目标负荷，Pc为启动前计划点的初始负荷，m为一个计划点15分钟内计算采样的数量，Ti为第i个采样时间点。可选的，所述步骤1.2.2具体为：发电停机整定间隔时间采用如下公式得到：其中，Tgdi为抽蓄电站i的最后一台机组从最小稳定运行负荷Ph到解列的最短时长，将计算后的Tgod以半分钟为单位向下取整得Tgod’；则各电站最后一台机组依次按7、7+Tgod’、……、7+(n-1)Tgod’分钟的整定时间发电停机。可选的，所述步骤1.2.3具体为：抽水开机整定间隔时间采用如下公式得到：其中，Tpsi为抽蓄电站i的机组从SCP转抽水的时长，将计算后的Tpos以半分钟为单位向下取整得Tpos’；若每个电站每个计划点内仅一台机组转抽水，则依次按1、1+Tpos’、……、1+(n-1)Tpos’分钟的整定时间转抽水。可选的，若每个电站每个计划点内有两台机组转抽水，则首台机组依次按1、1+Tpos’/2、……、1+(n-1)Tpos’/2分钟的整定时间转抽水，第二台机组依次按1+nTpo本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种区域电网抽水蓄能电站群启停机调度优化方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、对区域电网中所有抽水蓄能电站中的各机组的各工况分别设定整定时间，使同一时刻同时发电开停机和抽水开停机的机组的总数小于预设阈值；/n步骤2、当抽水蓄能电站发电工况正常调峰开停机，处于可调负荷范围内时，电站总负荷按相邻两计划点间负荷匀速变化的斜率和所述整定时间升降负荷，平滑抽蓄电站的功率变化；/n步骤3、当区域电网的频率偏差大于预设的整定值时，采用频率反向闭锁方法，暂停会使频率偏差扩大的抽水蓄能机组的发电开停机、抽水开停机和升降负荷。/n

【技术特征摘要】
1.一种区域电网抽水蓄能电站群启停机调度优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、对区域电网中所有抽水蓄能电站中的各机组的各工况分别设定整定时间，使同一时刻同时发电开停机和抽水开停机的机组的总数小于预设阈值；
步骤2、当抽水蓄能电站发电工况正常调峰开停机，处于可调负荷范围内时，电站总负荷按相邻两计划点间负荷匀速变化的斜率和所述整定时间升降负荷，平滑抽蓄电站的功率变化；
步骤3、当区域电网的频率偏差大于预设的整定值时，采用频率反向闭锁方法，暂停会使频率偏差扩大的抽水蓄能机组的发电开停机、抽水开停机和升降负荷。


2.根据权利要求1所述的一种区域电网抽水蓄能电站群启停机调度优化方法，其特征在于，所述步骤1具体包括以下步骤：
步骤1.1、将区域电网中所有抽蓄电站按所处省市控制区进行分组；
步骤1.2、为每组电站设定整定时间，不同开停机工况，采用不同的整定时间，具体包括以下步骤：
步骤1.2.1、设定发电开机的整定时间：每个电站每个一刻钟计划点内仅首台机组设开机整定时间；
步骤1.2.2、设定发电停机的整定时间：每个电站仅最后一台机组发电停机设整定时间；
步骤1.2.3、设定抽水开机的整定时间：抽水开机机组提前由静止变频器或背靠背拖动至抽水调相工况，抽水开机的整定时间为机组从抽水调相工况转抽水工况的时刻；
步骤1.2.4、设定抽水停机的整定时间：抽水停机整定时间为机组从抽水工况触发停机流程的起始时刻。


3.根据权利要求2所述的一种区域电网抽水蓄能电站群启停机调度优化方法，其特征在于，所述步骤1.2.1具体为：
定义同省市组内有n个抽蓄电站，则整定时间的分配原则为：
首先，获取发电开机整定时间间隔：



其中，Tgsi为抽蓄电站i的首台机组从发开机令到并网的时长，Tgri为抽蓄电站i的首台机组从并网到额定功率的最短时长；
然后，将计算后的Tgos以半分钟为单位向下取整得Tgos’；
则各电站每个计划点内的首台机组按Tgsi+Tgri从小到大的顺序，依次按1、1+Tgos’、……、1+(n-1)Tgos’分钟设定发电开机的整定时间。


4.根据权利要求3所述的一种区域电网抽水蓄能电站群启停机调度优化方法，其特征在于，同一电站同一计划点内有多台机组开机时，除所述首台机组外的其余机组的开机时间根据启机时长Tgsi和最小稳定负荷值Ph得到，其中，所述其余机组开机时间采用如下方法得到：
根据电站实际升负荷曲线与两计划点间的斜线偏差获取功率偏差绝对值之和Pe，根据Pe的最小值获取所述其余机组的开机时间点；
其中，Pai为i时刻电站实发总功率；
Psi为i时刻电站功率设定值，Psi＝Pc+(Pn-Pc)/m*Ti
Pn为下一计划点目标负荷，Pc为启动前计划点的初始负荷，m为一个计划点15分钟内计算采样的数量，Ti为第i个采样时间点。


5.根据权利要求2所述的一种区域电网抽水蓄能电站群启停机调度优化方法，其特征在于，所述步骤1.2.2具体为：
发电停机整定间隔时间采用如下公式得到：



其中，Tgdi为抽蓄电站i的最后一台机组从最小稳定运行负荷Ph到解列的最短时长，将计算后的Tgod以半分钟为单位向下取整得Tgod’；
则各电站最后一台机组依次按7、7+Tgod’、……、7+(n-1)Tgod’分钟的整定时间发电停机。


6.根据权利要求2所述的一种区域电网抽水蓄能电站群启停机调度优化方法，其特征在于，所述步骤1.2.3具体为：
抽水开机整定间隔时间采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟海保，许凌，高伏英，吴鑫，胡静，朱冬，
申请(专利权)人：国家电网有限公司华东分部，上海明华电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31