火电机组一次调频调节容量预测方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本申请公开了一种火电机组一次调频调节容量预测方法、装置、设备及介质，包括获取火电机组一次调频动作中第一特征变量、第二特征变量的历史运行数据，作为训练样本；利用模糊聚类算法将训练样本划分为k类工况，构建火电机组一次调频调节容量的预测聚类中心模型；基于预测聚类中心模型中的第一特征变量、第二特征变量，分别构建第一矩阵、第二矩阵；计算第一矩阵中两两元素的余弦距离，生成距离矩阵；计算待预测样本与第一矩阵的余弦距离，根据计算结果与距离矩阵，生成权重矩阵；根据权重矩阵和第二矩阵，得到待预测样本的一次调频调节容量预测结果。本申请在DCS系统选取特征变量并结合模糊聚类算法，减少了计算量并提高了预测精度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
火电机组一次调频调节容量预测方法、装置、设备及介质


[0001]本申请涉及电力网源协调
，尤其涉及一种火电机组一次调频调节容量预测方法、装置、设备及介质。

技术介绍

[0002]以新能源为主体的新型电力系统的构建降低了电力系统的转动惯量水平和抗扰动能力，削弱了电网的频率稳定性，增加了系统调频的难度。准确预测火电机组的一次调频补偿能力，能有效为电网调度提供支撑信息，缓解当前调度压力。
[0003]目前，针对火电机组一次调频补偿能力预测的方法主要包括以下几种：第一种是基于广域相量测量系统的一次调频能力预测，从时间维度和频差维度，赋权历史每一次的频率扰动动作调节过程参数，从而进行机组一次调频能力预测，但这种方式不仅计算量巨大，且预测精度较低。第二种是基于深度信念网络的一次调频能力预测方法，选取了8维特征参数作为模型输入，因此在参数选取上较为复杂，部分参数的采集实时性欠佳也会影响模型的预测精度。第三种是基于一次调频远程试验历史信息的预测通过采集历史数据，利用0s的值反映机组运行状态，1～60s的值反映机组响应能力，同时选取有功功率、主控指令和主汽压力3个参数的数据来表征机组一次调频运行工况，但是该方案由于分类较为简单，且DEH响应速度较快，导致在前期预测偏差大，预测精度同样无法保障。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种火电机组一次调频调节容量预测方法、装置、设备及介质，以解决现有的一次调频调节容量计算量大且预测精度低的问题。
[0005]为实现上述目的，本申请提供一种火电机组一次调频调节容量预测方法，包括：
[0006]获取火电机组一次调频动作中第一特征变量、第二特征变量的历史运行数据，作为训练样本；
[0007]利用模糊聚类算法将训练样本划分为k类工况，根据k类工况构建火电机组一次调频调节容量的预测聚类中心模型；
[0008]基于预测聚类中心模型中的第一特征变量、第二特征变量，分别构建第一矩阵、第二矩阵；计算第一矩阵中两两元素的余弦距离，生成距离矩阵；
[0009]获取待预测样本，计算待预测样本与第一矩阵的余弦距离，根据计算结果与距离矩阵，生成权重矩阵；
[0010]根据权重矩阵和第二矩阵，得到待预测样本的一次调频调节容量预测结果。
[0011]进一步地，所述第一特征变量包括发生时间、频率偏差、机组负荷、理论调节容量、理论贡献电量、主汽压力、第一调阀开度、第二调阀开度、第三调阀开度及第四调阀开度；所述第二特征变量包括实际调节容量和实际电量贡献率。
[0012]进一步地，所述利用模糊聚类算法将训练样本划分为k类工况，包括：
[0013]利用k
‑
means算法将训练样本划分为k类第一工况，并计算每类第一工况的均值、
方差及权值；
[0014]基于每类第一工况的均值、方差及权值，利用EM算法迭代计算，生成对应的最优估计参数下的均值、方差及权值，得到k类第二工况；
[0015]根据k类第二工况，构建火电机组一次调频调节容量的预测聚类中心模型。
[0016]进一步地，所述计算第一矩阵中两两元素的余弦距离，生成距离矩阵，包括：
[0017]计算第一矩阵中，第i个历史一次调频调节容量聚类中心对应的向量与第j个历史一次调频调节容量聚类中心对应的向量的余弦距离。
[0018]进一步地，所述获取待预测样本，计算待预测样本与第一矩阵的余弦距离，根据计算结果与距离矩阵，生成权重矩阵，包括：
[0019]获取第一特征变量的当前运行数据，构成第一向量；
[0020]计算第一向量中每个元素与第一矩阵中每个聚类中心工况所对应的元素的余弦距离，生成第二向量；
[0021]对距离矩阵求逆后右乘第二向量，生成权重矩阵。
[0022]进一步地，在所述生成权重矩阵之后，还包括：
[0023]利用修正矩阵对权重矩阵进行修正；所述修正矩阵为根据专家预测法或层次分析法得到；
[0024]对修正后的权重矩阵进行归一化处理，包括将修正后的权重矩阵中的每个元素除以所有元素相加的总和，得到归一化后的权重矩阵。
[0025]本申请还提供一种火电机组一次调频调节容量预测装置，包括：
[0026]样本获取单元，用于获取火电机组一次调频动作中第一特征变量、第二特征变量的历史运行数据，作为训练样本；
[0027]工况划分单元，用于利用模糊聚类算法将训练样本划分为k类工况，根据k类工况构建火电机组一次调频调节容量的预测聚类中心模型；
[0028]距离矩阵构建单元，用于基于预测聚类中心模型中的第一特征变量、第二特征变量，分别构建第一矩阵、第二矩阵；计算第一矩阵中两两元素的余弦距离，生成距离矩阵；
[0029]权重矩阵构建单元，用于获取待预测样本，计算待预测样本与第一矩阵的余弦距离，根据计算结果与距离矩阵，生成权重矩阵；
[0030]预测单元，用于根据权重矩阵和第二矩阵，得到待预测样本的一次调频调节容量预测结果。
[0031]进一步地，所述第一特征变量包括发生时间、频率偏差、机组负荷、理论调节容量、理论贡献电量、主汽压力、第一调阀开度、第二调阀开度、第三调阀开度及第四调阀开度；所述第二特征变量包括实际调节容量和实际电量贡献率。
[0032]本申请还提供一种终端设备，包括：
[0033]一个或多个处理器；
[0034]存储器，与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；
[0035]当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上任一项所述的火电机组一次调频调节容量预测方法。
[0036]本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述的火电机组一次调频调节容量预测方法。
[0037]相对于现有技术，本申请的有益效果在于：
[0038]1)本申请通过选用发生时间、频率偏差、机组负荷、理论调节容量、理论贡献电量、主汽压力、第一调阀开度、第二调阀开度、第三调阀开度及第四调阀开度10个参数作为预测一次调频预测事件的多维特征参数向量。选取参数通过综合考虑事件的发生时间、时间发生时机组的实际工况、DEH的运行状况，在DCS系统较易获取，因此不存在采集实时性的问题。
[0039]2)利用k
‑
means聚类算法和EM算法等模糊聚类算法进行工况划分，减少了一次调频调节容量预测的计算量。
[0040]3)当新的一次调频事件发生时，将该事件的多维特征参数向量与经过训练的历史机组一次调频事件的多类典型工况特征参数向量进行相似程序匹配，计算该事件与多类典型工况特征参数向量的余弦距离，进而通过计算相似权重，拟合出当前一次调频事件的预测结果，并选用0～60秒实际调节容量和0～60秒电量贡献率作为表征预测结果的变量，最终提高了预测精度。
附图说明
[0041]为了更清楚地说明本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种火电机组一次调频调节容量预测方法，其特征在于，包括：获取火电机组一次调频动作中第一特征变量、第二特征变量的历史运行数据，作为训练样本；利用模糊聚类算法将训练样本划分为k类工况，根据k类工况构建火电机组一次调频调节容量的预测聚类中心模型；基于预测聚类中心模型中的第一特征变量、第二特征变量，分别构建第一矩阵、第二矩阵；计算第一矩阵中两两元素的余弦距离，生成距离矩阵；获取待预测样本，计算待预测样本与第一矩阵的余弦距离，根据计算结果与距离矩阵，生成权重矩阵；根据权重矩阵和第二矩阵，得到待预测样本的一次调频调节容量预测结果。2.根据权利要求1所述的火电机组一次调频调节容量预测方法，其特征在于，所述第一特征变量包括发生时间、频率偏差、机组负荷、理论调节容量、理论贡献电量、主汽压力、第一调阀开度、第二调阀开度、第三调阀开度及第四调阀开度；所述第二特征变量包括实际调节容量和实际电量贡献率。3.根据权利要求2所述的火电机组一次调频调节容量预测方法，其特征在于，所述利用模糊聚类算法将训练样本划分为k类工况，包括：利用k
‑
means算法将训练样本划分为k类第一工况，并计算每类第一工况的均值、方差及权值；基于每类第一工况的均值、方差及权值，利用EM算法迭代计算，生成对应的最优估计参数下的均值、方差及权值，得到k类第二工况；根据k类第二工况，构建火电机组一次调频调节容量的预测聚类中心模型。4.根据权利要求2所述的火电机组一次调频调节容量预测方法，其特征在于，所述计算第一矩阵中两两元素的余弦距离，生成距离矩阵，包括：计算第一矩阵中，第i个历史一次调频调节容量聚类中心对应的向量与第j个历史一次调频调节容量聚类中心对应的向量的余弦距离。5.根据权利要求2所述的火电机组一次调频调节容量预测方法，其特征在于，所述获取待预测样本，计算待预测样本与第一矩阵的余弦距离，根据计算结果与距离矩阵，生成权重矩阵，包括：获取第一特征变量的当前运行数据，构成第一向量；计算第一向量中每个元素与第一矩阵中每个聚类中心工况所对应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴月，曾凯文，卢建刚，林玥廷，余志文，李世明，郭文鑫，池丽娟，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力调度控制中心，
类型：发明
国别省市：