一种基于CPS的AGC逻辑控制系统及方法技术方案

本发明专利技术具体涉及一种基于CPS的AGC逻辑控制系统及方法，其实现涵盖以下环节：1）对区域控制偏差ACE、频率偏差Δf等原始数据进行时间序列实时滚动线性滤波处理。基于CPS1并引入不同控制门槛值n对ACE信号进行调整，结合Δf幅值控制的进一步修正，形成面向CPS1标准的逻辑控制模块。2）基于CPS2设定不同控制门槛值m对ACE信号进行校核，并选取动态校正法达成ACE信号与Δf之间的动态配合，实现面向CPS2标准的逻辑控制模块。3）采用优先协调控制机理，对CPS1、CPS2逻辑控制模块进行协调处理，完成AGC信号的整体优化控制。本发明专利技术可明显提高AGC控制器的运行效率，增强系统频率控制性能和运行经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于CPS的AGC逻辑控制系统及方法
本专利技术涉及电力系统及自动化领域，尤其是涉及一种基于CPS的AGC逻辑控制系统及方法。
技术介绍
自动发电控制（AGC）作为互联电力系统功率和频率的主要控制手段，不仅需要能够维持系统频率和联络线交换功率恒定，还需要遵循一定的，以满足系统动态特性和调节性能的综合需求。国内传统的AGC控制策略主要是基于A1/A2标准制定的，在引入CPS标准以后，这些控制策略已不再适用。当前主要有两种改进思路，一种是在原有控制策略的基础之上进行CPS标准的适应性改进，另一种是抛开A标准的束缚，针对CPS标准重新制定AGC控制策略。但上述针对CPS标准指定的AGC控制策略只是考虑了系统频率调节性能，使得控制策略有以下的缺点：（1）没有充分考虑到系统机组的调节状况，若追求CPS考核指标更大，无疑会导致系统机组的调节工作量和备用容量增加，降低了系统运行的经济性和效率。（2）未对区域控制偏差的动态特性进行有效涵盖，区域控制偏差与频率偏差之间缺乏可行的动态协调，一定意义上导致AGC控制器运行中可能存在对系统有害的状态工况。
技术实现思路
本专利技术针对现有AGC控制策略容易引起发电机频繁调节，系统设备磨损率高和运行成本增加等问题，以及策略中可能存在的不良状况，提出一种基于CPS的AGC逻辑控制方法。专利技术能够明显地提高AGC控制器的运行效率，降低AGC机组的调节压力，减少系统设备的磨损，避免不良状况的产生，增强系统的整体频率控制性能和运行经济性。本专利技术针对CPS1、CPS2标准的具体应用要求，分别构建了相应的考核逻辑控制模块，并考虑到两部分模块间的协调控制，归结形成了以下技术方。本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种基于CPS的AGC逻辑控制系统，其特征在于：包括：一CPS1逻辑控制模块：包括用于控制CPS1门限值n的第一门限值修正控制单元、以及用于控制频率偏差Δf幅值的频率偏差幅值控制单元；一CPS2逻辑控制模块：包括用于CPS2门限值m的第二门限值修正控制单元、以及用于控制区域偏差信号动态校正的偏差信号动态校正单元；一协调控制模块：对所述CPS1、CPS2的逻辑控制模块进行协调处理，进而完成AGC信号的优化控制。一种基于CPS的AGC逻辑控制方法，其特征在于，基于CPS1逻辑控制模块和CPS2逻辑控制模块的控制方法，其中，CPS1逻辑控制模块的控制方法是：首先对区域控制偏差AC、频率偏差Δf原始数据进行时间序列实时滚动线性滤波处理以保障逻辑控制模块的实时动态特性；然后基于式一、式二、式三，控制使互联电网各控制区域的区域控制偏差ACE满足式一、式二、式三的不等式，并且伴有CPS1≥100%时，CPS1逻辑控制模块的控制结束；式一式二CPS1=(2-CF1)×100%式三式中：ACE1m为控制区域1分钟的区域控制偏差滚动平均值；Δf1m为控制区域1分钟频率偏差的滚动平均值；ε1为互联电网对全年一分钟频率平均偏差的均方根的控制目标值，互联电力系统中，各个控制区的ε1均相同；CF1为服从因数；n为CPS1控制门槛值；CPS1逻辑控制模块的控制方法是基于式十一，控制使互联电网各控制区域的区域控制偏差ACE在满足式十一，并且有CPS2≥90%时，CPS2逻辑控制模块的控制结束；式十一式十二式十三VPeriond=∑V10min式十四式十五式中，ACEk为每一个10分钟内的第k个采样值；Bi控制区域i的频率偏差系数；Bs为整个互联电网的频率偏差系数，即各控制区域中的频率偏差系数总和；ε10为互联电网对全年10min频率平均偏差均方根的控制目标值；L10为CPS2指标中区域控制偏差限值；m为CPS2控制门槛值，主要是用来控制CPS2标准对区域控制偏差ACE的考核范围；NumPeriod为规定时间内的总采样点数；VPeriod为规定时间内根据判式十五为真的次数；协调控制模块针根据CPS1、CPS2的逻辑控制模块的各自控制，对CPS1、CPS2的逻辑控制模块进行协调处理，进而完成AGC信号的优化控制。在上述的一种基于CPS的AGC逻辑控制方法，CPS1逻辑控制模块的控制方法中，式一中对ACE1m、Δf1m的计算，采用了移动平均值法来实时获取1分钟内的采样平均值，用最近的实际数据值来预测未来某个时期的值；选择60秒为一个周期进行移动计算，其计算公式如下：在系统刚刚运行时的前60秒，ACE和Δf的计算公式为：式四式五当系统稳定运行一分钟以后，开始以60秒为周期进行移动计算，此时计算公式表征如下：式六式七式中ACEk，Δfk均为每分钟内的第k个采样值，且为已知值。在上述的一种基于CPS的AGC逻辑控制方法，第一门限值修正控制单元采取如下的逻辑控制方案：当CPS1≥200%时，本控制逻辑将ACE控制信号置零；当CPS1<100%时，本控制逻辑不对原始计算的ACE控制信号做附加处理；当100≤CPS1<200%时，本控制逻辑通过设置合适的控制门槛值对ACE进行调整；鉴于CPS1≥100%，故n≤1，进而将其分为s个门槛，门槛值分别取为：n=[n1n2…nknk+1…ns]其中门槛值n取值约束为：0≤n1<n2<…nk<nk+1<…≤ns=1；采用线性分档调整的方式，根据CPS1的考核区域，得到各门槛值对应的ACE控制值输出；当CPS1考核指标控制区间为时，按照式八输出ACE控制信号为：ACECPS1=nk×ACE0式八式九式十式中，nk为第k个门槛的取值，ACECPS1为CPS1逻辑控制模块选取nk作为门槛值时的调整输出控制信号，ACE0为ACE的原始计算值，Rangek为本逻辑控制模块对原始ACE的调整幅度。在上述的一种基于CPS的AGC逻辑控制方法，频率偏差幅值控制单元根据频率偏差确定输出的区域控制偏差，依如下设定方式进行具体操作：当|Δf|≥0.2Hz时，AGC必须频繁动作对其进行调节，频率偏差幅值控制模块不对原始计算的ACE控制信号做附加处理；当|Δf|≤0.03Hz时，AGC无需进行调节，频率偏差幅值控制模块将ACE控制信号置零；当0.03Hz≤|Δf|≤0.2Hz时，则CPS1控制逻辑模块依据式八输出调整后的区域控制偏差ACECPS1。在上述的一种基于CPS的AGC逻辑控制方法，所述步骤2中，所述第二门限值修正控制单元的控制方法基于定义：定义将CPS2门限值m设置为t个门槛，门槛值分别取为：m=[m1m2…mkmk+1…mt]其中，门槛值m取值约束为：0<m1<m2<…mk<mk+1<…≤mt=1；为避免门槛值m过小而引发调用更多的AGC机组参与动作，需要考虑门槛值取值较大时的工况；按照公式十一，当ACE累加平均值在规定的门限值以内时（±mL10），CPS2逻辑控制器不需要输出控制信号；当ACE累加平均值超过门限值限制时，控制器将会产生输出信号，即：若且ACE1m>mL10，则ACECPS2=ACE1m；若且ACE1m≤mL10，则ACECPS2=mL10；若且ACE1m<-mL10，则ACECPS2=ACE1m；若且ACE1m≥-mL10，则ACECPS2=-mL10。在上述的一种基于CPS的AGC逻辑控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于CPS的AGC逻辑控制系统，其特征在于：包括：一CPS1逻辑控制模块：包括用于控制CPS1门限值n的第一门限值修正控制单元、以及用于控制频率偏差Δf幅值的频率偏差幅值控制单元；一CPS2逻辑控制模块：包括用于CPS2门限值m的第二门限值修正控制单元、以及用于控制区域偏差信号动态校正的偏差信号动态校正单元；一协调控制模块：对所述CPS1、CPS2的逻辑控制模块进行协调处理，进而完成AGC信号的优化控制。

【技术特征摘要】
1.一种基于CPS的AGC逻辑控制方法，其特征在于，该控制方法采用一种基于CPS的AGC逻辑控制系统，包括：一CPS1逻辑控制模块：包括用于控制CPS1门限值n的第一门限值修正控制单元、以及用于控制频率偏差Δf幅值的频率偏差幅值控制单元；一CPS2逻辑控制模块：包括用于CPS2门限值m的第二门限值修正控制单元、以及用于控制区域偏差信号动态校正的偏差信号动态校正单元；一协调控制模块：对所述CPS1、CPS2的逻辑控制模块进行协调处理，进而完成AGC信号的优化控制；其中，CPS1逻辑控制模块的控制方法是：首先对区域控制偏差AC、频率偏差Δf原始数据进行时间序列实时滚动线性滤波处理以保障逻辑控制模块的实时动态特性；然后基于式一、式二、式三，控制使互联电网各控制区域的区域控制偏差ACE满足式一、式二、式三的不等式，并且伴有CPS1≥100％时，CPS1逻辑控制模块的控制结束；CPS1＝(2-CF1)×100％式三式中：ACE1m为控制区域1分钟的区域控制偏差滚动平均值；Δf1m为控制区域1分钟频率偏差的滚动平均值；ε1为互联电网对全年一分钟频率平均偏差的均方根的控制目标值，互联电力系统中，各个控制区的ε1均相同；CF1为服从因数；n为CPS1控制门槛值；CPS1逻辑控制模块的控制方法是基于式十一，控制使互联电网各控制区域的区域控制偏差ACE在满足式十一，并且有CPS2≥90％时，CPS2逻辑控制模块的控制结束；VPeriond＝∑V10min式十四式中，ACEk为每一个10分钟内的第k个采样值；Bi控制区域i的频率偏差系数；Bs为整个互联电网的频率偏差系数，即各控制区域中的频率偏差系数总和；ε10为互联电网对全年10min频率平均偏差均方根的控制目标值；L10为CPS2指标中区域控制偏差限值；m为CPS2控制门槛值，主要是用来控制CPS2标准对区域控制偏差ACE的考核范围；NumPeriod为规定时间内的总采样点数；VPeriod为规定时间内根据判式十五为真的次数；协调控制模块针根据CPS1、CPS2的逻辑控制模块的各自控制，对CPS1、CPS2的逻辑控制模块进行协调处理，进而完成AGC信号的优化控制；第一门限值修正控制单元采取如下的逻辑控制方案：当CPS1≥200％时，本控制逻辑将ACE控制信号置零；当CPS1<100％时，本控制逻辑不对原始计算的ACE控制信号做附加处理；当100≤CPS1<200％时，本控制逻辑通过设置合适的控制门槛值对ACE进行调整；鉴于CPS1≥100％，故n≤1，进而将其分为s个门槛，门槛值分别取为：n＝[n1n2…nknk+1…ns]其中门槛值n取值约束为：0≤n1<n2<…nk<nk+1<…≤ns＝1；采用线性分档调整的方式，根据CPS1的考核区域，得到各门槛值对应的ACE控制值输出；当CPS1考核指标控制区间为时，按照式八输出ACE控制信号为：ACECPS1＝nk×ACE0式八式中，nk为第k个门槛的取值，ACECPS1为CPS1逻辑控制模块选取nk作为门槛值时的调整输出控制信号，ACE0为ACE的原始计算值，Rangek为本逻辑控制模块对原始ACE的调整幅度；频率偏差幅值控制单元根据频率偏差确定输...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓长虹，翁毅选，颜海俊，陈磊，文贤馗，陈晓谨，林成，王向东，赵维兴，覃海，
申请(专利权)人：武汉大学， 贵州电网公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42