專利名稱：電力系統(tǒng)在負(fù)荷高峰中機(jī)組調(diào)節(jié)能力不足時(shí)的有功控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電網(wǎng)在線電壓安全評(píng)估和控制領(lǐng)域，是一種快速的、基于發(fā)電側(cè)和需求側(cè)響應(yīng)的電力系統(tǒng)在負(fù)荷高峰轉(zhuǎn)移機(jī)組調(diào)節(jié)容量的有功控制方法。
背景技術(shù)：
目前的電力系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)基本上是滯后調(diào)節(jié)，其前提是先有區(qū)域控制偏差(ACE)而后調(diào)節(jié)。電力系統(tǒng)中能夠快速響應(yīng)的機(jī)組是保障AGC控制指標(biāo)的優(yōu)質(zhì)資源，但在實(shí)際電網(wǎng)中往往缺乏，而且變化較大，在某些負(fù)荷變化較大、持續(xù)周期較長(zhǎng)的時(shí)間段，即使控制決策正確但因?yàn)闄C(jī)組調(diào)節(jié)能力或響應(yīng)速率的不足致使AGC控制性能指標(biāo)比預(yù)期值要低。電力系統(tǒng)主要出現(xiàn)在負(fù)荷陡升和陡降的時(shí)候，尤其在負(fù)荷攀峰過(guò)程中，調(diào)度員面臨 的壓力很大。目前，對(duì)于電力系統(tǒng)在負(fù)荷高峰時(shí)段有以下幾種通常控制方法I.在某些負(fù)荷變化較大、持續(xù)周期較長(zhǎng)的時(shí)間段，投入超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)和AGC閉環(huán)實(shí)施超前控制能解決這一問(wèn)題，但是該方法對(duì)于機(jī)組的性能要求過(guò)高，性能較差的火電機(jī)組往往不能完整執(zhí)行超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果，以達(dá)到最終過(guò)渡負(fù)荷高峰的過(guò)程。2.電力系統(tǒng)中能快速響應(yīng)的可調(diào)機(jī)組容量(例如水電機(jī)組)是非常有限而寶貴的，希望將這一部分資源充分用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)中負(fù)荷和發(fā)電的快速隨機(jī)變化。在AGC實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷處于長(zhǎng)時(shí)間爬坡(向上或向下)過(guò)程中，響應(yīng)速度較快的機(jī)組逐漸接近其調(diào)節(jié)上限或下限，而響應(yīng)速度較慢的機(jī)組(如火電機(jī)組)仍有較大的調(diào)節(jié)裕度，從而使系統(tǒng)失去向上或向下方向的快速調(diào)節(jié)能力。為避免這種情況的發(fā)生，在預(yù)計(jì)系統(tǒng)負(fù)荷將要爬坡之前，調(diào)度員往往要讓響應(yīng)速度較慢的機(jī)組負(fù)荷提前向某一目標(biāo)運(yùn)動(dòng)，以滿足系統(tǒng)負(fù)荷的變化。3.在線計(jì)算負(fù)荷拐點(diǎn)及系統(tǒng)負(fù)荷缺額容量，通過(guò)電網(wǎng)調(diào)度員提前調(diào)用機(jī)組容量，以應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的負(fù)荷高峰過(guò)程?？傮w而言，現(xiàn)有方法往往僅局限在電網(wǎng)側(cè)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，沒(méi)有考慮選擇系統(tǒng)中負(fù)荷側(cè)的快速中斷資源，通過(guò)電網(wǎng)負(fù)荷高峰預(yù)測(cè)和快速中斷負(fù)荷側(cè)需求兩方面，同時(shí)，對(duì)電力系統(tǒng)在負(fù)荷高峰時(shí)機(jī)組調(diào)節(jié)能力不足時(shí)，優(yōu)化電力系統(tǒng)資源，實(shí)現(xiàn)快速過(guò)渡負(fù)荷高峰過(guò)程。本發(fā)明“電力系統(tǒng)在負(fù)荷高峰時(shí)機(jī)組調(diào)節(jié)能力不足的有功功率轉(zhuǎn)移控制方法”是一種通過(guò)電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)的，通過(guò)在線計(jì)算發(fā)電側(cè)和需求側(cè)可用容量，進(jìn)行實(shí)時(shí)發(fā)電功率分配的方法。以方便電網(wǎng)調(diào)度員在負(fù)荷緊張情況下控制系統(tǒng)有功功率。本發(fā)明相關(guān)的技術(shù)途徑和實(shí)施的關(guān)鍵內(nèi)容均未曾公開(kāi)過(guò)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種通過(guò)電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)的，通過(guò)在線計(jì)算發(fā)電側(cè)和需求側(cè)可用容量，進(jìn)行實(shí)時(shí)發(fā)電功率分配的方法。以方便電網(wǎng)調(diào)度員在負(fù)荷緊張情況下控制系統(tǒng)有功功率。
本發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的電力系統(tǒng)在負(fù)荷高峰中機(jī)組調(diào)節(jié)能力不足時(shí)的有功控制方法，該方法包括下列步驟(I)從能量管理系統(tǒng)即EMS得到電網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組負(fù)荷和機(jī)組投入電力系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)電控制運(yùn)行情況按照機(jī)組PLC投入情況、機(jī)組實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)上下限、以及機(jī)組實(shí)時(shí)出力，根據(jù)這三類數(shù)據(jù)，判斷機(jī)組實(shí)時(shí)運(yùn)行工況，即，條件一 =Pmin彡P(guān)彡P(guān)max其中Pmin為機(jī)組出力下限、P_為機(jī)組出力上限、P為機(jī)組實(shí)時(shí)出力，當(dāng)條件二 =PLCstat = 1，其中PLCstat取0或1，I代表機(jī)組或電廠PLC投入，0代表機(jī)組或電廠PLC退出；只有當(dāng)條件一、條件二同時(shí)滿足時(shí)，EMS/AGC程序才會(huì)判斷該P(yáng)LC滿足受控條件；(2)辨識(shí)電網(wǎng)負(fù)荷高峰數(shù)據(jù)特征，根據(jù)超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果，得到未來(lái)5min 30min內(nèi)的全網(wǎng)負(fù)荷,通過(guò)記錄得到根據(jù)時(shí)間滾動(dòng)更新的各數(shù)值P5min、P10min> P15min> P2omin>P25min以及P3tlmin，在EMS系統(tǒng)中設(shè)置變化值門檻Vth，Vth = 20(MW ;另外，在EMS系統(tǒng)中設(shè)置轉(zhuǎn)
移容量比例系數(shù)f，€=±(2% 5%)，其中f = P^~P^，Psystem為系統(tǒng)當(dāng)前系統(tǒng)總出
system
力^P15min-P5min彡Vth且f G {± (2% 5% )}，則說(shuō)明未來(lái)15min內(nèi)具備電網(wǎng)負(fù)荷高峰特征；(3)判斷發(fā)電側(cè)轉(zhuǎn)移容量情況根據(jù)f的數(shù)值符號(hào)情況，判斷增減出力情況，當(dāng)f為負(fù)數(shù)時(shí)，則電力系統(tǒng)需要執(zhí)行減出力；當(dāng)f■為正數(shù)時(shí)，則電力系統(tǒng)需要執(zhí)行增出力；根據(jù)AP5min、AP10min, AP15min未來(lái)
nn
5min、IOmin, 15min三個(gè)區(qū)段的變化量，與當(dāng)前所有AGC機(jī)組的刀仏上限和
i=\ i=\
調(diào)下限判斷，確定現(xiàn)有機(jī)組的調(diào)節(jié)上下限是否滿足未來(lái)負(fù)荷增減量需求；如果容量轉(zhuǎn)移情況滿足系統(tǒng)要求，則直接進(jìn)行步驟(5)；(4)通過(guò)上述⑴、⑵、(3)步的判斷和綜合評(píng)估如果是確實(shí)發(fā)生了負(fù)荷高峰并且有足夠的轉(zhuǎn)移容量，則選擇轉(zhuǎn)移容量時(shí)機(jī)；如果判斷沒(méi)有足夠發(fā)電側(cè)轉(zhuǎn)移容量空間，則進(jìn)行快速自動(dòng)減載，以緩解系統(tǒng)容量壓力；(5)由能量管理系統(tǒng)計(jì)算轉(zhuǎn)移容量的分配情況；根據(jù)EMS實(shí)時(shí)發(fā)電排序表執(zhí)行容量轉(zhuǎn)移工作，在EMS中依據(jù)PLC調(diào)節(jié)性能，被分為第一類分組機(jī)組(負(fù)荷變動(dòng)速率快的)、第二類分組機(jī)組(負(fù)荷變動(dòng)速率一般的)以及第三類分組機(jī)組(負(fù)荷變動(dòng)速率較差的)，如果系統(tǒng)要求對(duì)未來(lái)5min 15min進(jìn)行容量轉(zhuǎn)移，則第一類分組機(jī)組最先增加出力或者最后減少出力，第二類分組機(jī)組隨后增加或減少出力，第三類分組機(jī)組最先減少出力或者最后增加出力，實(shí)際的容量分配根據(jù)機(jī)組或電廠實(shí)際投A AGC的PLC進(jìn)行命令下發(fā)；(6)進(jìn)行實(shí)際運(yùn)行控制，在滿足電網(wǎng)安全運(yùn)行需要時(shí)，實(shí)際控制發(fā)電機(jī)組出力以實(shí)現(xiàn)在負(fù)荷高峰時(shí)機(jī)組調(diào)節(jié)能力不足時(shí)的有功控制；上述第(5)步驟中的電力系統(tǒng)快速機(jī)組(一類、二類)和慢速機(jī)組(三類)的判別如下快速機(jī)組和慢速機(jī)組是相對(duì)的，但前提是均應(yīng)是AGC可控機(jī)組，可將AGC可控水電機(jī)組定義為快速機(jī)組，AGC可控火電機(jī)組定義為慢速機(jī)組。在具備超前控制的AGC系統(tǒng)中，正常情況下，快速機(jī)組承擔(dān)區(qū)域調(diào)節(jié)需求(ARR)，慢速機(jī)組承擔(dān)超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)與負(fù)荷預(yù)測(cè)之間的負(fù)荷變化以及發(fā)電誤差部分，在系統(tǒng)負(fù)荷高峰前的一段時(shí)間內(nèi)，根據(jù)快速機(jī)組和慢速機(jī)組的發(fā)電出力及控制上下限情況，將一部分發(fā)電出力由快速機(jī)組轉(zhuǎn)移到慢速機(jī)組上來(lái)。上述第⑵步驟中的辨識(shí)電網(wǎng)負(fù)荷高峰判斷如下高峰負(fù)荷的預(yù)測(cè)值可根據(jù)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)間接得到，攀峰開(kāi)始可使用負(fù)荷變化率來(lái)判別，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)當(dāng)負(fù)荷變化率大于限值時(shí)，認(rèn)為攀峰過(guò)程即將來(lái)臨。首先預(yù)測(cè)下一時(shí)刻負(fù)荷變化速率，就可以預(yù)測(cè)下點(diǎn)系統(tǒng)負(fù)荷。即Y (t+A t) =Y (t) (1+k) (2-31)式子中 Y (t+ A t)----下一時(shí)刻預(yù)測(cè)負(fù)荷值；At-----預(yù)測(cè)時(shí)間間隔；Y(t)-----當(dāng)前負(fù)荷值；k-----同類型日t到t+ A t時(shí)刻負(fù)荷平均變化速率。該方法對(duì)歷史n個(gè)同類型日的每一點(diǎn)負(fù)荷變化率計(jì)算，考慮到負(fù)荷不確定因素的干擾，剔除其中最大和最小的兩個(gè)值，然后對(duì)剩余n-2個(gè)變化率計(jì)算它們的平均值或加權(quán)平均值(越靠近當(dāng)前日權(quán)重越大)，然后從當(dāng)前負(fù)荷出發(fā)，根據(jù)歷史同類型日同時(shí)刻平均負(fù)荷變化速率，即可預(yù)測(cè)出下一時(shí)刻負(fù)荷。然后，根據(jù)每15-30分鐘預(yù)測(cè)負(fù)荷各點(diǎn)之間斜率和負(fù)荷增量與預(yù)先設(shè)定的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值比較作為第一類判斷條件，同時(shí)，在未來(lái)60分鐘內(nèi)對(duì)負(fù)荷拐點(diǎn)尋值，將拐點(diǎn)初斜率為零作為第二類判斷條件。如果兩者同時(shí)滿足，則判斷為電網(wǎng)負(fù)荷高峰。上述第(3)步驟中的轉(zhuǎn)移容量的計(jì)算如下可根據(jù)當(dāng)前的快速機(jī)組的調(diào)節(jié)容量和調(diào)節(jié)速率及需要的調(diào)節(jié)容量來(lái)決定，需要的調(diào)節(jié)容量根據(jù)歷史分鐘級(jí)負(fù)荷分量的幅值及最大變化率(可用滾動(dòng)平均法等計(jì)算)或直接采用負(fù)荷幅、谷的某一比例來(lái)計(jì)算。上述第(4)步驟中對(duì)于快速負(fù)荷中斷的處理如下目前電力系統(tǒng)中設(shè)有低頻減載功能，在頻率低于限值時(shí)，自動(dòng)或手動(dòng)切除一部分負(fù)荷來(lái)保證系統(tǒng)的運(yùn)行安全。借鑒其思路，當(dāng)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用容量嚴(yán)重不足時(shí)，自動(dòng)切除一部分快速響應(yīng)負(fù)荷來(lái)提高系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用容量是一個(gè)很好的方法。將符合條件的快速響應(yīng)可中斷負(fù)荷都設(shè)置一定的優(yōu)先級(jí)，每一優(yōu)先級(jí)內(nèi)保持一定的負(fù)荷容量，當(dāng)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用容量低于設(shè)定的限值時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警提示調(diào)度員并根據(jù)負(fù)荷的 優(yōu)先級(jí)和當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)備用容量給出減負(fù)荷方案，調(diào)度員認(rèn)可后，系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行該方案?？紤]到系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用容量一般由備用監(jiān)視模塊來(lái)計(jì)算，減負(fù)荷功能可內(nèi)嵌在此模塊中?？梢詫?duì)系統(tǒng)負(fù)荷進(jìn)行分系統(tǒng)、分區(qū)設(shè)置優(yōu)先級(jí)，在負(fù)荷高峰時(shí)，當(dāng)AGC只調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)不能滿足要求時(shí)，來(lái)將負(fù)荷按負(fù)荷優(yōu)先級(jí)從大到小提前切除一部分負(fù)荷，同時(shí)在需要下調(diào)發(fā)電機(jī)出力時(shí)，在達(dá)到發(fā)電機(jī)出力下限時(shí)，也可將原來(lái)切除的負(fù)荷按復(fù)電順序重新進(jìn)行恢復(fù)供電。在當(dāng)前的現(xiàn)實(shí)情況下，可通過(guò)人工來(lái)設(shè)置，可通過(guò)程序根據(jù)一定的規(guī)則自動(dòng)識(shí)別快速響應(yīng)負(fù)荷及對(duì)它們進(jìn)行分級(jí)。本發(fā)明技術(shù)解決方案是一種通過(guò)電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)的，通過(guò)在線計(jì)算發(fā)電側(cè)和需求側(cè)可用容量，進(jìn)行實(shí)時(shí)發(fā)電功率分配的方法。以方便電網(wǎng)調(diào)度員在負(fù)荷緊張情況下控制系統(tǒng)有功功率。本發(fā)明的有益效果是，以實(shí)際電網(wǎng)為背景，對(duì)本發(fā)明所提出的控制方法進(jìn)行實(shí)際測(cè)試，較為準(zhǔn)確的判斷系統(tǒng)負(fù)荷高峰時(shí)段，并有效協(xié)助調(diào)度員進(jìn)行發(fā)電側(cè)和負(fù)荷需求側(cè)功率調(diào)整，提高了運(yùn)行過(guò)程的可靠性。提出的這種在負(fù)荷高峰時(shí)機(jī)組調(diào)節(jié)能力不足時(shí)的有功控制方法，在發(fā)電側(cè)和負(fù)荷側(cè)同時(shí)使用，不僅能考慮發(fā)電側(cè)的轉(zhuǎn)移負(fù)荷的能力，同時(shí)也有選擇的快速中斷負(fù)荷側(cè)的功率消耗，以實(shí)現(xiàn)快速過(guò)渡電網(wǎng)負(fù)荷高峰過(guò)程。


圖I為本發(fā)明整體實(shí)施流程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式電力系統(tǒng)在負(fù)荷高峰中機(jī)組調(diào)節(jié)能力不足時(shí)的有功控制方法，該方法包括下列步驟(I)從能量管理系統(tǒng)即EMS得到電網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組負(fù)荷和機(jī)組投入電力系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)電控制運(yùn)行情況按照機(jī)組PLC投入情況、機(jī)組實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)上下限、以及機(jī)組實(shí)時(shí)出力，根據(jù)這三類數(shù)據(jù)，判斷機(jī)組實(shí)時(shí)運(yùn)行工況，即，條件一 =Pmin彡P(guān)彡P(guān)max其中Pmin為機(jī)組出力下限、P_為機(jī)組出力上限、P為機(jī)組實(shí)時(shí)出力，當(dāng)條件二 =PLCstat = 1，其中PLCstat取0或1，I代表機(jī)組或電廠PLC投入，0代表機(jī)組或電廠PLC退出；只有當(dāng)條件一、條件二同時(shí)滿足時(shí)，EMS/AGC程序才會(huì)判斷該P(yáng)LC滿足受控條件；(2)辨識(shí)電網(wǎng)負(fù)荷高峰數(shù)據(jù)特征，根據(jù)超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果，得到未來(lái)5min 30min內(nèi)的全網(wǎng)負(fù)荷,通過(guò)記錄得到根據(jù)時(shí)間滾動(dòng)更新的各數(shù)值P5min、P10min> P15min> P2omin>P25min以及P3tlmin，在EMS系統(tǒng)中設(shè)置變化值門檻Vth，Vth = 20(MW ;另外，在EMS系統(tǒng)中設(shè)置轉(zhuǎn)
移容量比例系數(shù)f，f= ±(2% 5%)，其中f = P^~Pi-，Psystem為系統(tǒng)當(dāng)前系統(tǒng)總出
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力^P15min-P5min彡Vth且f G {± (2% 5% )}，則說(shuō)明未來(lái)15min內(nèi)具備電網(wǎng)負(fù)荷高峰特征；(3)判斷發(fā)電側(cè)轉(zhuǎn)移容量情況根據(jù)f的數(shù)值符號(hào)情況，判斷增減出力情況，當(dāng)f為負(fù)數(shù)時(shí)，則電力系統(tǒng)需要執(zhí)行減出力；當(dāng)f■為正數(shù)時(shí)，則電力系統(tǒng)需要執(zhí)行增出力；根據(jù)AP5min、AP10min, AP15min未來(lái)
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5min、IOmin, 15min三個(gè)區(qū)段的變化量，與當(dāng)前所有AGC機(jī)組的刀仏上限和
i=\ i=\
調(diào)下限判斷，確定現(xiàn)有機(jī)組的調(diào)節(jié)上下限是否滿足未來(lái)負(fù)荷增減量需求；如果容量轉(zhuǎn)移情況滿足系統(tǒng)要求，則直接進(jìn)行步驟(5)；(4)通過(guò)上述⑴、⑵、(3)步的判斷和綜合評(píng)估如果是確實(shí)發(fā)生了負(fù)荷高峰并且有足夠的轉(zhuǎn)移容量，則選擇轉(zhuǎn)移容量時(shí)機(jī)；如果判斷沒(méi)有足夠發(fā)電側(cè)轉(zhuǎn)移容量空間，則進(jìn)行快速自動(dòng)減載，以緩解系統(tǒng)容量壓力；(5)由能量管理系統(tǒng)計(jì)算轉(zhuǎn)移容量的分配情況；根據(jù)EMS實(shí)時(shí)發(fā)電排序表執(zhí)行容量轉(zhuǎn)移工作，在EMS中依據(jù)PLC調(diào)節(jié)性能，被分為第一類分組機(jī)組(負(fù)荷變動(dòng)速率快的)、第二類分組機(jī)組(負(fù)荷變動(dòng)速率一般的)以及第三類分組機(jī)組(負(fù)荷變動(dòng)速率較差的)，如果系統(tǒng)要求對(duì)未來(lái)5min 15min進(jìn)行容量轉(zhuǎn)移，則第一類分組機(jī)組最先增加出力或者最后減少出力，第二類分組機(jī)組隨后增加或減少出力，第三類分組機(jī)組最先減少出力或者最后增加出力，實(shí)際的容量分配根據(jù)機(jī)組或電廠實(shí)際投A AGC的PLC進(jìn)行命令下發(fā)；(6)進(jìn)行實(shí)際運(yùn)行控制，在滿足電網(wǎng)安全運(yùn)行需要時(shí)，實(shí)際控制發(fā)電機(jī)組出力以實(shí)現(xiàn)在負(fù)荷高峰時(shí)機(jī)組調(diào)節(jié)能力不足時(shí)的有功控制。上述第(5)步驟中的電力系統(tǒng)快速機(jī)組(一類、二類)和慢速機(jī)組(三類)的判別如下快速機(jī)組和慢速機(jī)組是相對(duì)的，但前提是均應(yīng)是AGC可控機(jī)組，可將AGC可控水電機(jī)組定義為快速機(jī)組，AGC可控火電機(jī)組定義為慢速機(jī)組。在具備超前控制的AGC系統(tǒng)中，正常情況下，快速機(jī)組承擔(dān)區(qū)域調(diào)節(jié)需求(ARR)，慢速機(jī)組承擔(dān)超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)與負(fù)荷 預(yù)測(cè)之間的負(fù)荷變化以及發(fā)電誤差部分，在系統(tǒng)負(fù)荷高峰前的一段時(shí)間內(nèi)，根據(jù)快速機(jī)組和慢速機(jī)組的發(fā)電出力及控制上下限情況，將一部分發(fā)電出力由快速機(jī)組轉(zhuǎn)移到慢速機(jī)組上來(lái)。上述第⑵步驟中的辨識(shí)電網(wǎng)負(fù)荷高峰判斷如下高峰負(fù)荷的預(yù)測(cè)值可根據(jù)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)間接得到，攀峰開(kāi)始可使用負(fù)荷變化率來(lái)判別，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)當(dāng)負(fù)荷變化率大于限值時(shí)，認(rèn)為攀峰過(guò)程即將來(lái)臨。首先預(yù)測(cè)下一時(shí)刻負(fù)荷變化速率，就可以預(yù)測(cè)下點(diǎn)系統(tǒng)負(fù)荷。即Y(t+A t) =Y (t) (1+k)(2-31)式子中 Y (t+A t)----下一時(shí)刻預(yù)測(cè)負(fù)荷
值；At-----預(yù)測(cè)時(shí)間間隔；Y(t)-----當(dāng)前負(fù)荷值；k-----同類型日t到t+ A t時(shí)刻負(fù)荷平均變化速率。該方法對(duì)歷史n個(gè)同類型日的每一點(diǎn)負(fù)荷變化率計(jì)算，考慮到負(fù)荷不確定因素的干擾，剔除其中最大和最小的兩個(gè)值，然后對(duì)剩余n-2個(gè)變化率計(jì)算它們的平均值或加權(quán)平均值(越靠近當(dāng)前日權(quán)重越大)，然后從當(dāng)前負(fù)荷出發(fā)，根據(jù)歷史同類型日同時(shí)刻平均負(fù)荷變化速率，即可預(yù)測(cè)出下一時(shí)刻負(fù)荷。然后，根據(jù)每15-30分鐘預(yù)測(cè)負(fù)荷各點(diǎn)之間斜率和負(fù)荷增量與預(yù)先設(shè)定的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值比較作為第一類判斷條件，同時(shí)，在未來(lái)60分鐘內(nèi)對(duì)負(fù)荷拐點(diǎn)尋值，將拐點(diǎn)初斜率為零作為第二類判斷條件。如果兩者同時(shí)滿足，則判斷為電網(wǎng)負(fù)荷高峰。上述第(3)步驟中的轉(zhuǎn)移容量的計(jì)算如下可根據(jù)當(dāng)前的快速機(jī)組的調(diào)節(jié)容量和調(diào)節(jié)速率及需要的調(diào)節(jié)容量來(lái)決定，需要的調(diào)節(jié)容量根據(jù)歷史分鐘級(jí)負(fù)荷分量的幅值及最大變化率(可用滾動(dòng)平均法等計(jì)算)或直接采用負(fù)荷幅、谷的某一比例來(lái)計(jì)算。上述第(4)步驟中對(duì)于快速負(fù)荷中斷的處理如下目前電力系統(tǒng)中設(shè)有低頻減載功能，在頻率低于限值時(shí)，自動(dòng)或手動(dòng)切除一部分負(fù)荷來(lái)保證系統(tǒng)的運(yùn)行安全。借鑒其思路，當(dāng)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用容量嚴(yán)重不足時(shí)，自動(dòng)切除一部分快速響應(yīng)負(fù)荷來(lái)提高系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用容量是一個(gè)很好的方法。
將符合條件的快速響應(yīng)可中斷負(fù)荷都設(shè)置一定的優(yōu)先級(jí)，每一優(yōu)先級(jí)內(nèi)保持一定的負(fù)荷容量，當(dāng)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用容量低于設(shè)定的限值時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警提示調(diào)度員并根據(jù)負(fù)荷的優(yōu)先級(jí)和當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)備用容量給出減負(fù)荷方案，調(diào)度員認(rèn)可后，系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行該方案。考慮到系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用容量一般由備用監(jiān)視模塊來(lái)計(jì)算，減負(fù)荷功能可內(nèi)嵌在此模塊中?？梢詫?duì)系統(tǒng)負(fù)荷進(jìn)行分系統(tǒng)、分區(qū)設(shè)置優(yōu)先級(jí)，在負(fù)荷高峰時(shí)，當(dāng)AGC只調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)不能滿足要求時(shí)，來(lái)將負(fù)荷按負(fù)荷優(yōu)先級(jí)從大到小提前切除一部分負(fù)荷，同時(shí)在需要下調(diào)發(fā)電機(jī)出力時(shí)，在達(dá)到發(fā)電機(jī)出力下限時(shí)，也可將原來(lái)切除的負(fù)荷按復(fù)電順序重新進(jìn)行恢復(fù)供電。 在當(dāng)前的現(xiàn)實(shí)情況下，可通過(guò)人工來(lái)設(shè)置，可通過(guò)程序根據(jù)一定的規(guī)則自動(dòng)識(shí)別快速響應(yīng)負(fù)荷及對(duì)它們進(jìn)行分級(jí)。
權(quán)利要求
1.電力系統(tǒng)在負(fù)荷高峰中機(jī)組調(diào)節(jié)能力不足時(shí)的有功控制方法，其特征在于，該方法包括下列步驟 (1)從能量管理系統(tǒng)即EMS得到電網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組負(fù)荷和機(jī)組投入電力系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)電控制運(yùn)行情況按照機(jī)組PLC投入情況、機(jī)組實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)上下限、以及機(jī)組實(shí)時(shí)出力，根據(jù)這三類數(shù)據(jù)，判斷機(jī)組實(shí)時(shí)運(yùn)行工況，即，條件一 =Pmin彡P(guān)彡P(guān)fflax其中Pmin為機(jī)組出力下限、Pmax為機(jī)組出力上限、P為機(jī)組實(shí)時(shí)出力，當(dāng)條件二 =PLCstat = 1，其中PLCstat取O或1，I代表機(jī)組或電廠PLC投入，O代表機(jī)組或電廠PLC退出；只有當(dāng)條件一、條件二同時(shí)滿足時(shí)，EMS/AGC程序才會(huì)判斷該P(yáng)LC滿足受控條件； (2)辨識(shí)電網(wǎng)負(fù)荷高峰數(shù)據(jù)特征，根據(jù)超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果，得到未來(lái)5min 30min內(nèi)的全網(wǎng)負(fù)荷，通過(guò)記錄得到根據(jù)時(shí)間滾動(dòng)更新的各數(shù)值P5min、P10min> P15min、P2Qmin、P25min以及P3tlmin，在EMS系統(tǒng)中設(shè)置變化值門檻Vth，Vth = 200MW ;另外，在EMS系統(tǒng)中設(shè)置轉(zhuǎn)移容量比例系數(shù)f，f = ± (2% 5% )，其中/ =，Psystem為系統(tǒng)當(dāng)前系統(tǒng)總出力;若 systemP15min-P5min彡Vth且f G {± (2% 5% )}，則說(shuō)明未來(lái)15min內(nèi)具備電網(wǎng)負(fù)荷高峰特征； (3)判斷發(fā)電側(cè)轉(zhuǎn)移容量情況 根據(jù)f的數(shù)值符號(hào)情況，判斷增減出力情況，當(dāng)f為負(fù)數(shù)時(shí)，則電力系統(tǒng)需要執(zhí)行減出力；當(dāng)f■為正數(shù)時(shí)，則電力系統(tǒng)需要執(zhí)行增出力；根據(jù)AP5min、AP10min,八？151^未來(lái)51^11、 nn10min、15min三個(gè)區(qū)段的變化量，與當(dāng)前所有AGC機(jī)組的上限和調(diào)下限 i=l i=l判斷，確定現(xiàn)有機(jī)組的調(diào)節(jié)上下限是否滿足未來(lái)負(fù)荷增減量需求；如果容量轉(zhuǎn)移情況滿足系統(tǒng)要求，則直接進(jìn)行步驟(5)； (4)通過(guò)上述(I)、(2)、(3)步的判斷和綜合評(píng)估如果是確實(shí)發(fā)生了負(fù)荷高峰并且有足夠的轉(zhuǎn)移容量，則選擇轉(zhuǎn)移容量時(shí)機(jī)；如果判斷沒(méi)有足夠發(fā)電側(cè)轉(zhuǎn)移容量空間，則進(jìn)行快速自動(dòng)減載，以緩解系統(tǒng)容量壓力； (5)由能量管理系統(tǒng)計(jì)算轉(zhuǎn)移容量的分配情況 根據(jù)EMS實(shí)時(shí)發(fā)電排序表執(zhí)行容量轉(zhuǎn)移工作，在EMS中依據(jù)PLC調(diào)節(jié)性能，被分為第一類分組機(jī)組(負(fù)荷變動(dòng)速率快的)、第二類分組機(jī)組(負(fù)荷變動(dòng)速率一般的)以及第三類分組機(jī)組(負(fù)荷變動(dòng)速率較差的)，如果系統(tǒng)要求對(duì)未來(lái)5min 15min進(jìn)行容量轉(zhuǎn)移，則第一類分組機(jī)組最先增加出力或者最后減少出力，第二類分組機(jī)組隨后增加或減少出力，第三類分組機(jī)組最先減少出力或者最后增加出力，實(shí)際的容量分配根據(jù)機(jī)組或電廠實(shí)際投入AGC的PLC進(jìn)行命令下發(fā)； (6)進(jìn)行實(shí)際運(yùn)行控制，在滿足電網(wǎng)安全運(yùn)行需要時(shí)，實(shí)際控制發(fā)電機(jī)組出力以實(shí)現(xiàn)在負(fù)荷高峰時(shí)機(jī)組調(diào)節(jié)能力不足時(shí)的有功控制。
全文摘要
電力系統(tǒng)在負(fù)荷高峰中機(jī)組調(diào)節(jié)能力不足時(shí)的有功控制方法，其技術(shù)方案步驟為(1)從能量管理系統(tǒng)即EMS得到電網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組負(fù)荷和機(jī)組投入電力系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)電控制運(yùn)行情況；(2)辨識(shí)電網(wǎng)負(fù)荷高峰數(shù)據(jù)特征；(3)判斷發(fā)電側(cè)轉(zhuǎn)移容量情況；(4)選擇轉(zhuǎn)移容量時(shí)機(jī)；(5)選擇轉(zhuǎn)移容量時(shí)機(jī)或進(jìn)行快速自動(dòng)減載；(6)由能量管理系統(tǒng)計(jì)算轉(zhuǎn)移容量的分配情況。本發(fā)明能夠較為準(zhǔn)確的判斷系統(tǒng)負(fù)荷高峰時(shí)段，并有效協(xié)助調(diào)度員進(jìn)行發(fā)電側(cè)和負(fù)荷需求側(cè)功率調(diào)整，提高了運(yùn)行過(guò)程的可靠性，并能夠在發(fā)電側(cè)和負(fù)荷側(cè)同時(shí)使用，不僅能考慮發(fā)電側(cè)的轉(zhuǎn)移負(fù)荷的能力，同時(shí)也有選擇的快速中斷負(fù)荷側(cè)的功率消耗，以實(shí)現(xiàn)快速過(guò)渡電網(wǎng)負(fù)荷高峰過(guò)程。
文檔編號(hào)H02J3/46GK102684186SQ20121007587
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月21日
發(fā)明者丁士明, 劉和森, 李文云, 蔣亞坤, 袁德君 申請(qǐng)人:云南電力調(diào)度控制中心