CN101453188B - 一种动态发电侧控制性能标准的指标计算系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动态发电侧控制性能标准的指标计算系统，包括一单台机组UCPS指标实时计算模块以及分别与之相连的机组属性动态分类模块、机组参数在线识别模块和综合计算模块。本发明的一种动态发电侧控制性能标准的指标计算系统通过对发电侧的控制性能标准指标进行计算，它能够实现对AGC机组和非AGC机组，以及个体和整体的发电侧控制性能标准进行动态量化，使电网对电厂机组的管理更加客观、精细、科学。

Description

一种动态发电侧控制性能标准的指标计算系统

技术领域

本发明涉及一种指标计算系统，尤其涉及一种动态发电侧控制性能指标的指标计算系统。

技术背景

近年来我国电网建设发展迅猛，这为各区域电力电量的优化交换，实现整个电网的安全稳定经济运行建立了良好的基础。但在这种情况下，按照什么样的标准对互联电网进行考核，从而既保证整个电网的安全运行，又兼顾各控制区域的利益是十分重要的。NERC(北美电力可靠性委员会)于七十年代提出A1/A2准则，在北美及世界许多电网已经有了多年的运行经验。九十年代中后期开始，我国各大电网开始陆续应用该准则来对各控制区域进行省际联络线考核，一般称之为ACE考核(Area Control Error，区域控制误差)。实践证明这种方法对促进互联电网整体电能质量和自动化水平的提高很有作用，尤其使各电网、电厂的AGC(自动发电控制)水平有了很大提高。但其存在的缺点也十分明显。

NERC于1996年提出了一种基于数学统计方法新的区域控制考核标准，即CPS(CONTROL PERFORMANCE STANDARD)控制性能标准。这种标准基于控制区域对整个电网频率的贡献进行评价，从而使控制目标成为整个电网的电能质量和安全稳定运行，并使大多数区域的利益得到保证。

然而以上这些工作都侧重于电网侧的管理，忽视了对发电侧资源的管理。电厂发电机组尤其是AGC机组对于区域负荷控制和电网频率的贡献程度也需要一套考核标准来量化，从而引入发电侧控制性能标准的研究。该研究将有助于发挥电厂主动提高AGC调节水平的积极性，深度挖掘发电侧管理资源，使电网对电厂机组的管理更加客观、精细、科学。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，而提供一种动态发电侧控制性能指标的指标计算系统，它能够实现对AGC机组和非AGC机组，以及个体和整体的发电侧控制性能标准进行动态量化，使电网对电厂机组的管理更加客观、精细、科学。

实现上述目的的技术方案是：一种动态发电侧控制性能标准的指标计算系统，其中：包括一单台机组UCPS指标实时计算模块以及分别与之相连的机组属性动态分类模块、机组参数在线识别模块和综合计算模块，其中：

所述的单台机组UCPS指标实时计算模块实现机组的UCPS指标的实时计算；

所述的机组属性动态分类模块实现机组属性的动态识别与分类；

所述的机组参数在线识别模块用于计算每台运行机组的动态参数；

所述的综合计算模块用于计算单台机组UCPS的指定周期平均指标以及全厂等效UCPS指标。

上述的动态发电侧控制性能标准的指标计算系统，其中：

所述的单台机组UCPS指标实时计算模块包括正常运行的单台AGC机组UCPS模块以及单台非AGC机组UCPS模块；

所述的机组属性动态分类模块包括运行机组模块以及停役机组模块，运行机组又区分为AGC机组和非AGC机组；

所述的机组参数在线识别模块包括区域动态ACE模块以及机组动态响应速率模块；

所述的综合计算模块包括单台机组UCPS的周期平均指标模块以及全厂等效UCPS模块。

上述的动态发电侧控制性能标准的指标计算系统，其中：所述的运行机组模块包括能够动态识别正常机组和故障机组的正常机组子模块和故障机组子模块。

上述的动态发电侧控制性能标准的指标计算系统，其中：所述的单台机组UCPS指标实时计算模块中，

对于AGC机组的控制性能标准指标按照多控制区机组的方法分别计算UCPS1和UCPS2；

对于非AGC机组的控制性能标准指标，则按照单一控制区机组方法进行计算，UCPS1和UCPS2分别为机组I类、II类控制性能标准的指标值；

机组i的动态分配因子 ${\mathrm{DP}}_i=\frac{{\mathrm{DR}}_i}{\mathrm{\Σ}{\mathrm{DR}}_i},$ 其中，DR_i为机组i的动态响应速率；

DK_网＝P_网，单位：MW/Hz，其中，DK_网为互联电网的全网频率动态响应系数，P_网为下一单位计算周期内全网预计总负荷；

式中，DK_地区为本地区电网的频率动态响应系数，P_地区为本地区下一单位计算周期内预计最高负荷需求，I_地区为本地区下一单位计算周期内预计最高可用发电，O_地区为本地区下一单位计算周期内预计最高可用受电；

由动态频率响应系数再计算出动态频率偏差系数。

上述的动态发电侧控制性能标准的指标计算系统，其中：所述的机组参数在线识别模块中，

机组动态响应速率DR_i＝P_t-P_t-1，其中，P_t为当前计算周期时刻的机组实际出力，P_t-1为前一计算周期时刻的机组实际出力。

上述的动态发电侧控制性能标准的指标计算系统，其中：所述的综合计算模块中，根据实时的动态计算值进行指定周期的统计计算，全厂等效的指标分为等效I类指标EUCPS1和等效II类指标EUCPS2；

$\mathrm{EUCPS}1=\frac{\mathrm{\Σ}({\mathrm{UCPS}1}_i/P_{\mathrm{si}})\×\mathrm{\Σ}{P}_{\mathrm{si}}}{N^2},$ $\mathrm{EUCPS}2=\frac{\mathrm{\Σ}({\mathrm{UCPS}2}_i/P_{\mathrm{si}})\×\mathrm{\Σ}{P}_{\mathrm{si}}}{N^2},$

其中，UCPS1_i、UCPS2_i别为机组i的UCPS1指标值和UCPS2指标值，P_si为机组i的额定容量，N为该厂参与考核的机组数。

本发明的有益效果是：本发明的一种动态发电侧控制性能指标的指标计算系统通过对发电侧的控制性能指标进行动态、全面计算，从而对发电侧资源进行更加客观、精细和科学的管理。本发明的优点是：1)通过参数的在线识别，可以动态计算机组响应速率、频率偏差系数、动态频率响应系数等参数，并及时反映系统经大扰动后ACE的变化，提高了对机组指标计算的合理性、科学性；2)通过机组属性的在线分类，可以区分AGC机组和非AGC机组，并采取不同的指标计算方法对机组控制性能进行量化，从而突破了目前局限于AGC机组的范围，使对机组的考核计算标准统一并覆盖全面；3)通过最小时间粒度的单台机组指标的实时计算，可以根据指定周期进行统计并进行全厂等效，组合灵活、统计方便。

附图说明

图1是本发明的一种动态发电侧控制性能指标的指标计算系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

请参阅图1，图中示出了本发明的一种动态发电侧控制性能标准的指标计算系统，包括一单台机组UCPS(Unit Control PerformanceStandard，机组控制性能标准)指标实时计算模块1以及分别与之相连的机组属性动态分类模块2、机组参数在线识别模块3和综合计算模块4，其中：

单台机组UCPS指标实时计算模块1实现机组的UCPS指标的实时计算，包括正常运行的单台AGC机组UCPS模块11以及单台非AGC机组UCPS模块12；

机组属性动态分类模块2实现机组属性的动态识别与分类，该模块包括运行机组模块21以及停役机组模块22，运行机组又区分为AGC机组和非AGC机组，它包括能够动态识别正常机组和故障机组的正常机组子模块211以及故障机组子模块212。

机组参数在线识别模块3用于计算每台运行机组的动态参数，该模块包括区域动态ACE模块31以及机组动态响应速率模块32；

综合计算模块4用于计算单台机组UCPS的指定周期平均指标以及全厂等效UCPS指标，该模块包括单台机组UCPS的周期平均指标模块41以及全厂等效UCPS模块42。

单台机组UCPS指标实时计算模块1中，

对于AGC机组的控制性能标准指标按照多控制区机组的方法分别计算UCPS1和UCPS2；

对于非AGC机组的控制性能标准指标，则按照单一控制区机组方法进行计算，UCPS1和UCPS2分别为机组I类、II类控制性能标准的指标值；

机组i的动态分配因子 ${\mathrm{DP}}_i=\frac{{\mathrm{DR}}_i}{\mathrm{\Σ}{\mathrm{DR}}_i},$ 其中，DR_i为机组i的动态响应速率；

DK_网＝P_网，单位：MW/Hz，其中，DK_网为互联电网的全网频率动态响应系数，P_网为下一单位计算周期内全网预计总负荷；

式中，DK_地区为本地区电网的频率动态响应系数，P_地区为本地区下一单位计算周期内预计最高负荷需求，I_地区为本地区下一单位计算周期内预计最高可用发电，O_地区为本地区下一单位计算周期内预计最高可用受电；

由动态频率响应系数再计算出动态频率偏差系数。

机组参数在线识别模块3中，

机组动态响应速率DR_i＝P_t-P_t-1，其中，P_t为当前计算周期时刻的机组实际出力，P_t-1为前一计算周期时刻的机组实际出力。

综合计算模块4中，主要是根据实时的动态计算值进行指定周期的统计计算，如：1分钟、10分钟、30分钟等。全厂等效的指标分为等效I类指标EUCPS1和等效II类指标EUCPS2。

$\mathrm{EUCPS}1=\frac{\mathrm{\Σ}({\mathrm{UCPS}1}_i/P_{\mathrm{si}})\×\mathrm{\Σ}{P}_{\mathrm{si}}}{N^2},$ $\mathrm{EUCPS}2=\frac{\mathrm{\Σ}({\mathrm{UCPS}2}_i/P_{\mathrm{si}})\×\mathrm{\Σ}{P}_{\mathrm{si}}}{N^2},$

其中，UCPS1_i、UCPS2_i别为机组i的UCPS1指标值和UCPS2指标值，P_si为机组i的额定容量，N为该厂参与考核的机组数。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种动态发电侧控制性能标准的指标计算系统，其特征在于：包括一单台机组UCPS指标实时计算模块以及分别与之相连的机组属性动态分类模块、机组参数在线识别模块和综合计算模块，其中：

所述的单台机组UCPS指标实时计算模块实现机组的UCPS指标的实时计算；

所述的机组属性动态分类模块实现机组属性的动态识别与分类；

所述的机组参数在线识别模块用于计算每台运行机组的动态参数；

所述的综合计算模块用于计算单台机组UCPS的指定周期平均指标以及全厂等效UCPS指标。

2.根据权利要求1所述的动态发电侧控制性能标准的指标计算系统，其特征在于：

所述的单台机组UCPS指标实时计算模块包括正常运行的单台AGC机组UCPS模块以及单台非AGC机组UCPS模块；

所述的机组属性动态分类模块包括运行机组模块以及停役机组模块，运行机组又区分为AGC机组和非AGC机组；

所述的机组参数在线识别模块包括区域动态ACE模块以及机组动态响应速率模块；

所述的综合计算模块包括单台机组UCPS的周期平均指标模块以及全厂等效UCPS模块。

3.根据权利要求2所述的动态发电侧控制性能标准的指标计算系统，其特征在于：所述的运行机组模块包括能够动态识别正常机组和故障机组的正常机组子模块和故障机组子模块。

4.根据权利要求1或2所述的动态发电侧控制性能标准的指标计算系统，其特征在于：所述的单台机组UCPS指标实时计算模块中，

对于AGC机组的控制性能标准指标按照多控制区机组的方法分别计算UCPS1和UCPS2；

对于非AGC机组的控制性能标准指标，则按照单一控制区机组方法进行计算，UCPS1和UCPS2分别为机组I类、II类控制性能标准的指标值；

机组i的动态分配因子 ${\mathrm{DP}}_i=\frac{{\mathrm{DR}}_i}{\mathrm{\Σ}{\mathrm{DR}}_i},$ 其中，DR_i为机组i的动态响应速率；

DK_网＝P_网，单位：MW/Hz，其中，DK_网为互联电网的全网频率动态响应系数，P_网为下一单位计算周期内全网预计总负荷；

式中，DK_地区为本地区电网的频率动态响应系数，P_地区为本地区下一单位计算周期内预计最高负荷需求，I_地区为本地区下一单位计算周期内预计最高可用发电，O_地区为本地区下一单位计算周期内预计最高可用受电；

由动态频率响应系数再计算出动态频率偏差系数。

5.根据权利要求1所述的动态发电侧控制性能标准的指标计算系统，其特征在于：所述的机组参数在线识别模块中，

机组动态响应速率DR_i＝P_t-P_t-1其中，P_t为当前计算周期时刻的机组实际出力，P_t-1为前一计算周期时刻的机组实际出力。

6.根据权利要求1所述的动态发电侧控制性能标准的指标计算系统，其特征在于：所述的综合计算模块中，根据实时的动态计算值进行指定周期的统计计算，全厂等效的指标分为等效I类指标EUCPS1和等效II类指标EUCPS2；

$\mathrm{EUCPS}1=\frac{\mathrm{\Σ}({\mathrm{UCPS}1}_i/P_{\mathrm{si}})\×\mathrm{\Σ}{P}_{\mathrm{si}}}{N^2},$ $\mathrm{EUCPS}2=\frac{\mathrm{\Σ}({\mathrm{UCPS}2}_i/P_{\mathrm{si}})\×\mathrm{\Σ}{P}_{\mathrm{si}}}{N^2},$ 其中，UCPS1_i、UCPS2_i别为机组i的UCPS1指标值和UCPS2指标值，P_si为机组i的额定容量，N为该厂参与考核的机组数。

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