CN101465616B - 一种基于ucps的agc机组评价系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于UCPS的AGC机组评价系统，包括依次连接的机组属性动态分类模块、机组UCPS罚款电量计算模块、单台AGC机组单位容量UCPS罚电量计算模块、单台AGC机组综合评价指标计算模块，还包括串联于所述的机组UCPS罚款电量计算模块和所述的单台AGC机组综合评价指标计算模块之间的单台AGC机组可用指数计算模块。本发明将UCPS引入了电厂AGC机组中，有助于科学量化电厂AGC机组的调节性能，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细致、科学。

Description

一种基于UCPS的AGC机组评价系统

技术领域

本发明涉及一种AGC(Automatic Generation Control，自动发电控制)机组评价系统，尤其涉及一种应用于发电侧AGC机组的基于UCPS评价系统。

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细致、科学。

AGC是辅助服务的一种，各AGC机组是提供辅助服务的服务者。怎样能够利用UCPS来科学评价AGC机组的辅助服务水平是本发明的申请人致力于研究的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于UCPS的AGC机组评价系统应用于发电侧机组，为电厂AGC发电机组引入了UCPS(Unit ControlPerformance Standard，机组控制性能标准)的评价系统。

实现上述目的的技术方案是：一种基于UCPS的AGC机组评价系统，所述的机组控制性能标准包括计算多控制区的机组I类性能控制标准UCPS1和计算多控制区的机组II类性能控制标准UCPS2，其中：它包括依次连接的机组属性动态分类模块、机组UCPS罚款电量计算模块、单台AGC机组单位容量UCPS罚电量计算模块、单台AGC机组综合评价指标计算模块，还包括串联于所述的机组UCPS罚款电量计算模块和所述的单台AGC机组综合评价指标计算模块之间的单台AGC机组可用指数计算模块。

上述的基于UCPS的AGC机组评价系统，其中：所述的机组属性动态分类模块包括运行机组模块和停役机组模块。

上述的基于UCPS的AGC机组评价系统，其中：所述的运行机组模块包括AGC机组模块、非AGC机组模块和故障机组模块。

上述的基于UCPS的AGC机组评价系统，其中：所述的机组UCPS罚款电量计算模块包括多控制区机组UCPS1罚电量计算模块、多控制区机组UCPS2罚电量计算模块以及单台机组AGC可用率计算模块。

上述的基于UCPS的AGC机组评价系统，其中：所述的单台机组AGC可用率计算模块与所述的单台AGC机组可用指数计算模块相连。

上述的基于UCPS的AGC机组评价系统，其中：所述的机组UCPS罚款电量计算模块中，

UCPS1的罚电量：E1＝max{|UCE|×(1-UCPS1)，0}，其中：E1为UCPS1的罚电量，UCE为机组控制偏差，UCPS1为机组I类控制性能标准的指标值；

UCPS2的罚电量：E2＝max{(|UCE|-DK_i×DL)×(2-UCPS1)，0}，其中：E2为UCPS2的罚电量，UCE为机组控制偏差，UCPS1为机组I类控制性能标准的指标值，DK_i为机组i的动态分配因子系数，DL为区域控制偏差动态控制目标值；

式中：ε₁为互联电网对给定电网1分钟平均频率偏差(与给定基准频率)均方根控制目标值，单位为赫兹(Hz)，DK_地区为本地区电网的频率动态响应系数，DK_网为互联电网的全网频率动态响应系数；

${\mathrm{DK}}_i=\frac{\sqrt{{\mathrm{DPF}}_i}}{\mathrm{\Σ}\sqrt{{\mathrm{DPF}}_i}},$ 其中，DPF_i为对该机组的动态分配因子，该动态分配因子＝机组实时响应速率/所有机组实时响应速率之和。

上述的基于UCPS的AGC机组评价系统，其中：所述的单台机组AGC可用率计算模块中，

式中，T_{电厂原因退出时间}为当月该机组因电厂原因而退出AGC功能的时间，单位为分钟，T_{当月总时间}为当月的日历时间分钟数。

上述的基于UCPS的AGC机组评价系统，其中，所述的单台AGC机组综合评价指标计算模块中，

综合评价指标II＝I_TUCPS+I_AUCPS-I_AV，式中：I_TUCPS为UCPS总罚款电量评价指数，I_AUCPS为单位容量UCPS罚款电量评价指数，I_AV为AGC可用指数。

本发明的有益效果是：本发明的一种基于UCPS的AGC机组评价系统将UCPS引入了电厂AGC机组中，有助于科学量化电厂AGC机组的调节性能，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细致、科学。本发明的优点是：1)用UCPS两类指标的罚电量来评价AGC机组的调节性能并进行考核，更具有科学性和可操作性；2)将罚电量与可用率、容量因素综合起来对AGC机组进行评价，涵盖了AGC机组的功能和性能两方面指标，更加全面。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

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基于UCPS的AGC机组评价系统，所述的机组控制性能标准UCPS包括计算多控制区的机组I类性能控制标准UCPS1和计算多控制区的机组II类性能控制标准UCPS2，本发明包括依次连接的机组属性动态分类模块1、机组UCPS罚款电量计算模块2、单台AGC机组单位容量UCPS罚电量计算模块3、单台AGC机组综合评价指标计算模块4，还包括串联于机组UCPS罚款电量计算模块2和单台AGC机组综合评价指标计算模块4之间的单台AGC机组可用指数计算模块5。

机组属性动态分类模块1包括运行机组模块11和停役机组模块12，运行机组模块11包括AGC机组模块111、非AGC机组模块112和故障机组模块113。

机组UCPS罚款电量计算模块2包括多控制区机组UCPS1罚电量计算模块21、多控制区机组UCPS2罚电量计算模块22以及单台机组AGC可用率计算模块23，该单台机组AGC可用率计算模块23与单台AGC机组可用指数计算模块5相连。

机组UCPS罚款电量计算模块2中，

UCPS1的罚电量：E1＝max{|UCE|×(1-UCPS1)，0}，其中：E1为UCPS1的罚电量，UCE为机组控制偏差，UCPS1为机组I类控制性能标准的指标值；

UCPS2的罚电量：E2＝max{(|UCE|-DK_i×DL)×(2-UCPS1)，0}，其中：E2为UCPS2的罚电量，UCE为机组控制偏差，UCPS1为机组I类控制性能标准的指标值，DK_i为机组i的动态分配因子系数，DL为区域控制偏差动态控制目标值；

式中：ε₁为互联电网对给定电网1分钟平均频率偏差(与给定基准频率)均方根控制目标值，单位为赫兹(Hz)，DK_地区为本地区电网的频率动态响应系数，DK_网为互联电网的全网频率动态响应系数；本发明中，DK_地区值的计算不同于常规的静态一次性计算方法，而是动态根据下一单位计算周期内的全网预计总负荷以及各地区电网下一单位计算周期内预计最高负荷需求与可用最高出力、可用最高受电的权重来进行实时分配，这样得出的各地区及全网的频率响应系数更合理、准确、全面。

${\mathrm{DK}}_i=\frac{\sqrt{{\mathrm{DPF}}_i}}{\mathrm{\Σ}\sqrt{{\mathrm{DPF}}_i}},$ 其中，DPF_i为对该机组的动态分配因子，本发明中的动态分配因子＝机组实时响应速率/所有机组实时响应速率之和。相比于常规的静态速率或额定速率而言，这样计算出的分配因子系数更加精准、科学。

上述公式中的分量均代表最小时间粒度的实时值，根据考核要求可统计为10分钟或30分钟的平均值来进行计算。

单台机组AGC可用率计算模块23中，

式中，T_{电厂原因退出时间}为当月该机组因电厂原因而退出AGC功能的时间，单位：分钟，T_{当月总时间}为当月的日历时间分钟数。本发明中将机组因电网原因而退出AGC功能的视作AGC可用。

单台AGC机组综合评价指标计算模块4中，

综合评价指标II＝I_TUCPS+I_AUCPS-I_AV，式中：I_TUCPS为UCPS总罚款电量评价指数，I_AUCPS为单位容量UCPS罚款电量评价指数，I_AV为AGC可用指数。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明保护范围的限制。有关本技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，而所有等同的技术方案也应归属于本发明保护的范畴之内，由各权利要求所限定。

Claims (8)

1.一种基于UCPS的AGC机组评价系统，所述的机组控制性能标准包括计算多控制区的机组I类性能控制标准UCPS1和计算多控制区的机组Ⅱ类性能控制标准UCPS2，其特征在于：它包括依次连接的机组属性动态分类模块、机组UCPS罚款电量计算模块、单台AGC机组单位容量UCPS罚电量计算模块、单台AGC机组综合评价指标计算模块，还包括串联于所述的机组UCPS罚款电量计算模块和所述的单台AGC机组综合评价指标计算模块之间的单台AGC机组可用指数计算模块。

2.根据权利要求1所述的基于UCPS的AGC机组评价系统，其特征在于：所述的机组属性动态分类模块包括运行机组模块和停役机组模块。

3.根据权利要求2所述的基于UCPS的AGC机组评价系统，其特征在于：所述的运行机组模块包括AGC机组模块、非AGC机组模块和故障机组模块。

4.根据权利要求1所述的基于UCPS的AGC机组评价系统，其特征在于：所述的机组UCPS罚款电量计算模块包括多控制区机组UCPS1罚电量计算模块、多控制区机组UCPS2罚电量计算模块以及单台机组AGC可用率计算模块。

5.根据权利要求4所述的基于UCPS的AGC机组评价系统，其特征在于：所述的单台机组AGC可用率计算模块与所述的单台AGC机组可用指数计算模块相连。

6.根据权利要求1或4所述的基于UCPS的AGC机组评价系统，其特征在于：所述的机组UCPS罚款电量计算模块中，

UCPS1的罚电量：E1=max｛|UCE|×（1-UCPS1）,0｝，其中：E1为UCPS1的罚电量，UCE为机组控制偏差，UCPS1为机组I类控制性能标准的指标值；

UCPS2的罚电量：E2=max｛（|UCE|-DK_i×DL）×（2-UCPS1）,0｝，其中：E2为UCPS2的罚电量，UCE为机组控制偏差，UCPS1为机组I类控制性能标准的指标值，DK_i为机组i的动态分配因子系数，DL为区域控制偏差动态控制目标值；

式中：¹为互联电网对给定电网1分钟平均频率偏差，即互联电网频率与给定电网基准频率1分钟平均偏差的均方根控制目标值，单位为赫兹（Hz），DK_地区为本地区电网的频率动态响应系数，DK_网为互联电网的全网频率动态响应系数；

其中，DPF_i为对该机组的动态分配因子，该动态分配因子＝机组实时响应速率/所有机组实时响应速率之和。

7.根据权利要求4所述的基于UCPS的AGC机组评价系统，其特征在于：所述的单台机组AGC可用率计算模块中，

单台AGC机组月可用率

式中，T_{电厂原因退出时间}为当月该机组因电厂原因而退出AGC功能的时间，单位为分钟，T_{当月总时间}为当月的日历时间分钟数。

8.根据权利要求1所述的基于UCPS的AGC机组评价系统，其特征在于，所述的单台AGC机组综合评价指标计算模块中，

综合评价指标||＝|_TUCPS＋|_AUCPS-|_AV，式中：|_TUCPS为UCPS总罚款电量评价指数，|_AUCPS为单位容量UCPS罚款电量评价指数，|_AV为AGC可用指数。