CN102510063A - 互联电网分级调频控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种区域互联大电网分级调频方法，由区域电网总调负责全网的频率控制，计算全网的调频容量需求，根据全网调频资源的分布情况，将调节量分配到各省网调度机构与直调机组，通过全网内资源的最优调度实现频率的最快恢复。同时，打破原有的功率就地平衡机制，优先调用扰动区的控制资源，实现功率平衡。扰动大时非扰动区域资源加入调节，在同等情况下，优先调用品质优良的资源，尽可能的考虑减少联络线功率的波动。

Description

互联电网分级调频控制方法

技术领域

本发明属电力系统控制领域，更准确地说本发明涉及一种应用于区域互联大电网分级调频技术，应用该技术可充分利用区域总调和分省调度区内调频资源，在全区域范围内实施机组优化控制，在有效避免区域内部联络线大范围波动的前提下实现跨区调频资源互补，提高区域频率质量，有利于电网安全稳定运行。

背景技术

随着经济的快速发展，电网的规模与日俱增，区域电网逐渐演化成为远距离、超高压、大容量输电，交直流并联运行的大电网。目前，区域电网的调频模式为两级调度模式,各省级控制区域采用TBC控制模式，维持区域的功率平衡。在各省级电网中除了省控制区调度的机组外，还存在独立的由区域电网调度部门调直接调度的机组，直调机组不承担主要调频，一般按照计划曲线发电，只在频率偏差大的情况下进行临时性的辅助调频。随着电网的快速发展，当前的调频模式与电网电源分布、负荷特性、负荷分布的变化已不相适应。虽然总调直接调度机组的装机容量持续大幅增加，但直调机组尚未在全网调频中发挥与其地位相对应的作用，全网频率质量的进一步提高已严重受限。因此，由于区域总调及各省区调度系统均有独立的自动发电控制系统（AGC），各调度机构AGC系统按照各自需求进行发电控制，控制策略单一而缺乏配合，区域频率调节效果改善有限。随着电网一体化程度不断提高，这种各自为政的调频模式已经完全不能满足电网的发展需要，为此，深入研究区域互联大电网分级调频技术具有重大的现实意义。

文献一《互联电网AGC分层控制与CPS控制策略》（电力系统自动化2004年第28卷第1期第78页）披露了一种基于TBC 控制模式下的网省调AGC 分层控制与协调技术，并探讨了CPS 考核标准下的新的AGC 控制策略。该文章所探讨的分层控制技术主要是为我国大区域互联系统所服务，着重探讨的是我国当前分级调度体系下网调与省调之间控制策略的协调与配合。但文章中探讨的网调与省调之间控制策略的协调主要是指在上级调度AGC中建立所辖各省区在内的AGC多控制区域模型，通过对各个分区的ACE集中进行计算、下发，以避免由于采样数据不同时所造成的AGC超调或欠调，这种协调耦合松散，网调并不能直接对中调机组进行直接控制，并且各个省调AGC控制能力参差不齐，网调对各个省调自动发电控制策略没有分级协调，网省分级协调控制效果较差。

文献二《多区域自动发电控制软件的开发与应用》（电网技术2003年第27卷第7期第25页）披露了一种基于CC—2000调度自动化平台开发的多区域控制AGC 软件，介绍了多区域控制AGC软件的数据库结构、控制程序及用户界面。文献二对多区域控制技术的实现构架进行了详细的介绍，和文献一类似，文章提出的分区AGC控制技术可适用于我国目前的多级调度体系，但无法解决区域大电网控制区域内部的调频资源的分级优化利用问题。

文献三《基于多区域的AGC多目标协调控制方法》（电力系统自动化2010年第34卷第16期第55页）提出了一种基于多区域的AGC多目标协调控制方法。主控制区负责全网的区域控制偏差（ACE），各分控制区负责控制其对外联络线构成的稳定断面，并在紧急情况下协助主控制区控制全网的ACE，该方法可方便地实现全网多目标的协调控制，有利于在保证电网的安全和优质运行。

文献三提到的基于多区域的AGC多目标协调控制方法是传统AGC目标和某个控制区域内部断面控制目标之间协调，该方法并未考虑互联电网区域内部多个省级电网的分级频率控制。

经初步检索，暂未发现有与本发明内容相关的专利条目。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种区域互联大电网调频方法可以解决区域大电网控制区域内部的调频资源的分级优化利用问题。

为了实现上述目的，本发明是采取以下的技术方案来实现的：

一种互联电网分级调频方法，其特征在于，包括下列步骤:

1)在互联电网系统中建立一个主控制区域，实施互联电网的常规区域控制,主控制区域的主要控制目标明确为维持电网的频率在控制范围内,主控制区域建模时必须包含控制区域的频率测点，当区域参与互联电网联络线调整时，还需要定义联络线交换功率以及计划值测点；

2)在主控制区域内部建立多个省调控制区；

3)每个省调区域都具备量测读取，ACE和调节功率的计算功能，但只有总调直调区域实施以频率为目标的有功控制，各个省调区域自动发电控制采用积分控制，以联络线交换功率作为控制目标，紧急情况下采用比例控制；

4)对各个省调控制区进行控制区域边界改造，形成闭合控制区模型，将本省区域内直调机组作为广义联络线，ACE计算模型中减去广义联络线交换功率，将原有非封闭控制区模型修正为封闭控制区；

5)对主控制区内部机组进行分区，机组按照地理区域所属分配到各省调控制区域；

6)各个分省区域内的机组承担省调区域的调节功率需求，与各省调自身的AGC功能协调控制；

7)完善机组控制模式，以机组的发电计划为基准，上下扩充一定的带宽，形成计划值调整带，机组只能在此计划值调整带范围内上下调节；

8)在保证区域内部稳定断面安全稳定运行的前提下，根据机组所属地理区域和机组调节性能，建立机组调用序位表；

9)在建立机组调用序位表的同时，将直调机组按照其实际所在地理位置，相应划分为若干分组；

10)当主控制区域发生正常波动时，主调机组以定频率控制模式为目标按照机组调用序位表对机组下发增减出力指令消除正常功率波动导致的区域调节需求；

11)当区域发生大扰动时，按照各省控制区的ACE数值与频率偏差的关系，判定各省控制区是否为扰动发生区；位于扰动发生区的分组之间按照相应省控制区ACE数值的大小比例分担全ACE进行调节分配；

12)主控制区根据扰动控制区优先调用对应的机组进行扰动消除，必要时为保证频率质量按机组调用序位表调用对应机组进行辅助频率控制控制。

前述的互联电网分级调频方法，其特征在于：在所述步骤4）中，省级控制区域ACE封闭区域建模过程中，建立的电网控制模型时，将区域内部所有的直调电厂视作一独立区域，省调控制建模中将直调机组排除在外，构成一个虚拟的封闭区域，虚拟的封闭区域ACE的计算方式为原有ACE计算方式的基础上再减去直调电厂的发电功率，再对封闭区域实施TBC（Tie-line Load Frequency Bias Control联络线和频率偏差控制）控制。

前述的互联电网分级调频方法，其特征在于：在所述步骤12）中，若扰动发生区关联分组的直调机组调节容量不足，则按照就近消除原则，按机组离扰动区的电气距离序位表调用。

本发明提供的一种区域互联大电网分级调频方法，由区域电网总调负责全网的频率控制，计算全网的调频容量需求，根据全网调频资源的分布情况，将调节量分配到各省网调度机构与直调机组，通过全网内资源的最优调度实现频率的最快恢复。同时，打破原有的功率就地平衡机制，优先调用扰动区的控制资源，实现功率平衡。扰动大时非扰动区域资源加入调节，在同等情况下，优先调用品质优良的资源，尽可能的考虑减少联络线功率的波动。

具体实施方式

在本发明中，披露了一种省级控制区域ACE封闭区域建模方法。在建立的电网控制模型时，如果控制区域内部存在直调电厂，直调电厂出力变化会引起对外联络线输出功率的变化，影响ACE的计算，省调机组依据ACE调节时可能与直调机组的动作相矛盾。为使直调厂的调节不对省区的控制造成不利影响，省调控制建模中需将直调机组排除在外，构成一个虚拟的封闭区域。将所有的直调电厂视作一独立区域，对封闭区域实施TBC控制，ACE实质上是反映本区域的有功不平衡功率，只要控制各控制区的ACE为0，就实现了有功功率的就地平衡。

在本发明中，披露了一种机组优化调用策略。在互联大电网内部存在大量地理位置和调节性能相差很大的机组，在电网有功控制时，为了实现交换计划和控制指标的顺利完成，同时保证总调控制区机组参与调频时不导致输电断面越限，可对机组进行排序，形成有功调整机组序位表，在总调进行有功调节时按机组序位表顺序调用机组：在系统低周时顺序调用、高周时倒序调用。在建立机组调用序位表的基础上，再进行扰动区优化调用。首先按照各省控制区的ACE数值与频差的关系，判定各省控制区是否为扰动发生区。直调机组按照其实际所在地理位置，相应划分为若干分组。位于扰动发生区的分组之间按照相应省控制区ACE数值的大小比例分担全ACE进行调节分配。若扰动发生区关联分组的直调机组调节容量不足，则按照就近消除原则，按机组离扰动区的电气距离序位表调用。

在本发明中，披露了一种互联电网分级调频控制方法。在互联电网系统中建立一个主控制区域，实施互联电网的常规区域控制，控制目标维持电网的频率在控制范围内，同时在主控制区域内部建立多个省调控制区，每个省调区域都具备量测读取，ACE和调节功率的计算等功能，但只有总调区域实施以频率为目标的有功控制，其它区域仅作为对各省调间联络线和省调区域控制效果的监视。各个省调区域自动发电控制系统采用积分控制，以联络线交换功率作为控制目标，紧急情况下采用比例控制。当主控制区内由于负荷正常波动有调节需求时，按机组序位表顺序调用机组。当有扰动发生时，按照各省控制区的ACE数值与频率偏差的关系，判定各省控制区是否为扰动发生区，位于扰动发生区的机组按照相应省控制区ACE数值的大小比例分担全部ACE进行调节分配。若扰动发生区关联分组的直调机组调节容量不足，则按照就近消除原则，按机组离扰动区的电气距离序位表调用机组。

本发明按照优选实施例进行了说明，应当理解，但上述实施例不以任何形式限定本发明，凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。 

Claims (3)

1.一种互联电网分级调频方法，其特征在于，包括下列步骤:

1)在互联电网系统中建立一个主控制区域，实施互联电网的常规区域控制,主控制区域的主要控制目标明确为维持电网的频率在控制范围内,主控制区域建模时必须包含控制区域的频率测点，当区域参与互联电网联络线调整时，还需要定义联络线交换功率以及计划值测点；

2)在主控制区域内部建立多个省调控制区；

3)每个省调区域都具备量测读取、ACE和调节功率的计算功能，但只有总调直调区域实施以频率为目标的有功控制，各个省调区域自动发电控制采用积分控制，以联络线交换功率作为控制目标，紧急情况下采用比例控制；

4)对各个省调控制区进行控制区域边界改造，形成闭合控制区模型，将本省区域内直调机组作为广义联络线，ACE计算模型中减去广义联络线交换功率，将原有非封闭控制区模型修正为封闭控制区；

5)对主控制区内部机组进行分区，机组按照地理区域所属分配到各省调控制区域；

6)各个分省区域内的机组承担省调区域的调节功率需求，与各省调自身的AGC功能协调控制；

7)完善机组控制模式，以机组的发电计划为基准，上下扩充一定的带宽，形成计划值调整带，机组只能在此计划值调整带范围内上下调节；

8)在保证区域内部稳定断面安全稳定运行的前提下，根据机组所属地理区域和机组调节性能，建立机组调用序位表；

9)在建立机组调用序位表的同时，将直调机组按照其实际所在地理位置，相应划分为若干分组；

10)当主控制区域发生正常波动时，主调机组以定频率控制模式为目标按照机组调用序位表对机组下发增减出力指令消除正常功率波动导致的区域调节需求；

11)当区域发生大扰动时，按照各省控制区的ACE数值与频率偏差的关系，判定各省控制区是否为扰动发生区；位于扰动发生区的分组之间按照相应省控制区ACE数值的大小比例分担全ACE进行调节分配；

12)主控制区根据扰动控制区优先调用对应的机组进行扰动消除，必要时为保证频率质量按机组调用序位表调用对应机组进行辅助频率控制控制。

2.根据权利要求1所述的互联电网分级调频方法，其特征在于：在所述步骤4）中，省级控制区域ACE封闭区域建模过程中，建立的电网控制模型时，将区域内部所有的直调电厂视作一独立区域，省调控制建模中将直调机组排除在外，构成一个虚拟的封闭区域，虚拟的封闭区域ACE的计算方式为原有ACE计算方式的基础上再减去直调电厂的发电功率，再对封闭区域实施TBC控制。

3.根据权利要求1所述的互联电网分级调频方法，其特征在于：在所述步骤12）中，若扰动发生区关联分组的直调机组调节容量不足，则按照就近消除原则，按机组离扰动区的电气距离序位表调用。