CN103166242A - 发电机调差系数的计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发电机调差系数的计算方法，涉及电力系统控制技术领域，所述方法包括：计算数据初始化，寻找频率开始超过电网阈值频率的时刻，寻找频率大扰动开始的时刻，寻找调整后频率达到稳定值的时刻以及有功功率重新达到稳定值的时刻，计算调差系数。本发明中调差系数的计算基于了广域测量系统的数据，该系统的数据采样率高、同步性好，能够准确地反映发电机一次调频的真实性能；本发明中频率扰动开始的时间点的寻找过程中利用了方差比较方法，该方法简单而有效，能够准确快速地找到这个关键时间点，提高了调差系数计算的精度和速度。

Description

发电机调差系数的计算方法

技术领域

本发明涉及电力系统控制技术领域，尤其涉及一种发电机调差系数的计算方法。

背景技术

一次调频是电力系统有功频率控制的重要环节，反映了电网应对负荷突变的能力，对于系统的安全稳定运行有重要的作用。系统的一次调频能力与发电机组调速器的设置和机组控制方式密切相关。

目前，火电机组数字电液调节系统的广泛应用，使得一次调频功能不再是调节系统的固有属性，而可通过人为操作进行逻辑修改及投切操作。随着电力市场改革的不断深入，厂网分开后，发电机的考核管理难度加大。由于投入一次调频功能会造成机组调节系统及热力系统在一定范围内的波动，部分发电企业只注重机组运行的稳定性，长时间切除机组一次调频功能或是增大动作死区，从而削弱了电网的一次调频能力，会导致事故后系统的准稳态频率过低，可能导致低周减载装置动作，不利于系统的安全稳定运行。为了帮助电网公司掌握各个发电厂的一次调频运行状态，督促电厂保持良好的发电机一次调频性能，现有技术通常通过计算调差系数来对发电机一次调频性能进行评估，但其准确率较低、计算速度慢，已不能很好的满足电网公司的需求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：提供一种发电机调差系数的计算方法，其提高了调差系数计算的精度和速度，能够准确地反映发电机一次调频的真实性能。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供了一种发电机调差系数的计算方法，包括以下步骤：

A：给定预设数据窗长度下发电机的有功功率P(t)和电网频率f(t)；

B：判断从给定所述电网频率的第一个时刻起，电网频率f(t)开始超过预设的电网频率阈值f_n的时刻t₁；

C：判断从给定所述电网频率的第一个时刻开始至t₁时刻之间频率大扰动开始的时刻t₂；

D：判断调整后电网频率f(t)达到稳定值的时刻t₃以及有功功率P(t)重新达到稳定值的时刻t₄；

E：计算调差系数其中P_n为预设的发电机额定有功功率。

优选地，所述步骤B，进一步包括：从给定所述电网频率的第一个时刻开始，判断每一时刻的频率与预设的电网频率阈值f_n差值的绝对值|f(t_k)-f_n|是否大于预设的机组一次调频动作死区df的步骤，若是，令t₁＝t_k，k为自然数。

优选地，所述步骤C，进一步包括：从给定所述电网频率的第一个时刻开始至t₁时刻，对每一时刻t_k，计算t_k-1到t_k之间的频率序列f(t)(t_k-1≤t≤t_k)的方差σ_k1，以及t_k到t_k+1之间的频率序列f(t)(t_k≤t≤t_k+1)的方差σ_k2，并计算每一时刻t_k对应的两方差的差值dσ_k＝σ_k2-σ_k1，找到dσ最大时其所对应的时刻t_σmax，令t₂＝t_σmax的步骤。

优选地，所述步骤D，进一步包括：从t₂时刻开始，对每一时刻t_k，比较t_k到t_k+3时间段内的频率大小，得到频率序列f(t)(t_k≤t≤t_k+3)中最大值和最小值的差值Δf_k，若Δf_k小于预设的频率稳定判据参数Δf_s，令t₃＝t_k；

从t₃时刻开始，对每一时刻t_k的有功功率，比较t_k到t_k+3时间段的内有功功率的大小，得到有功功率序列P(t)(t_k≤t≤t_k+3s)中最大值和最小值的差值ΔP_k，若ΔP_k小于预设的有功功率稳定判据参数ΔP_s，令t₄＝t_k，若t₄＞t₃+10，则令t₄＝t₃+10的步骤。

优选地，所述步骤E，进一步包括：计算频率序列f(t)(t₂-2≤t≤t₂)的平均值

以及有功功率序列P(t)(t₂-2≤t≤t₂)的平均值

计算频率序列f(t)(t₄≤t≤t₄+2s)的平均值以及有功功率序列P(t)(t₄≤t≤t₄+2s)的平均值

的步骤。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明中调差系数的计算基于了广域测量系统的数据，该系统的数据采样率高、同步性好，能够准确地反映发电机一次调频的真实性能；

2、本发明中频率扰动开始的时间点的寻找过程中利用了方差比较方法，该方法简单而有效，能够准确快速地找到这个关键时间点，提高了调差系数计算的精度和速度；

3、本发明能够帮助电网公司实时掌握各个发电厂的一次调频运行状态，利用量化的考核方式提高管理的质量和效率，促进发电厂积极投入一次调频，对电网的安全稳定运行具有积极的意义。

附图说明

图1为本发明实施方式中所述发电机调差系数的计算方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明所述的发电机调差系数的计算方法，包括以下步骤：

A：给定预设数据窗长度下发电机的有功功率P(t)和电网频率f(t)；

B：从给定所述电网频率的第一个时刻开始，判断每一时刻的频率与预设的电网频率阈值f_n差值的绝对值|f(t_k)-f_n|是否大于预设的机组一次调频动作死区df，若是，令t₁＝t_k，k为自然数；

C：从给定所述电网频率的第一个时刻开始至t₁时刻，对每一时刻t_k，计算t_k-1到t_k之间的频率序列f(t)(t_k-1≤t≤t_k)的方差σ_k1，以及t_k到t_k+1之间的频率序列f(t)(t_k≤t≤t_k+1)的方差σ_k2，并计算每一时刻t_k对应的两方差的差值dσ_k＝σ_k2-σ_k1，找到dσ最大时其所对应的时刻t_σmax，令t₂＝t_σmax；

D：从t₂时刻开始，对每一时刻t_k，比较t_k到t_k+3时间段内的频率大小，得到频率序列f(t)(t_k≤t≤t_k+3)中最大值和最小值的差值Δf_k，若Δf_k小于预设的频率稳定判据参数Δf_s，令t₃＝t_k；

从t₃时刻开始，对每一时刻t_k的有功功率，比较t_k到t_k+3时间段的内有功功率的大小，得到有功功率序列P(t)(t_k≤t≤t_k+3s)中最大值和最小值的差值ΔP_k，若ΔP_k小于预设的有功功率稳定判据参数ΔP_s，令t₄＝t_k，若t₄＞t₃+10，则令t₄＝t₃+10；

E：计算频率序列f(t)(t₂-2≤t≤t₂)的平均值

以及有功功率序列P(t)(t₂-2≤t≤t₂)的平均值

计算频率序列f(t)(t₄≤t≤t₄+2s)的平均值

以及有功功率序列P(t)(t₄≤t≤t₄+2s)的平均值

计算发电机调差系数其中P_n为预设的发电机额定有功功率。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (5)

1.一种发电机调差系数的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

A：给定预设数据窗长度下发电机的有功功率P(t)和电网频率f(t)；

B：判断从给定所述电网频率的第一个时刻起，电网频率f(t)开始超过预设的电网频率阈值f_n的时刻t₁；

C：判断从给定所述电网频率的第一个时刻开始至t₁时刻之间频率大扰动开始的时刻t₂；

D：判断调整后电网频率f(t)达到稳定值的时刻t₃以及有功功率P(t)重新达到稳定值的时刻t₄；

E：计算调差系数

其中P_n为预设的发电机额定有功功率。

2.如权利要求1所述的发电机调差系数的计算方法，其特征在于，所述步骤B，进一步包括：从给定所述电网频率的第一个时刻开始，判断每一时刻的频率与预设的电网频率阈值f_n差值的绝对值|f(t_k)-f_n|是否大于预设的机组一次调频动作死区df的步骤，若是，令t₁＝t_k，k为自然数。

3.如权利要求1所述的发电机调差系数的计算方法，其特征在于，所述步骤C，进一步包括：从给定所述电网频率的第一个时刻开始至t₁时刻，对每一时刻t_k，计算t_k-1到t_k之间的频率序列f(t)(t_k-1≤t≤t_k)的方差σ_k1，以及t_k到t_k+1之间的频率序列f(t)(t_k≤t≤t_k+1)的方差σ_k2，并计算每一时刻t_k对应的两方差的差值dσ_k＝σ_k2-σ_k1，找到dσ最大时其所对应的时刻t_σmax，令t₂＝t_σmax的步骤。

4.如权利要求1所述的发电机调差系数的计算方法，其特征在于，所述步骤D，进一步包括：从t₂时刻开始，对每一时刻t_k，比较t_k到t_k+3时间段内的频率大小，得到频率序列f(t)(t_k≤t≤t_k+3)中最大值和最小值的差值Δf_k，若Δf_k小于预设的频率稳定判据参数Δf_s，令t₃＝t_k；

从t₃时刻开始，对每一时刻t_k的有功功率，比较t_k到t_k+3时间段的内有功功率的大小，得到有功功率序列P(t)(t_k≤t≤t_k+3s)中最大值和最小值的差值ΔP_k，若ΔP_k小于预设的有功功率稳定判据参数ΔP_s，令t₄＝t_k，若t₄＞t₃+10，则令t₄＝t₃+10的步骤。

5.如权利要求1所述的发电机调差系数的计算方法，其特征在于，所述步骤E，进一步包括：计算频率序列f(t)(t₂-2≤t≤t₂)的平均值以及有功功率序列P(t)(t₂-2≤t≤t₂)的平均值

计算频率序列f(t)(t₄≤t≤t₄+2s)的平均值

以及有功功率序列P(t)(t₄≤t≤t₄+2s)的平均值

的步骤。