CN103401265A - 基于agc的抽蓄机组工况转换补偿控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于AGC的抽蓄机组工况转换补偿控制方法。为减小抽蓄机组工况转换时对电网的冲击和影响，本发明提出了一种由AGC进行干预的补偿控制方法：在抽蓄机组开停机的同时，AGC根据机组出力变化进行反方向补偿。该方法通过在AGC系统中定义抽蓄机组工况转换，录入机组各工况下的典型出力曲线，当检测到某抽蓄机组的工况转换开关为合位时，自动读取相应的典型出力曲线，根据典型出力曲线计算抽蓄补偿值，并将其加至ACE中。该方法将抽蓄机组的有功出力离散化处理，将机组的出力变化量作为其他机组的反向补偿量，通过调用火电资源提前控制，从而可以平滑机组出力、提高互联电网CPS性能指标。

Description

基于AGC的抽蓄机组工况转换补偿控制方法
技术领域
本发明涉及电力系统自动控制技术，尤其涉及一种基于自动发电控制(AGC)的抽蓄机组工况转换补偿控制方法。
背景技术
抽水蓄能机组具有启停灵活的特点，既可作为电源使用，又可发挥平抑电网负荷波动、削峰填谷的作用，随着电网规模的扩大和全国联网步伐的加快，抽水蓄能对电网的意义越发重要。然而由于抽蓄机组开停机速度快、工况转换迅速，短时间内会造成很大的出力变化，因此会给系统频率和联络线偏差调整带来不良影响，造成区域控制偏差（ACE）的剧烈波动。在部分省调，原始的控制方法主要是由调度员根据经验来进行手动干预，依靠与调峰调谷的配合以及相关水电站的快速调节能力来平衡ACE波动，但这种方法并不十分可靠与有效。因此，如何实现抽蓄机组的平稳启停，减小对电网的冲击，成为了调度自动化领域亟待解决的问题。
发明内容
发明目的：抽蓄机组对电网的冲击主要是由机组在短时间内的出力变化大引起的，本发明提出了一种由AGC进行干预的控制方法：该方法将抽蓄机组的有功出力离散化处理，将机组的出力变化量作为其他机组的反向补偿量，通过调用火电资源提前控制，从而达到平滑机组出力、提高互联电网CPS性能指标的目的。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
基于AGC的抽蓄机组工况转换补偿控制方法，包括如下几个步骤：
（1）定义自动补偿控制的相关参数，包括ACE区间门槛参数、频率偏差区间门槛参数；
（2）为抽蓄机组定义工况转换检测信号；
（3）定义每种工况对应的典型出力曲线，包括停机到发电曲线、发电到发电调相曲线、发电调相到发电曲线、发电到停机曲线、抽水调相到抽水曲线、抽水到抽水调相曲线、抽水到停机曲线，设置补偿系数、补偿有效点数等参数；
（4）根据（2）中定义的检测信号检测抽蓄机组是否发生工况转换；
（5）根据当前转换类型，依据相应的典型出力曲线计算抽蓄补偿值，并将补偿值添加到控制ACE中；
（6）将控制ACE总量分配到全部受控机组，并下发控制指令。
具体的，步骤（1）中所述的ACE区间门槛参数包括死区ACEdb和紧急区下限ACEemn；所述的频率偏差区间门槛参数包括紧急区下限Δfemn；
具体的，步骤（2）中所述的工况转换检测信号具体包括以下几种：停机到发电信号、发电调相信号、发电命令信号、停机命令信号、抽水命令信号、抽水调相信号、抽水停机信号；
具体的，步骤（3）中的抽蓄机组曲线表不仅要录入典型出力曲线，还应设置补偿系数、补偿有效点数，当运行的时间点数超过补偿有效点数时，AGC自动停止补偿值计算。
更为具体的，步骤（3）中补偿系数的设置方法为：若控制区域的ACE频繁进入紧急区或次紧急区，则补偿系数的设置范围为0.8－1；若ACE的值比较平稳，则设为1－1.5。
步骤（3）所述的补偿有效点数应根据工况转换过程所需的时间确定，有效点数确定方法为：某工况从暂态到达稳态的时间为T，如果抽蓄曲线表中每Δt的时间间隔取一个点，则有效点数N为：N=T/Δt+1。
具体的，步骤（5）中补偿值的计算方法为：取抽蓄机组曲线表中当前时刻的有功出力与上一个时刻有功出力的差值，乘以补偿系数λ后得到补偿值Pcom：
Pcom=λ(Pt-Pt-λt)
其中，Pt为当前时刻抽蓄机组出力，Pt-Δt为前一时刻出力，λ为补偿系数。
步骤5）包含如下步骤：
（51）根据ACE的绝对值fabs(ACE)和ACE区间门槛参数，按下式计算当前ACE处于死区、正常区还是紧急区：
（52）根据频率偏差Δf的绝对值fabs(Δf)和频率偏差区间门槛参数，按下式计算当前频率处于正常区还是紧急区：
Figure BDA00003454267400022
(53)若频率处于正常区，则按如下步骤处理：
(531)若当前ACE处于死区或正常区：当ACE·Pcom<0，不将补偿值加至ACE中；当ACE·Pcom>0时，将补偿值加至ACE中，式中ACE为区域控制偏差值，Pcom为补偿值；
(532)若当前ACE处于紧急区，无论ACE与补偿值的符号是否相同，都不将补偿值加至ACE中；
(54)若频率处于紧急区，则按如下步骤处理：
(541)当ACE·Δf<0且ACE处于死区或正常区时：若ACE·Pcom<0，则不将补偿值加至ACE中，若ACE·Pcom>0，则将补偿值加至ACE中；
(542)当ACE·Δf<0且ACE处于紧急区时，都不将补偿值加至ACE中；
(543)当ACE·Δf>0，此时不考虑ACE的区间，仅判断ACE与补偿值的符号，若ACE·Pcom<0，则将补偿值加至ACE中，否则，都不将ACE加至补偿值中。
本发明所达到的有益效果：
为减小抽蓄机组工况转换时对电网的冲击和影响，本发明提出了一种由AGC进行干预的补偿控制方法：在抽蓄机组开停机的同时，AGC根据机组出力变化进行反方向补偿。该方法通过在AGC系统中定义抽蓄机组工况转换，录入机组各工况下的典型出力曲线，当检测到某抽蓄机组的工况转换开关为合位时，自动读取相应的典型出力曲线，根据典型出力曲线计算抽蓄补偿值，并将其加至ACE中。该方法将抽蓄机组的有功出力离散化处理，将机组的出力变化量作为其他机组的反向补偿量，通过调用火电资源提前控制，从而可以平滑机组出力、提高互联电网CPS性能指标。
附图说明
以下为本发明的附图说明：
图1是本发明的补偿控制方法流程图；
图2是某抽蓄机组典型出力曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1基于AGC的抽蓄机组工况转换补偿控制方法流程图，包括如下几个步骤：
（1）定义自动补偿控制的相关参数，包括ACE区间门槛参数、频率偏差区间门槛参数；所设的ACE区间门槛参数应包括死区ACEdb和紧急区下限ACEemn；所设的控制区域的频率偏差区间门槛参数包括紧急区下限Δfemn；
（2）为抽蓄机组定义工况转换检测信号；
（3）对AGC进行模型扩充，新增抽蓄机组曲线表，定义每种工况对应的典型出力曲线，包括停机到发电曲线、发电到发电调相曲线、发电调相到发电曲线、发电到停机曲线、抽水调相到抽水曲线、抽水到抽水调相曲线、抽水到停机曲线，录入参数，具体包括如下几个步骤:
（31）以5秒1个点，每个工况取60个点，录入机组工况转换时的典型出力曲线，以停机到发电为例，某额定容量为300MW的机组的典型出力曲线见图2；
（32）设置补偿系数、补偿有效点数，用于补偿值计算；
（4）根据（2）中定义的检测信号检测抽蓄机组是否发生工况转换；
（5）根据当前转换类型，依据相应的典型出力曲线计算抽蓄补偿值，并将补偿值添加到控制ACE中，具体包括如下步骤：
(51）根据ACE的绝对值fabs(ACE)和ACE区间门槛参数，计算当前ACE处于死区、正常区还是紧急区；
(52）根据频率偏差Δf的绝对值fabs(Δf)和频率偏差区间门槛参数，计算当前频率处于正常区还是紧急区；
(53)若频率处于正常区，则按如下步骤处理：
(531)若当前ACE处于死区或正常区：当ACE·Pcom<0，不将补偿值加至ACE中；当ACE·Pcom>0时，将补偿值加至ACE中。
(532)若当前ACE处于紧急区，无论ACE与补偿值的符号是否相同，都不将补偿值加至ACE中。
(54)若频率处于紧急区，则按如下步骤处理：
(541)当ACE·Δf<0且ACE处于死区或正常区时：若ACE·Pcom<0，则不将补偿值加至ACE中，若ACE·Pcom>0，则将补偿值加至ACE中。
(542)当ACE·Δf<0且ACE处于紧急区时，都不将补偿值加至ACE中。
(543)当ACE·Δf>0，此时不考虑ACE的区间，仅判断ACE与补偿值的符号，若ACE·Pcom<0，则将补偿值加至ACE中。
（6）将控制ACE总量分配到全部受控机组，并下发控制指令。
（7）当运行的时间点数超过有效点数后，AGC自动停止补偿值计算。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.基于AGC的抽蓄机组工况转换补偿控制方法，其实现步骤如下：
1）定义自动补偿控制的相关参数，包括ACE区间门槛参数、频率偏差区间门槛参数；
2）为抽蓄机组定义工况转换检测信号；
3）定义每种工况对应的典型出力曲线，包括停机到发电曲线、发电到发电调相曲线、发电调相到发电曲线、发电到停机曲线、抽水调相到抽水曲线、抽水到抽水调相曲线、抽水到停机曲线，设置补偿系数、补偿有效点数参数；
4）根据2）中定义的检测信号检测抽蓄机组是否发生工况转换；
5）根据当前转换类型，依据相应的典型出力曲线计算抽蓄补偿值，并将补偿值添加到控制ACE中；
6）将控制ACE总量分配到全部受控机组，并下发控制指令。
2.根据权利要求1所述的基于AGC的抽蓄机组工况转换补偿控制方法，其特征是：步骤
（1）中所述的ACE区间门槛参数包括死区ACEdb和紧急区下限ACEemn；所述控制区域的频率偏差区间门槛参数包括紧急区下限Δfemn。
3.如权利要求1所述的基于AGC的抽蓄机组工况转换补偿控制方法，其特征是：步骤（2）中所述的工况转换检测信号具体包括以下几种：停机到发电信号、发电调相信号、发电命令信号、停机命令信号、抽水命令信号、抽水调相信号、抽水停机信号。
4.如权利要求1所述的基于AGC的抽蓄机组工况转换补偿控制方法，其特征是：步骤（3）中补偿系数的设置方法为：若控制区域的ACE进入紧急区或次紧急区的次数达到一设定值，则补偿系数的设置范围为0.8－1；若ACE的值平稳，则设为1－1.5。
5.如权利要求1所述的基于AGC的抽蓄机组工况转换补偿控制方法，其特征是：步骤（3）中补偿有效点数的计算方法为：将某工况的从暂态到达稳态的时间设为T，若抽蓄曲线表中每Δt的时间间隔取一个点，则有效点数为N为:N=T/Δt+1。
6.如权利要求1或4所述的基于AGC的抽蓄机组工况转换补偿控制方法，其特征是：步骤5）中补偿值的计算方法为：
Pcom=λ(Pt-Pt-Δt)
其中，Pt为当前时刻抽蓄机组出力，Pt-Δt为前一时刻出力，λ为补偿系数。
7.如权利要求2所述的基于AGC的抽蓄机组工况转换补偿控制方法，其特征是：步骤5）包含如下步骤：
（51）根据ACE的绝对值fabs(ACE)和ACE区间门槛参数，按下式计算当前ACE处于死区、正常区还是紧急区：
Figure FDA00003454267300021
（52）根据频率偏差Δf的绝对值fabs(Δf)和频率偏差区间门槛参数，按下式计算当前频率处于正常区还是紧急区：
Figure FDA00003454267300022
(53)若频率处于正常区，则按如下步骤处理：
(531)若当前ACE处于死区或正常区：当ACE·Pcom<0，不将补偿值加至ACE中；当ACE·Pcom>0时，将补偿值加至ACE中，式中ACE为区域控制偏差值，Pcom为补偿值；
(532)若当前ACE处于紧急区，无论ACE与补偿值的符号是否相同，都不将补偿值加至ACE中；
(54)若频率处于紧急区，则按如下步骤处理：
(541)当ACE·Δf<0且ACE处于死区或正常区时：若ACE·Pcom<0，则不将补偿值加至ACE中，若ACE·Pcom>0，则将补偿值加至ACE中；
(542)当ACE·Δf<0且ACE处于紧急区时，都不将补偿值加至ACE中；
(543)当ACE·Δf>0，此时不考虑ACE的区间，仅判断ACE与补偿值的符号，若ACE·Pcom<0，则将补偿值加至ACE中，否则，都不将ACE加至补偿值中。
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