CN104134994A - 一种利用agc进行稳定断面潮流越限的校正控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用AGC进行稳定断面潮流越限的校正控制方法，包括以下几个步骤：定义断面控制参数，对所有断面，AGC自动检测各个断面的越限状态，选择校正断面；根据断面越限量计算断面调整量；分析发电机组出力和各稳定断面的相关性，生成本次断面校正的调节机组序列；将生成的调节机组序列按灵敏度的正负情况分成正、负灵敏度调节组序列，计算正、负调节序列总调节需求；对正、负灵敏度调节序列进行排序，将总调节需求分配至各自的机组，在机组实际出力的基础上，计算生成用于控制的调节上下限，调节机组出力消除或减缓断面越限。本发明减轻了调度员的劳动强度，有效避免了人为因素导致的危险断面误调整，大幅度降低了电网运行风险。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用AGC(自动发电控制)进行稳定断面潮流越限的校正控制方法，属于电力系统自动控制技术领域。
背景技术
随着电网架构的不断发展，系统暂稳、热稳和动稳问题日益复杂。在调度运行中需要有效监控大量复杂输电断面，现有EMS存在如下问题：
1)各断面具有非封闭性、相互关系复杂性，调度员实时调控时需考虑的因素多，调控比较困难。另外，某些危险断面需要网省两级调度协调控制，协调控制效率低，影响控制安全。
2)电网危险断面日益增多，依赖现有监视功能，难以在众多的断面中突出重点监控信息，调度员断面监控的难度和工作量不断加大。
3)通过调节发电机出力来实现稳定断面潮流校是常用手段，但是由于AGC不具备自动校正稳定断面功能，调度员在实施控制时必须采用人工调节机组出力方式，且存在各种不确定因素及误调节的可能，给电网调度运行带来风险。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种利用AGC进行稳定断面潮流越限的校正控制方法，提高了电网断面安全控制的自动化手段，减轻了调度员的劳动强度，有效避免了人为因素导致的危险断面误调整，大幅度降低了电网的运行风险。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
本发明的一种利用AGC进行稳定断面潮流越限的校正控制方法，具体包括以下几个步骤：
(1)定义断面控制参数，对所有稳态监控的危险断面，每个周期内AGC自动从稳态监控模块获取各个危险断面的越限情况和断面越限量Perr，所述越限情况包括正向越限与反向越限；
(2)按照人工设定的断面控制优先级与断面越限量Perr的大小对处于越限状态的各个断面进行校正控制优先级排序，得到本轮需要进行校正控制的断面；
(3)根据断面越限量Perr计算断面调整量Preg_tie；
(4)以AGC正控机组作为对象，分析发电机组出力和所需校正断面的相关性，以及所需校正断面对发电机有功灵敏度信息，并综合考虑机组的运行状态，生成参与本次断面校正的调节机组序列；
(5)将生成的调节机组序列按该校正断面对调节机组有功灵敏度的正负情况分成正灵敏度调节机组序列和负灵敏度调节机组序列，统计正、负灵敏度调节机组序列的总可上调容量和总可下调容量，并结合断面调整量Preg_tie，计算正、负调节机组序列总调节需求；
(6)按该校正断面对调节机组发电机有功灵敏度绝对值大小和水电机组优先的排序策略，对正、负灵敏度调节机组序列进行调节优先级排序，将正、负调节机组序列总调节需求按调节优先级排序依次分配至各调节机组，并在机组分配调节量的基础上，计算生成用于控制的调节上下限，调节机组出力，消除或减缓断面越限。
步骤(1)中，所述断面控制参数包括稳定断面名称、断面是否参与校正控制开关、断面控制正常调节门槛值、断面控制紧急调节门槛值和断面校正控制优先级参数；通过所述稳定断面名称可以从稳态监控模块获取对应断面的越限状态与越限量，通过断面是否参与校正控制开关参数选择可以决定是否将该断面加入自动校正控制。
步骤(2)中，使用人工设定的断面控制优先级与断面越限量Perr的绝对值大小双重排序策略对处于越限状态的断面进行校正控制优先级排序；
其中，人工设定的断面控制优先级按升序进行排序，数值越小，断面校正控制优先级越高；
断面越限量Perr的绝对值大小按降序进行排序，数值越大，断面校正控制优先级越高；
通过这两重优先级的排序后，自动生成本次断面校正控制序列，并只对校正控制优先级最高的断面进行校正控制。
步骤(3)中，在计算断面调整量时，根据断面越限量的大小程度将校正控制分为死区、正常控制区和紧急控制区；
当断面越限量绝对值小于断面控制正常调节门槛值时，断面控制处于死区；当断面越限量绝对值大于断面控制正常调节门槛值而小于断面控制紧急调节门槛值时，断面控制处于正常控制区；当断面越限量绝对值大于断面控制紧急调节门槛值时，断面控制处于紧急控制区；
每种控制区对应不同的断面调节系数Ktie，死区时Ktie默认为0，正常控制区时Ktie取值范围为0.8～1，紧急控制时Ktie取值范围为1～1.2，最终的断面调整量计算方法为：
Preg_tie＝Ktie·Perr。
步骤(4)中，发电机组出力和各稳定断面的相关性定义如下：
对于送电断面，送电端电网所属机组对该断面的相关性为正相关，受电端电网所属机组对该断面的相关性为负相关，非送电端或受电端电网所属机组对该断面相关性为不相关，不确定所属电网的机组对该断面相关性为不确定；
对于受电断面，送电端电网所属机组对该断面的相关性为负相关，受电端电网所属机组对该断面的相关性为正相关，非送电端或受电端电网所属机组对该断面相关性为不相关，不确定所属电网的机组对该断面相关性为不确定；
断面正向越限定义如下：断面实际传输功率与所规定的功率传输方向相同且超过给定的限值；
断面反向越限定义如下：断面实际传输功率与所规定的功率传输方向相反且超过给定的反向限值；
在选择调节机组时以所有AGC正在控机组作为可参与调节对象，并按照以下条件进行筛选：
(41)相关性和断面对机组有功灵敏度校验
机组与断面相关性为正相关，但断面对该机组有功灵敏度为负，不参与调节；
机组与断面相关性为负相关，但断面对该机组有功灵敏度为正，不参与调节；
机组与断面相关性为不相关，不参与调节；
机组与断面相关性和断面对该机组有功灵敏度一致，但断面对该机组有功灵敏度小于相关断面的人工设定的灵敏度调整死区，不参与调节；
(42)断面反向越限与机组运行状态校验
断面反向越限，与断面相关性为正相关的机组，若处于禁止上调状态，不参与调节；
断面反向越限，与断面相关性为负相关的机组，若处于禁止下调状态，不参与调节；
断面反向越限，与断面相关性为不确定的机组，如果断面对其有功灵敏度大于零，但其也处于禁止上调状态，不参与调节；
断面反向越限，与断面相关性为不确定的机组，如果断面对其有功灵敏度小于零，但其也处于禁止下调状态，不参与调节；
(43)断面正向越限与机组运行状态校验
断面正向越限，与断面相关性为正相关的机组，若处于禁止下调状态，不参与调节；
断面正向越限，与断面相关性为负相关的机组，若处于禁止上调状态，不参与调节；
断面正向越限，与断面相关性为不确定的机组，如果断面对其有功灵敏度大于零，但其也处于禁止下调状态，不参与调节；
断面正向越限，与断面相关性为不确定的机组，如果断面对其有功灵敏度小于零，但其也处于禁止上调状态，不参与调节；
通过上述原则筛选之后，生成可以参与断面校正控制的调节机组序列。
所述步骤(5)中正负调节机组序列总调节需求与断面调整量Preg_tie的逻辑关系如下，其中，断面调整量Preg_tie为正值：
记正灵敏度调节机组序列的总可上调容量为Gupreg、总可下调容量为Gdnreg，其中，Gupreg为正值，Gdnreg为正值；
记负灵敏度调节机组序列的总可上调容量为Lupreg、总可下调容量为Ldnreg，其中，Lupreg为正值，Ldnreg为正值；
当断面正向越限时：如果Gdnreg大于Preg_tie，并且Lupreg大于Preg_tie，则正调节机组序列总调节需求为-Preg_tie，负调节机组序列总调节需求为Preg_tie；如果Gdnreg小于Lupreg，并且Gdnreg小于Preg_tie，则正调节机组序列总调节需求为-Gdnreg，负调节机组序列总调节需求为Gdnreg；如果Lupreg小于Gdnreg，并且Lupreg小于Preg_tie，则正调节机组序列总调节需求为-Lupreg，负调节机组序列总调节需求为Lupreg；
当断面反向越限时：如果Gupreg大于Preg_tie，并且Ldnreg大于Preg_tie，则正调节机组序列总调节需求Preg_tie，负调节机组序列总调节需求为-Preg_tie；如果Gupreg小于Ldnreg，并且Gupreg小于Preg_tie，则正调节机组序列总调节需求为Gupreg，负调节机组序列总调节需求为-Gdnreg；如果Ldnreg小于Gupreg，并且Ldnreg小于Preg_tie，则正调节机组序列总调节需求为Ldnreg，负调节机组序列总调节需求为-Ldnreg。
步骤(6)中，在分配机组调节量时按调节优先级排序进行分配，并以人工设定机组的断面控制调节步长为限制，即分配给机组的调节量的绝对值不应大于人工设定的机组的断面控制调节步长；
机组参与断面调整量分配时按断面对机组有功灵敏度绝对值大小及水电机组优先的原则进行调节优先级排序；断面对机组有功灵敏度绝对值大小按降序排列，灵敏度绝对值越大，机组调节优先级越高；水电机组优先是指水电机组的调节优先级高于火电机组的调节优先级；机组按调节优先级从高到低的顺序分配断面调整量，以达到快速有效的消除断面越限的效果；
在机组分配调节量基础上，生成断面控制机组的控制调节上下限计算方法如下：
对于需要进行上调出力的机组，其调节限值如下设置：
调节下限＝机组实际出力+分配调节量，调节上限＝原有调节上限，机组的调
节下限不能大于调节上限，否则将其限值限制在调节上限；
对于需要进行下调出力的机组，其调节限值如下设置：
调节上限＝机组实际出力+分配调节量，调节下限＝原有调节下限，机组的调节上限不能小于调节下限，否则将其限值限制在调节下限。
本发明通过对网调AGC功能进行改造，增加了基于灵敏度分析的稳定断面潮流越限的自动校正功能，从而提高了电网断面安全控制的自动化手段，减轻了调度员的劳动强度，有效避免了人为因素导致的危险断面误调整，大幅度降低了电网运行风险。
附图说明
图1为本发明的工作流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参见图1，本发明的利用AGC进行稳定断面潮流越限的校正控制方法，具体包括如下几个步骤：
(1)AGC自动检测到存在断面越限的情况和断面越限量。
(2)按照人工设定的校正控制优先级和越限量进行断面排序，选择优先级最高的断面进行校正。
(3)根据断面越限量Perr计算断面调整量Preg_tie，计算方法为：
Preg_tie＝Ktie·Perr
正常控制区时Ktie取值范围为0.8～1，紧急控制区时Ktie取值范围为1～1.2。
(4)以AGC正控机组作为考虑对象，分析发电机组出力和各稳定断面的相关性，综合考虑机组的运行状态，生成本次断面校正的调节机组序列，具体应遵循以下几个原则：
(41)相关性和灵敏度定义校验
机组相关性为正相关，但灵敏度为负，不参与调节；
机组相关性为负相关，但灵敏度为正，不参与调节；
机组相关性为不相关，不参与调节；
相关性和灵敏度一致，但机组灵敏度小于相关断面的灵敏度调整死区，不参与调节；
(42)断面反向越限与机组运行状态校验
断面反向越限，正相关机组禁止上调，不参与调节；
断面反向越限，负相关机组禁止下调，不参与调节；
断面反向越限，不确定机组，如果灵敏度大于零，但机组禁止上调，不参与调节；
断面反向越限，不确定机组，如果灵敏度小于零，但机组禁止下调，不参与调节；
(43)断面正向越限与机组运行状态校验
断面正向越限，正相关机组禁止下调，不参与调节；
断面正向越限，负相关机组禁止上调，不参与调节；
断面正向越限，不确定机组，如果灵敏度大于零，但机组禁止下调，不参与调节；
断面正向越限，不确定机组，如果灵敏度小于零，但机组禁止上调，不参与调节。
(5)将生成的调节机组序列按灵敏度的正负情况分成正灵敏度调节组序列和负灵敏度调节组序列，统计正、负灵敏度机组序列的总可上调容量、总可下调容量，计算正、负调节序列总调节需求，计算方法如下：
记正灵敏度序列机组的总可上调容量为Gupreg(为正值)、总可下调容量为Gdnreg(为正值)；
记负灵敏度序列机组的总可上调容量为Lupreg(为正值)、总可下调容量为Ldnreg(为正值)；
断面调整量为Preg_tie(为正值)；
当断面正向越限：当Gdnreg大于Preg_tie，并且Lupreg大于Preg_tie，则正灵敏度序列机组的调节需求为-Preg_tie，负灵敏度序列机组的调节需求为Preg_tie；如果Gdnreg小于Lupreg，并且Gdnreg小于Preg_tie，则正灵敏度序列机组的调节需求为-Gdnreg，负灵敏度序列的机组调节需求为Gdnreg；如果Lupreg小于Gdnreg，并且Lupreg小于Preg_tie，则正灵敏度序列机组的调节需求为-Lupreg、负灵敏度序列的机组调节需求为Lupreg。
如果断面反向越限，如果Gupreg大于Preg_tie，并且Ldnreg大于Preg_tie，则正灵敏度序列机组的调节需求Preg_tie，负灵敏度序列机组的调节需求为-Preg_tie；如果Gupreg小于Ldnreg，并且Gupreg小于Preg_tie，则正灵敏度序列机组的调节需求为Gupreg，负灵敏度序列的机组调节需求为-Gupreg；如果Ldnreg小于Gupreg，并且Ldnreg小于Preg_tie，则正灵敏度序列机组的调节需求为Ldnreg、负灵敏度序列的机组调节需求为-Ldnreg。
(6)按灵敏度绝对值大小排序和水电机组优先的策略对正、负灵敏度调节序列进行排序，将总调节需求分配至各自的机组，在获取调节量后，在机组实际出力的基础上，计算生成用于控制的调节上下限，调节机组出力，消除或减缓断面越限。
调节上下限计算方法如下：
对于上调节机组，其调节限值如下设置：调节下限＝机组实际出力+分配调节量，调节上限＝原有调节上限，机组的调节下限不能大于调节上限，否则将其限值限制在调节上限上；
对于下调节机组，其调节限值如下设置：调节上限＝机组实际出力+分配调节量，调节下限＝原有调节下限，机组的调节上限不能小于调节下限，否则将其限值限制在调节下限上。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种利用AGC进行稳定断面潮流越限的校正控制方法，其特征在于，具体包括以下几个步骤：
(1)定义断面控制参数，对所有稳态监控的危险断面，每个周期内AGC自动从稳态监控模块获取各个危险断面的越限情况和断面越限量Perr，所述越限情况包括正向越限与反向越限；
(2)按照人工设定的断面控制优先级与断面越限量Perr的大小对处于越限状态的各个断面进行校正控制优先级排序，得到本轮需要进行校正控制的断面；
(3)根据断面越限量Perr计算断面调整量Preg_tie；
(4)以AGC正控机组作为对象，分析发电机组出力和所需校正断面的相关性，以及所需校正断面对发电机有功灵敏度信息，并综合考虑机组的运行状态，生成参与本次断面校正的调节机组序列；
(5)将生成的调节机组序列按该校正断面对调节机组有功灵敏度的正负情况分成正灵敏度调节机组序列和负灵敏度调节机组序列，统计正、负灵敏度调节机组序列的总可上调容量和总可下调容量，并结合断面调整量Preg_tie，计算正、负调节机组序列总调节需求；
(6)按该校正断面对调节机组发电机有功灵敏度绝对值大小和水电机组优先的排序策略，对正、负灵敏度调节机组序列进行调节优先级排序，将正、负调节机组序列总调节需求按调节优先级排序依次分配至各调节机组，并在机组分配调节量的基础上，计算生成用于控制的调节上下限，调节机组出力，消除或减缓断面越限。
2.根据权利要求1所述的利用AGC进行稳定断面潮流越限的校正控制方法，其特征在于，
步骤(1)中，所述断面控制参数包括稳定断面名称、断面是否参与校正控制开关、断面控制正常调节门槛值、断面控制紧急调节门槛值和断面校正控制优先级参数；通过所述稳定断面名称可以从稳态监控模块获取对应断面的越限状态与越限量，通过断面是否参与校正控制开关参数选择可以决定是否将该断面加入自动校正控制。
3.根据权利要求2所述的利用AGC进行稳定断面潮流越限的校正控制方法，其特征在于：
步骤(2)中，使用人工设定的断面控制优先级与断面越限量Perr的绝对值大小双重排序策略对处于越限状态的断面进行校正控制优先级排序；
其中，人工设定的断面控制优先级按升序进行排序，数值越小，断面校正控制优先级越高；
断面越限量Perr的绝对值大小按降序进行排序，数值越大，断面校正控制优先级越高；
通过这两重优先级的排序后，自动生成本次断面校正控制序列，并只对校正控制优先级最高的断面进行校正控制。
4.根据权利要求3所述的利用AGC进行稳定断面潮流越限的校正控制方法，其特征在于：
步骤(3)中，在计算断面调整量时，根据断面越限量的大小程度将校正控制分为死区、正常控制区和紧急控制区；
当断面越限量绝对值小于断面控制正常调节门槛值时，断面控制处于死区；当断面越限量绝对值大于断面控制正常调节门槛值而小于断面控制紧急调节门槛值时，断面控制处于正常控制区；当断面越限量绝对值大于断面控制紧急调节门槛值时，断面控制处于紧急控制区；
每种控制区对应不同的断面调节系数Ktie，死区时Ktie默认为0，正常控制区时Ktie取值范围为0.8～1，紧急控制时Ktie取值范围为1～1.2，最终的断面调整量计算方法为：
Preg_tie＝Ktie·Perr。
5.根据权利要求4所述的利用AGC进行稳定断面潮流越限的校正控制方法，其特征在于：
步骤(4)中，发电机组出力和各稳定断面的相关性定义如下：
对于送电断面，送电端电网所属机组对该断面的相关性为正相关，受电端电网所属机组对该断面的相关性为负相关，非送电端或受电端电网所属机组对该断面相关性为不相关，不确定所属电网的机组对该断面相关性为不确定；
对于受电断面，送电端电网所属机组对该断面的相关性为负相关，受电端电网所属机组对该断面的相关性为正相关，非送电端或受电端电网所属机组对该断面相关性为不相关，不确定所属电网的机组对该断面相关性为不确定；
断面正向越限定义如下：断面实际传输功率与所规定的功率传输方向相同且超过给定的限值；
断面反向越限定义如下：断面实际传输功率与所规定的功率传输方向相反且超过给定的反向限值；
在选择调节机组时以所有AGC正在控机组作为可参与调节对象，并按照以下条件进行筛选：
(41)相关性和断面对机组有功灵敏度校验
机组与断面相关性为正相关，但断面对该机组有功灵敏度为负，不参与调节；
机组与断面相关性为负相关，但断面对该机组有功灵敏度为正，不参与调节；
机组与断面相关性为不相关，不参与调节；
机组与断面相关性和断面对该机组有功灵敏度一致，但断面对该机组有功灵敏度小于相关断面的人工设定的灵敏度调整死区，不参与调节；
(42)断面反向越限与机组运行状态校验
断面反向越限，与断面相关性为正相关的机组，若处于禁止上调状态，不参与调节；
断面反向越限，与断面相关性为负相关的机组，若处于禁止下调状态，不参与调节；
断面反向越限，与断面相关性为不确定的机组，如果断面对其有功灵敏度大于零，但其也处于禁止上调状态，不参与调节；
断面反向越限，与断面相关性为不确定的机组，如果断面对其有功灵敏度小于零，但其也处于禁止下调状态，不参与调节；
(43)断面正向越限与机组运行状态校验
断面正向越限，与断面相关性为正相关的机组，若处于禁止下调状态，不参与调节；
断面正向越限，与断面相关性为负相关的机组，若处于禁止上调状态，不参与调节；
断面正向越限，与断面相关性为不确定的机组，如果断面对其有功灵敏度大于零，但其也处于禁止下调状态，不参与调节；
断面正向越限，与断面相关性为不确定的机组，如果断面对其有功灵敏度小于零，但其也处于禁止上调状态，不参与调节；
通过上述原则筛选之后，生成可以参与断面校正控制的调节机组序列。
6.根据权利要求5所述的利用AGC进行稳定断面潮流越限的校正控制方法，其特征在于：
所述步骤(5)中正负调节机组序列总调节需求与断面调整量Preg_tie的逻辑关系如下，其中，断面调整量Preg_tie为正值：
记正灵敏度调节机组序列的总可上调容量为Gupreg、总可下调容量为Gdnreg，其中，Gupreg为正值，Gdnreg为正值；
记负灵敏度调节机组序列的总可上调容量为Lupreg、总可下调容量为Ldnreg，其中，Lupreg为正值，Ldnreg为正值；
当断面正向越限时：如果Gdnreg大于Preg_tie，并且Lupreg大于Preg_tie，则正调节机组序列总调节需求为-Preg_tie，负调节机组序列总调节需求为Preg_tie；如果Gdnreg小于Lupreg，并且Gdnreg小于Preg_tie，则正调节机组序列总调节需求为-Gdnreg，负调节机组序列总调节需求为Gdnreg；如果Lupreg小于Gdnreg，并且Lupreg小于Preg_tie，则正调节机组序列总调节需求为-Lupreg，负调节机组序列总调节需求为Lupreg；
当断面反向越限时：如果Gupreg大于Preg_tie，并且Ldnreg大于Preg_tie，则正调节机组序列总调节需求Preg_tie，负调节机组序列总调节需求为-Preg_tie；如果Gupreg小于Ldnreg，并且Gupreg小于Preg_tie，则正调节机组序列总调节需求为Gupreg，负调节机组序列总调节需求为-Gdnreg；如果Ldnreg小于Gupreg，并且Ldnreg小于Preg_tie，则正调节机组序列总调节需求为Ldnreg，负调节机组序列总调节需求为-Ldnreg。
7.根据权利要求6所述的利用AGC进行稳定断面潮流越限的校正控制方法，其特征在于：
步骤(6)中，在分配机组调节量时按调节优先级排序进行分配，并以人工设定机组的断面控制调节步长为限制，即分配给机组的调节量的绝对值不应大于人工设定的机组的断面控制调节步长；
机组参与断面调整量分配时按断面对机组有功灵敏度绝对值大小及水电机组优先的原则进行调节优先级排序；断面对机组有功灵敏度绝对值大小按降序排列，灵敏度绝对值越大，机组调节优先级越高；水电机组优先是指水电机组的调节优先级高于火电机组的调节优先级；机组按调节优先级从高到低的顺序分配断面调整量，以达到快速有效的消除断面越限的效果；
在机组分配调节量基础上，生成断面控制机组的控制调节上下限计算方法如下：
对于需要进行上调出力的机组，其调节限值如下设置：
调节下限＝机组实际出力+分配调节量，调节上限＝原有调节上限，机组的调
节下限不能大于调节上限，否则将其限值限制在调节上限；
对于需要进行下调出力的机组，其调节限值如下设置：
调节上限＝机组实际出力+分配调节量，调节下限＝原有调节下限，机组的调节上限不能小于调节下限，否则将其限值限制在调节下限。
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