CN107976592A - 基于广域量测信息的机组一次调频在线测试方法 - Google Patents

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霍雪松
刘栋
徐瑞
王波
闪鑫
苏大威
刘俊伟
张晓青
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Abstract

本发明公开了一种基于广域量测信息的机组一次调频在线测试方法，基于调度侧和电厂侧一次调频测试交互机制，主站下发机组一次调频测试指令，子站接收到相应指令后模拟一次调频动作情况，实现一次调频增负荷测试、一次调频减负荷测试、连续增负荷测试、连续减负荷测试和特性参数测试功能，将测试期间的电厂远控终端数据、同步相量测量装置数据存入历史库中。本发明利用电厂远控终端和同步相量测量装置多源数据的时标校对、统计信息筛选完善考核结果的计算方式，更加准确的评估机组的一次调频性能，提高了机组一次调频在线测试与考核的准确性及合理性。

Description

基于广域量测信息的机组一次调频在线测试方法
技术领域
本发明涉及一种基于广域量测信息的机组一次调频在线测试方法，属于电网测试技术领域。
背景技术
随着特高压交直流电网的建设和电力市场化改革的逐步推进，电网对发电机组一次调频和自动发电控制(AGC)提出了更高要求，与之相应的调频辅助服务考核与评价需求也更加迫切。电网通过建立和完善辅助服务考核评价系统，引导电厂对发电机组调频控制行为优化，对于提升电网运行控制性能、保证电网运行安全意义重大。
电力市场调频辅助服务是维持电网频率稳定、实时有功供需平衡的重要手段，涵盖了一次调频和AGC两个重要环节。目前机组一次调频性能的在线测定多采用基于电网频率扰动事件的在线监测方法。其中一次调频在线监测利用实时量测数据分析频率扰动中机组的一次调频响应程度，计算和评估机组一次调频性能。然而，一次调频在线监测对扰动事件的频率变化和频偏时间有较高要求，同时受到机组并网和一次调频投入状态、AGC指令的影响，该方法一般依赖于大功率扰动事件，具有一定随机性和不确定性，无法作为常态化的考核手段。而广域量测系统中的同步相量测量装置(PMU)数据由于具有高采样精度(毫秒级)和严格准确的时间标识特点，为更为准确地计算和评价机组一次调频性能提供新的数据和技术手段，可以弥补当前常规技术方法的不足。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于广域量测信息的机组一次调频在线测试方法，解决现有技术中一次调频在线监测依赖于大功率扰动事件，具有一定随机性和不确定性，无法作为常态化的考核手段的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：基于广域量测信息的机组一次调频在线测试方法，基于调度侧和电厂侧一次调频测试交互机制，主站下发机组一次调频测试指令，子站接收到相应指令后模拟一次调频动作情况，实现一次调频增负荷测试、一次调频减负荷测试、连续增负荷测试、连续减负荷测试和特性参数测试功能，将测试期间的电厂远控终端数据、同步相量测量装置数据存入历史库中。
机组一次调频测试指令采取人工触发方式，机组控制模式修改为“增负荷”、“减负荷”或“特性参数”后进入机组一次调频在线模式。
机组一次调频在线测试开始前对机组进行安全性校验。
所述安全性校验包括：一次调频遥控测点安全性校验和遥调测点安全性校验。
一次调频测试指令包括：一次调频测试投入指令、增负荷测试指令、减负荷测试指令、特性参数测试指令。
所述电厂远控终端数据包括：一次调频负荷指令、一次调频测试扰动频率反馈值、主汽压力测量值、汽机主控指令值、一次调频测试投退信号、机组频率和机组出力；
所述同步相量测量装置数据包括：主汽压力测量值、一次调频测试投退信号、机组频率和机组出力。
测试时间定时结束后，下发一次调频测试退出信号使机组退出测试，待测试屏蔽定时结束后恢复机组测试前控制模式。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：基于调度侧与电厂侧测试交互机制，利用电厂远控终端(RTU)和同步相量测量装置(PMU)多源数据的时标校对、统计信息筛选完善考核结果的计算方式，更加准确的评估机组的一次调频性能，提高了机组一次调频在线测试与考核的准确性及合理性。
附图说明
图1是本发明方法的流程图。
具体实施方式
本发明提供的基于广域量测信息的机组一次调频在线测试方法是基于调度侧和电厂侧一次调频测试交互机制，通过主站下发机组一次调频测试指令、子站接收到相应指令后模拟一次调频动作情况，实现一次调频增负荷测试、一次调频减负荷测试、连续增负荷测试、连续减负荷测试和特性参数测试功能，将测试期间的电厂远控终端数据、同步相量测量装置数据存入历史库中。
机组一次调频在线测试通过对机组数字电液(DEH)和协调控制系统(CCS)控制回路改造，使其在开始一次调频增、减负荷测试后断开机端频率量测(或汽轮机转速信号)，在50Hz额定频率基础上自动叠加±0.1083Hz频差，根据DEH和CCS侧一次调频特性函数的负荷指令，调节汽门开度自动增加或减少机组出力，以模拟频率扰动时一次调频动作情况。
下面结合附图对本发明作进一步描述。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所示，是本发明的流程图，具体包括如下步骤：
步骤一：机组一次调频测试采取人工触发方式，机组控制模式修改为“增负荷”(PFRUP)、“减负荷”(PFRDN)或“特性参数”后进入机组一次调频在线模式，执行一次调频遥控测点安全性校验和遥调测点安全性校验，校验通过后依次下发一次调频测试投入指令、增负荷指令、减负荷指令、特性参数测试指令并开始测试；测试期间，监视机组有功功率和负荷指令，记录并存储测试数据至历史库中；
机组一次调频特性参数测试在测试开始后机组自动上送49.8～50.2Hz频率和与之对应的负荷指令，以获取DEH或CCS侧一次调频特性函数。
步骤二：测试时间定时结束后，下发一次调频测试退出信号使机组退出测试，待测试屏蔽定时结束后恢复机组测试前控制模式。一次调频考核进程在测试结束后，通过访问历史库获取日志、测试过程机组RTU有功功率、负荷指令和频差等数据，以及时间序列数据库机组PMU量测数据。
RTU算法以负荷指令大于机组额定容量的1％作为机组一次调频动作起点判据，与之不同，PMU算法则根据实际出力变化判断调频动作起点，从一次调频增/减出力命令下发开始，监视当前出力与增/减命令下发时刻实际出力偏差，如果偏差量超出机组额定容量的0.5％，则认为此刻为一次调频动作起点。如果到第三秒仍然没有根据出力变化监视到动作起点，则以第三秒作为动作起点。找到动作起点后，以此为起始点计算15秒、30秒、45秒平均调节量。
对机组一次调频性能进行评价时，根据测试期间记录的PMU数据及RTU数据，分别计算试验时段内机组初始有功出力、最高(低)出力，积分贡献电量、贡献率指标等，综合两测试结果数据计算本次测试的考核结果，对机组一次调频控制性能做出评价，并对机组一次调频最大调节量、平均调节量、调频响应指数进行统计；主要考核机组的一次调频响应效果，考核指标为机组一次调频响应时间和一次调频响应指数，统计结果保存在历史库中。
一次调频响应时间的计算公式为：
tRT＝tMT-tST (1)
式中，tRT为一次调频响应时间；tMT为一次调频动作时间，取机组有功出力变化时刻；tST为一次调频起始时间，取机组负荷指令变化时刻；
一次调频响应指数计算公式为：
式中，Idpa_T为一次调频响应指数；T为计算周期，T＝15，30，45；t1为测试起始时间；Pdes为期望功率；P0为测试起点功率；P为测试过程中实际出力。
分析测试过程中，RTU数据与PMU数据的匹配关系，以确定各数据源一次调频起始时间和起点功率。一次调测试起始时间和起点功率的计算方法如下：
首先查找同步相量测量装置负荷指令变化时刻，该时刻同步相量测量装置量测的时标即为一次调频测试起始时间，相同时标的同步相量测量装置有功功率即为一次调频测试起点功率；
考虑到同一物理时间、同一测点的RTU和PMU量测偏差最小，选取相同采样间隔的N个连续量测数据，两者累计绝对误差最小时，可确定RTU测点在t1与PMU测点在t2为同一时刻，公式为：
式中，fmin表示滚动偏差最小值；i为时间长度；N为统计数组维数；PRTU,t1+i为电厂远控终端在t1+i秒的量测值；avg(PPMU,t2+i)为同步相量测量装置在t2+i秒的量测均值；
由同步相量测量装置量测的起始时间利用式(3)计算电厂远控终端量测起始时间，并确定电厂远控终端量测的起点功率。
确定各数据源的一次调测试起始时间和起点功率后，按照式(2)分别计算一次调频响应指数。
数据源优先选择满足考核指数要求，且与考核指数偏差最小的数据源，该数据源的测试结果作为本次测试考核结果。考核指数偏差计算公式为：
Idev＝Ichk_T-Idpa_T(RTU/PMU) (4)
式中，Ichk_T为一次调频考核指数；Idpa_T(RTU/PMU)为电厂远控终端或同步相量测量装置数据的一次调频测试响应指数。
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.基于广域量测信息的机组一次调频在线测试方法，其特征在于，基于调度侧和电厂侧一次调频测试交互机制，主站下发机组一次调频测试指令，子站接收到相应指令后模拟一次调频动作情况，实现一次调频增负荷测试、一次调频减负荷测试、连续增负荷测试、连续减负荷测试和特性参数测试功能，将测试期间的电厂远控终端数据、同步相量测量装置数据存入历史库中。
2.根据权利要求1所述的基于广域量测信息的机组一次调频在线测试方法，其特征在于，机组一次调频测试指令采取人工触发方式，机组控制模式修改为“增负荷”、“减负荷”或“特性参数”后进入机组一次调频在线模式。
3.根据权利要求1所述的基于广域量测信息的机组一次调频在线测试方法，其特征在于，机组一次调频在线测试开始前对机组进行安全性校验。
4.根据权利要求3所述的基于广域量测信息的机组一次调频在线测试方法，其特征在于，所述安全性校验包括：一次调频遥控测点安全性校验和遥调测点安全性校验。
5.根据权利要求1所述的基于广域量测信息的机组一次调频在线测试方法，其特征在于，一次调频测试指令包括：一次调频测试投入指令、增负荷测试指令、减负荷测试指令、特性参数测试指令。
6.根据权利要求1所述的基于广域量测信息的机组一次调频在线测试方法，其特征在于，所述电厂远控终端数据包括：一次调频负荷指令、一次调频测试扰动频率反馈值、主汽压力测量值、汽机主控指令值、一次调频测试投退信号、机组频率和机组出力；
所述同步相量测量装置数据包括：主汽压力测量值、一次调频测试投退信号、机组频率和机组出力。
7.根据权利要求1所述的基于广域量测信息的机组一次调频在线测试方法，其特征在于，测试时间定时结束后，下发一次调频测试退出信号使机组退出测试，待测试屏蔽定时结束后恢复机组测试前控制模式。
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