CN108092322B - 一种基于调频市场环境的agc控制方法 - Google Patents

一种基于调频市场环境的agc控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于调频市场环境的AGC控制方法:步骤1、建立一个独立控制区,控制区内设有调频服务市场,区域内各发电厂根据控制区公布的调频需求进行投标、竞价,控制区根据各电厂竞价结果进行出清和结算;步骤2、AGC系统针对调频服务市场的出清结果,对中标的AGC机组调节范围进行设置,生成机组的初始调频带宽;步骤3、在机组初始调频带宽的基础上,根据负荷变化情况生成机组动态调频带宽;步骤4、AGC系统计算出当前时刻控制区的区域控制误差之后,再将实时区域控制误差值结合区域控制误差历史数据,对区域控制误差数据序列进行分频计算;步骤5、调用调频机组对区域控制误差进行调节。优化机组调频效果,提高调频服务的经济性。

Description

一种基于调频市场环境的AGC控制方法
技术领域
本发明涉及一种基于调频市场环境的AGC控制方法。
背景技术
自动发电控制(Automatic Generation Control,AGC)是保障电网频率安全的重要手段,AGC控制策略的优劣对AGC系统的效率和效益有着重要的影响,优秀的控制策略可以更好地运用现有的AGC调节资源来满足系统AGC的需求,同时尽量节省控制成本。国内外的专家学者以及工程师经过不断的探索与努力提出了很多控制策略,随着电网规模的日益扩大,电网运行方式也变得日益复杂,现有的AGC的控制策略仍存在着一些问题,比如,电力系统中AGC控制策略目前有如下几种常见方法:
文献一《特高压联网下AGC协调控制策略仿真》(电力系统自动化2010年第34卷第14期)对特高压联络线上的功率波动特点进行了分析,研究了新的自动发电控制(AGC)策略。提出一种网省协调的AGC策略,该控制策略根据特高压联络线上的功率偏差大小自动调整网省机组出力。在该控制策略下,网调机组在联络线偏差较大时参与调整,而在偏差较小时提前将功率回吐。然后,提出了一种在省调AGC容量不足时网调机组出力协助省调控制区调节区域功率平衡的补偿控制措施。
文献二《互联电网CPS调节指令动态最优分配Q–学习算法》(中国电机工程学2010年第30卷第7期)分析了控制性能标准CPS下互联电网调度端的自动发电控制指令(简称CPS指令)到各类型AGC机组的动态优化分配问题。将CPS指令分配的连续控制过程离散化,并可将其看作是一个离散时间马尔可夫决策过程,提出了应用基于Q–学习的动态控制方法。根据优化目标的差异,设计不同的奖励函数,并将其引入到算法当中,有效结合水、火电机组的调节特性,并考虑水电机组的调节裕度,提高了AGC系统调节能力。并采用相关仿真算例,证明了Q–学习算法有效提高了系统的适应性、鲁棒性和CPS考核合格率。
文献三《日前发电计划多尺度逼近的AGC控制方法》(电力系统自动化专委会学术交流研讨会论文集,2012年)提出了日前计划多尺度逼近的发电计划闭环控制方法,在互联电网系统中设一个主控制区域模块,主控制区域模块连接一自动发电控制模块,自动发电控制模块设计划跟踪模式单元、计划带宽模式单元及计划偏差优先模式单元。通过将机组根据自身需要设置成不同的计划控制模式,实现机组日前计划的多尺度逼近,在保证控制区域整体控制性能的前提下,兼顾发电机组日前计划的顺利实施。
文献四《基于超短期负荷预测的Non-AGC与AGC协调控制策略研究》(电力系统保护与控制2014年第42卷第18期)针对大规模新能源并网给系统带来的随机性和波动性问题,考虑到Non-AGC机组与AGC机组调节速率的不同,提出了Non-AGC与AGC协调控制策略。利用超短期负荷预测提前为Non-AGC机组制定发电计划,达到用Non-AGC分担AGC调解压力的目的。利用"波动窗"算法给出Non-AGC机组调节速率与调节时间的计算方法;利用CPS标准制定AGC机组调节策略,并考核AGC机组调节性能。并采用具体算例证明了该策略是实用、有效的,既能维持良好电能质量又能消纳新能源并网的波动性。
文献五《互联电网AGC控制策略优化及研究》(华北电力大学,2013年)研究了AGC模型及其控制策略。以火电机组为例,构建了两区域自动发电控制系统,在考虑了机组功率控制的闭环控制系统基础上,建立了一个新的AGC系统模型。针对互联电力系统具有时变、非线性、大滞后、不确定性等特性,在新模型下,设计了基于模糊规则的PID参数自整定控制系统,并和传统的PID控制效果进行了比较。相关仿真结果表明在新的AGC模型下,应用该控制策略提高了系统的动、静态特性,使系统获得了较好的性能,提高了系统的控制性能指标。对A标准和CPS标准进行了比较分析,并提出了基于CPS标准下的AGC模糊控制策略,提高了CPS指标,减少机组磨损,降低了电力系统的运行成本。
但上述文献中提到的控制策略都是针对特定频率及联络线功率控制需求而进行研究设计的,没有充分考虑市场化因素,没有从服务使用成本或经济的角度去设计频率控制策略,难以明确调频服务成本及调节效果。随着我国电力市场化尤其是辅助服务市场化的推进,AGC控制思路和控制策略的设计必须适应市场化特性,在对机组进行控制时需要考虑市场报价和运行成本。因此,现有的AGC控制策略已经不适应辅助服务市场化的特性需要,迫切需要提出适应调频市场化特性的AGC控制方法。
发明内容
针对上述问题,本发明提供一种基于调频市场环境的AGC控制方法,基于调频服务市场化的运行特性,分别从机组调频带宽的动态生成、ACE(Area Control Error,区域控制误差)的分频计算及机组市场化调用策略多种角度出发,提出市场环境下的AGC控制策略,从而在保障电网运行安全的前提下,能够提高整体调频能力,优化机组调频效果,提高调频服务的经济性。
为实现上述技术目的,达到上述技术效果,本发明通过以下技术方案实现:
一种基于调频市场环境的AGC控制方法,包括如下步骤:
步骤1、建立一个独立控制区,控制区内设有调频服务市场,区域内各发电厂根据控制区公布的调频需求进行投标、竞价,控制区根据各电厂竞价结果进行出清和结算;
步骤2、AGC系统针对调频服务市场的出清结果,对中标的AGC机组调节范围进行设置,生成机组的初始调频带宽;
步骤3、在机组初始调频带宽的基础上,根据负荷变化情况生成机组动态调频带宽;
步骤4、AGC系统计算出当前时刻控制区的区域控制误差之后,再将实时区域控制误差值结合区域控制误差历史数据,对区域控制误差数据序列进行分频计算;
步骤5、调用调频机组对区域控制误差进行调节。
优选,步骤2中,中标的AGC机组在能量市场中得到一个基础计划值,将该基础计划值作为机组的基点功率,并在基点功率的基础上,上下增加一个调频范围生成机组初始调频带宽。
优选,步骤3中,以每整小时为一个时间间隔,根据每个时段内的负荷预测情况实时地改变机组在该时段内上下调节范围。
优选,当负荷处于爬坡阶段时,机组的上调可调容量大于下调可调容量;当负荷处于下降阶段时,机组的下调可调容量大于上调可调容量;且上调可调容量和下调可调容量的总额为2倍的机组调频带宽。
优选,将一天分为24个时间段,每个时间段为1个小时,取每个时段起始时刻t1和结束时刻t2的负荷值,分别为P1和P2,计算该时间段的负荷变化率与负荷变化率门槛K的负荷变化因子k,计算公式为:
Figure GDA0002709204400000041
式中:K为根据电网实际负荷变化情况给定的负荷变化率门槛值;
0≤k<Kt (2)
时,则表示负荷处于爬坡阶段且负荷变化缓慢,此时分别设置机组上调可调容量、下调可调容量的比例为
Figure GDA0002709204400000042
k≥Kt (3)
时,则表示负荷处于爬坡阶段且负荷变化很快,此时分别设置机组上调可调容量、下调可调容量的比例为
Figure GDA0002709204400000043
-Kt≤k<0 (4)
时,则表示机组处于下降阶段且负荷变化缓慢,此时分别设置机组上调可调容量、下调可调容量的比例为
Figure GDA0002709204400000051
k<-Kt (5)
时,则表示负荷处于下降阶段且负荷变化很快,此时分别设置机组上调可调容量、下调可调容量的比例为
Figure GDA0002709204400000052
式中:Kt为负荷变化因子门槛值,为正数;
Figure GDA0002709204400000053
Figure GDA0002709204400000054
其中,
Figure GDA0002709204400000055
优选,步骤4中具体包括如下步骤:
步骤401、先对区域控制误差数据序列进行傅里叶变换,如式(6)所示:
Figure GDA0002709204400000056
式中:x(t)为时域信号;X(ω)为变换后得到的频谱;
步骤402、对不同的频谱范围进行过滤,再将过滤后的频谱数据再逆变换得到时域数据;
步骤403、针对分频所得到的不同波动频率区域控制误差,采用不同的机组对其进行控制。
优选,步骤5中,根据区域控制误差数据序列分频计算结果,将调频机组按照调节性能划分为调节性能差调频机组和调节性能好调频机组,根据波动周期将变化分量分为慢速变化分量和快速变化分量,其中:调节性能差的调频机组优先调节直流分量及慢速变化分量,调节性能好的调频机组优先调节快速变化分量。
或者,步骤5中,对于同类型的调频机组,在调用时AGC系统首先计算机组的调节性能因子、调节空间因子和基点趋势因子,综合调节性能因子、调节空间因子和基点趋势因子得到机组动态排序因子,根据排序因子构造机组调节优先级排序队列,AGC系统根据优先级排序队列顺序调用机组对区域控制误差进行控制,其中:若系统需要上调,则按优先级由高到低顺序调用;若需要下调,则按优先级由低到高顺序调用。
优选,机组调节性能因子V:
Figure GDA0002709204400000061
式中:Vramp为机组实际爬坡速率;Vs为机组调节速率的额定基准值;
机组调节空间因子:以机组实际出力值Pa与机组调节限值Plimit的差值大小来表征,记机组调节上限为Pup_limit,机组调节下限为Pdown_limit,则:
机组上调节空间因子Mup为:
Figure GDA0002709204400000062
机组下调节空间因子Mdown
Figure GDA0002709204400000063
机组基点趋势因子T:
Figure GDA0002709204400000064
式中:P(t+Δt)为机组在t+Δt时刻的基点计划出力值;P(t)为机组t时刻基点计划出力值;
则动态排序因子Φ为:
Figure GDA0002709204400000065
式中:
α为机组调节性能因子的权重系数;
β为机组调节空间因子的权重系数;
γ为机组基点趋势因子的权重系数;
Mt为空间趋势门槛值。
本发明的有益效果是:
本发明基于调频服务市场化的运行特性,分别从机组调节范围的动态生成、区域控制误差(Area Control Error,ACE)的计算以及市场环境下的调频机组调用策略三个层面提出了适应调频市场环境的AGC控制方法,该方法在保障电网运行安全的前提下,提高整体调频能力,优化机组调频效果,满足市场环境下AGC控制的需求。
附图说明
图1是本发明实施例的有关调节带宽动态生成的示意图;
图2是本发明实施例中有关市场环境下AGC机组调用优先级排序策略示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述,以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
一种基于调频市场环境的AGC控制方法,包括如下步骤:
步骤1、建立一个独立控制区,控制区内设有调频服务市场,区域内各发电厂根据控制区公布的调频需求进行投标、竞价,控制区根据各电厂竞价结果进行出清和结算,该控制区负责本控制区频率及联络线功率控制。
步骤2、AGC系统针对调频服务市场的出清结果,对中标的AGC机组调节范围进行设置,生成机组的初始调频带宽。比如,在机组最高技术出力和最低技术出力之间确定一个区间,在该区间内,电厂根据自身机组的运行情况上报机组的调节上下限,生成机组的初始调频带宽,比如,中标的AGC机组在能量市场中得到一个基础计划值,将该基础计划值作为机组的基点功率,并在基点功率的基础上,上下增加一个调频范围形成机组初始调频带宽。
步骤3、在机组初始调频带宽的基础上,根据负荷变化情况生成机组动态调频带宽,比如,以每整小时为一个时间间隔,根据每个时段内的负荷预测情况实时地改变机组在该时段内上下调节范围。具体策略为:当负荷处于爬坡阶段时,机组的上调可调容量应大于下调可调容量;当负荷处于下降阶段时,机组的下调可调容量应大于上调可调容量;且上调可调容量和下调可调容量的总额为2倍的机组调频带宽。
机组动态调频带宽生成的具体方法为:将一天分为24个时间段,每个时间段为1个小时,取每个时段起始时刻t1和结束时刻t2的负荷值,分别为P1和P2,计算该时间段的负荷变化率与负荷变化率门槛K的负荷变化因子k,计算公式为:
Figure GDA0002709204400000081
式中:K为根据电网实际负荷变化情况给定的负荷变化率门槛值,例如500MW每小时。
0≤k<Kt (2)
时,则表示负荷处于爬坡阶段且负荷变化缓慢,此时分别设置机组上调可调容量、下调可调容量的比例为
Figure GDA0002709204400000082
例如设置为0.55,0.45。
k≥Kt (3)
时,则表示负荷处于爬坡阶段且负荷变化很快,此时分别设置机组上调可调容量、下调可调容量的比例为
Figure GDA0002709204400000083
例如可以设置为0.65,0.35。
-Kt≤k<0 (4)
时,则表示机组处于下降阶段且负荷变化缓慢,此时分别设置机组上调可调容量、下调可调容量的比例为
Figure GDA0002709204400000084
例如可以设置为0.45,0.55。
k<-Kt (5)
时,则表示负荷处于下降阶段且负荷变化很快,此时分别设置机组上调可调容量、下调可调容量的比例为
Figure GDA0002709204400000091
例如设置为0.35,0.65。
式中:Kt为负荷变化因子门槛值,为正数,例如设置为0.8;
Figure GDA0002709204400000092
Figure GDA0002709204400000093
其中,
Figure GDA0002709204400000094
Figure GDA0002709204400000095
图1是本发明实施例的有关调节带宽动态生成的原理图,图1中将一天分为24个时段,以每小时为一个时间间隔,每个时段的负荷波动情况不同,通过公式(1)计算不同时段的负荷变化率,实时地改变机组上/下调节范围比例的设置,图1中,空心部分代表上调可调容量,实心部分代表下调可调容量。从图1可以看出,7:00~8:00时段负荷处于快速爬坡阶段,机组上调容量与下调容量的比例设置为0.65,0.35;14:00~15:00,负荷处于缓慢爬坡阶段,机组上调容量与下调容量的比例设置为0.55,0.45;11:00~12:00,负荷处于快速下降阶段,机组上调容量与下调容量的比例设置为0.35,0.65;20:00~21:00,负荷处于缓慢下降阶段,机组上调容量与下调容量的比例设置为0.45,0.55。
步骤4、AGC系统根据控制区控制模式(例如联络线及频率偏差控制模式)计算出当前时刻控制区的区域控制误差之后,再将实时区域控制误差值结合区域控制误差历史数据,对区域控制误差数据序列进行分频计算,分析方法是:
步骤401、先对区域控制误差数据序列进行傅里叶变换,如式(6)所示:
Figure GDA0002709204400000096
式中:x(t)为时域信号;X(ω)为变换后得到的频谱;
步骤402、对不同的频谱范围进行过滤,再将过滤后的频谱数据再逆变换得到时域数据;
步骤403、针对分频所得到的不同波动频率区域控制误差,采用不同的机组对其进行控制。对于ACE的高频分量直接滤除不需要控制,对于低频部分(波动周期在30秒-2分钟)可以采用调节性能好、补偿费用高的调频机组进行调节。对于直流分量,可以利用性能差、补偿费用低的调频机组进行调节。
步骤5、调用调频机组对区域控制误差进行调节:确定好控制区的控制ACE后,下一步就是调用调频机组对ACE进行调节,市场环境下的机组调用策略主要分为二种:
第一种、ACE分摊:
根据区域控制误差数据序列分频计算结果,将调频机组按照调节性能划分为调节性能差调频机组和调节性能好调频机组,根据波动周期将变化分量分为慢速变化分量和快速变化分量,其中:调节性能差的调频机组优先调节直流分量及慢速变化分量,调节性能好的调频机组优先调节快速变化分量。比如,针对ACE分频计算结果,调节性能差(例如调节速率小于机组额定容量的1%每分钟的调频机组)优先调节直流分量及波动周期大于1分钟的慢速变化分量,性能好的调频机组优先调节波动周期小于1分钟的快速变化分量。
第二种、机组优先级排序调用策略:
对于同类型的调频机组,在调用时AGC系统首先计算机组的调节性能因子、调节空间因子和基点趋势因子,综合调节性能因子、调节空间因子和基点趋势因子得到机组动态排序因子,根据排序因子构造机组调节优先级排序队列,AGC系统根据优先级排序队列顺序调用机组对区域控制误差进行控制,其中:若系统需要上调,则按优先级由高到低顺序调用;若需要下调,则按优先级由低到高顺序调用,下面进行详细的介绍。
机组调节性能因子V,以机组爬坡速率的大小来表征:
Figure GDA0002709204400000101
式中:Vramp为机组实际爬坡速率;Vs为机组调节速率的额定基准值;
机组调节空间因子:以机组实际出力值Pa与机组调节限值Plimit的差值大小来表征,记机组调节上限为Pup_limit,机组调节下限为Pdown_limit,这里的机组调节上下限对应步骤4中计算得到调频带宽的上下限,则:
机组上调节空间因子Mup为:
Figure GDA0002709204400000111
机组下调节空间因子Mdown
Figure GDA0002709204400000112
机组基点趋势因子T,以机组基点计划出力趋势来表征:
Figure GDA0002709204400000113
式中:P(t+Δt)为机组在t+Δt时刻的基点计划出力值;P(t)为机组t时刻基点计划出力值。
P(t+Δt)-P(t)≥0 (11)
时,表示机组基点计划处于爬坡阶段;
P(t+Δt)-P(t)<0 (12)
时,表示机组基点计划处于下降阶段;
综合调节空间因子和基点趋势因子,有以下2种不同情况:
|Mup-Mdown|≥Mt (13)
时,表示机组可调的上调空间与下调空间相差较大,此时不论基点趋势因子正负情况,调节空间因子占主导因素,通过机组调用可将机组出力点调回计划值附近。其中,Mt为空间趋势门槛值,为0-1的正数,可以取0.2。
|Mup-Mdown|<Mt (14)
时,表示机组可调的上调空间与下调空间相差较小,此时,基点趋势因子占主导因素。
机组在实际控制过程中,机组的调节速率、调节空间和基点趋势是实时变化的,因此,需要针对不同时刻计算各机组的速率因子、调节空间因子和基点趋势因子,再结合机组调节性能因子组成机组在该时刻的动态排序因子Φ。
则动态排序因子Φ为:
Figure GDA0002709204400000121
式中:
α为机组调节性能因子的权重系数;
β为机组调节空间因子的权重系数;
γ为机组基点趋势因子的权重系数;
Mt为空间趋势门槛值。
对于α,β,γ,这三个系数是动态变化的,当控制区ACE处于正常调节范围内时,机组的调节性能因子的权重系数可以设置的小一点,例如设置为0.5。当控制区ACE处于紧急调节范围时,调节性能因子的权重系数可设置的大一点,例如设置为1.0。对于β,γ的值根据调节空间和基点趋势是否是主导因素来设置。
计算得到每台机组每个时刻的Φ值,在相同时段内分别对不同机组的Φ值进行排序,构造机组调节优先级排序队列。在实际运行中,按照机组的优先级排队序列进行顺序调用,若系统需要上调,则按优先级从前往后调用,若需要下调,则按从后往前的顺序进行调用,保证在市场环境下AGC机组调用的合理性,在确保电网安全的前提下,优化调频资源的配置,提高整体调频水平。
图2是本发明实施例中有关市场环境下AGC机组调用优先级排序策略示意图。有#1,#2,#3共3台机组,机组的调节性能因子按公式(7)计算,固定不变,按式(8)、(9)、(10)计算出每台机组在该时刻的调节空间因子及基点趋势因子,#1机组上调空间明显小于下调空间,#2机组上调空间与下调空间相差不大,#3机组上调空间明显大于下调空间。3台机组的基点趋势因子T在该时刻均为大于零。其中#1和#3机组满足公式(15)的条件1,计算出机组在该时刻的排序因子Φ1、Φ3,#2机组满足公式(15)的条件2,计算出#2机组在该时刻的排序因子Φ2,最后按照K值的大小组成机组调节优先级排队序列Φ3、Φ2、Φ1。当电网频率发生波动时需要机组上调增加出力时,则按照该优先级序列从前往后进行顺序调用,当电网频率发生波动时需要机组下调减少出力时,则按照该优先级序列从后往前进行调用。
本发明基于调频服务市场化的运行特性,分别从机组调频带宽的动态生成、ACE(Area Control Error,区域控制误差)的分频计算及机组市场化调用策略多种角度出发,提出市场环境下的AGC控制策略,从而在保障电网运行安全的前提下,能够提高整体调频能力,优化机组调频效果,提高调频服务的经济性。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换,或者直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于调频市场环境的AGC控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1、建立一个独立控制区,控制区内设有调频服务市场,区域内各发电厂根据控制区公布的调频需求进行投标、竞价,控制区根据各电厂竞价结果进行出清和结算;
步骤2、AGC系统针对调频服务市场的出清结果,对中标的AGC机组调节范围进行设置,生成机组的初始调频带宽;
步骤3、在机组初始调频带宽的基础上,根据负荷变化情况生成机组动态调频带宽;
步骤4、AGC系统计算出当前时刻控制区的区域控制误差之后,再将实时区域控制误差值结合区域控制误差历史数据,对区域控制误差数据序列进行分频计算;
步骤5、调用调频机组对区域控制误差进行调节。
2.根据权利要求1所述的一种基于调频市场环境的AGC控制方法,其特征在于,步骤2中,中标的AGC机组在能量市场中得到一个基础计划值,将该基础计划值作为机组的基点功率,并在基点功率的基础上,上下增加一个调频范围生成机组初始调频带宽。
3.根据权利要求1所述的一种基于调频市场环境的AGC控制方法,其特征在于,步骤3中,以每整小时为一个时间间隔,根据每个时段内的负荷预测情况实时地改变机组在该时段内上下调节范围。
4.根据权利要求3所述的一种基于调频市场环境的AGC控制方法,其特征在于,当负荷处于爬坡阶段时,机组的上调可调容量大于下调可调容量;当负荷处于下降阶段时,机组的下调可调容量大于上调可调容量;且上调可调容量和下调可调容量的总额为2倍的机组调频带宽。
5.根据权利要求4所述的一种基于调频市场环境的AGC控制方法,其特征在于,将一天分为24个时间段,每个时间段为1个小时,取每个时段起始时刻t1和结束时刻t2的负荷值,分别为P1和P2,计算该时间段的负荷变化率与负荷变化率门槛K的负荷变化因子k,计算公式为:
Figure FDA0002709204390000021
式中:K为根据电网实际负荷变化情况给定的负荷变化率门槛值;
0≤k<Kt (2)
时,则表示负荷处于爬坡阶段且负荷变化缓慢,此时分别设置机组上调可调容量、下调可调容量的比例为
Figure FDA0002709204390000022
k≥Kt (3)
时,则表示负荷处于爬坡阶段且负荷变化很快,此时分别设置机组上调可调容量、下调可调容量的比例为
Figure FDA0002709204390000023
-Kt≤k<0 (4)
时,则表示机组处于下降阶段且负荷变化缓慢,此时分别设置机组上调可调容量、下调可调容量的比例为
Figure FDA0002709204390000024
k<-Kt (5)
时,则表示负荷处于下降阶段且负荷变化很快,此时分别设置机组上调可调容量、下调可调容量的比例为
Figure FDA0002709204390000025
式中:Kt为负荷变化因子门槛值,为正数;
Figure FDA0002709204390000026
Figure FDA0002709204390000027
其中,
Figure FDA0002709204390000028
6.根据权利要求5所述的一种基于调频市场环境的AGC控制方法,其特征在于,步骤4中具体包括如下步骤:
步骤401、先对区域控制误差数据序列进行傅里叶变换,如式(6)所示:
Figure FDA0002709204390000031
式中:x(t)为时域信号;X(ω)为变换后得到的频谱;
步骤402、对不同的频谱范围进行过滤,再将过滤后的频谱数据再逆变换得到时域数据;
步骤403、针对分频所得到的不同波动频率区域控制误差,采用不同的机组对其进行控制。
7.根据权利要求6所述的一种基于调频市场环境的AGC控制方法,其特征在于,步骤5中,根据区域控制误差数据序列分频计算结果,将调频机组按照调节性能划分为调节性能差调频机组和调节性能好调频机组,根据波动周期将变化分量分为慢速变化分量和快速变化分量,其中:调节性能差的调频机组优先调节直流分量及慢速变化分量,调节性能好的调频机组优先调节快速变化分量。
8.根据权利要求7所述的一种基于调频市场环境的AGC控制方法,其特征在于,步骤5中,对于同类型的调频机组,在调用时AGC系统首先计算机组的调节性能因子、调节空间因子和基点趋势因子,综合调节性能因子、调节空间因子和基点趋势因子得到机组动态排序因子,根据排序因子构造机组调节优先级排序队列,AGC系统根据优先级排序队列顺序调用机组对区域控制误差进行控制,其中:若系统需要上调,则按优先级由高到低顺序调用;若需要下调,则按优先级由低到高顺序调用。
9.根据权利要求8所述的一种基于调频市场环境的AGC控制方法,其特征在于:机组调节性能因子V:
Figure FDA0002709204390000032
式中:Vramp为机组实际爬坡速率;Vs为机组调节速率的额定基准值;
机组调节空间因子:以机组实际出力值Pa与机组调节限值Plimit的差值大小来表征,记机组调节上限为Pup_limit,机组调节下限为Pdown_limit,则:
机组上调节空间因子Mup为:
Figure FDA0002709204390000033
机组下调节空间因子Mdown
Figure FDA0002709204390000041
机组基点趋势因子T:
Figure FDA0002709204390000042
式中:P(t+Δt)为机组在t+Δt时刻的基点计划出力值;P(t)为机组t时刻基点计划出力值;
则动态排序因子Φ为:
Figure FDA0002709204390000043
式中:
α为机组调节性能因子的权重系数;
β为机组调节空间因子的权重系数;
γ为机组基点趋势因子的权重系数;
Mt为空间趋势门槛值。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109861249B (zh) * 2019-03-06 2022-06-17 昆明理工大学 一种电力市场区域互联agc调频机组变化的修正方法
CN110190635B (zh) * 2019-06-28 2020-03-17 中国南方电网有限责任公司 支持调频辅助服务市场的多电力调度机构agc统一调频控制方法、装置和系统
CN111817357B (zh) * 2020-05-28 2022-10-28 中国电力科学研究院有限公司 一种用于分频控制的agc系统控制方法及agc系统
CN112084639B (zh) * 2020-08-28 2022-08-05 华能澜沧江水电股份有限公司 一种调频市场水电站参与调频市场竞标最佳申报容量的辅助决策方法
CN114151207B (zh) * 2021-11-03 2023-12-22 中山嘉明电力有限公司 一种燃机机组快速变负荷控制方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8019485B2 (en) * 2004-06-22 2011-09-13 Siemens Energy, Inc. System and method for controlling the performance of a power generating system
CN103441534B (zh) * 2013-07-23 2016-08-10 清华大学 Agc系统中传统机组与储能系统配合的控制策略
CN106786570B (zh) * 2017-03-10 2019-05-10 国网山东省电力公司经济技术研究院 一种含风电电力系统区间经济调度方法
CN107154635B (zh) * 2017-05-22 2019-11-05 国电南瑞科技股份有限公司 一种适用于调频服务市场的agc调频容量计算方法

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