CN108365640A - 一种电网低负荷期间机组进相运行管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电网低负荷期间机组进相运行管理方法，通过分析电网低负荷期间发电机组进相运行情况，将机组运行分成四种运行工况，针对低负荷期间积极进相运行且电压合格的运行工况进行奖励，对进相深度不够或未进相导致电压超限的运行工况进行考核，并建立一套科学的计算方法，量化机组进相运行对电网的贡献量以及电压越限对电网的危害量，并依此计算出每台机组的被考核金额和奖励金额，促使电厂运行人员充分发挥机组进相能力，解决电网低负荷期间电压偏高的问题。本发明能够使得机组在电网低负荷期间充分发挥其进相能力，提高电网电压安全运行水平，具有良好的应用前景。

Description

一种电网低负荷期间机组进相运行管理方法

技术领域

本发明涉及一种电网低负荷期间机组进相运行管理方法，属于源网协调技术领域。

背景技术

随着特高压交直流长距离输电线路的大量投入，电网的容性无功不断增长，尤其在低负荷期间，高电压问题日益突出，而发电机进相运行则能大量吸收电网过剩无功，大大缓解了系统高电压问题。

目前电厂自动电压调节装置(Automatic voltage control以下简称AVC)参数的设置是基于正常运行状态考虑的，当系统电压较高时，AVC控制机组进相运行，但进相深度离机组进相能力还有较远距离，达不到电网需求。因此电网低负荷期间，AVC退出运行，由电厂运行人员手动减励磁进相运行，直至进相深度达到进相试验的获得的进相能力。在当前运行模式下，电厂运行人员由于对机组进相运行缺少正确的认识或者对机组运行留有过多的安全裕度，不愿机组深度进相运行，使得电网低负荷期间急需机组进相运行时，大部分机组未进相运行或进相深度不够，造成低负荷期间高电压问题突出，电压合格率偏低。

因此，建立一种可靠的管理办法，奖励低负荷期间积极参与进相运行，充分发挥机组进相能力对电网做出贡献的机组，惩罚未按机组进相能力进相且造成电压超限的机组，合理安排机组进相，充分发挥机组进相能力，解决电网电压偏高的问题，提升电网安全水平，具有极其重要的意义。

发明内容

目的：为了解决当前电网低负荷期间需要机组进相运行时，机组不能充分发挥其应有的进相能力，造成电压超上限的问题。通过对机组低负荷期间进相数据整理，提取特征量，建立公平公正的奖惩措施，并加强宣传，督促电厂充分发挥机组进相能力，以满足特高压不断接入电网的需要，提高电压合格水平和电网运行安全水平，本发明提供一种电网低负荷期间机组进相运行管理方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种电网低负荷期间机组进相运行管理方法，包括以下步骤：

步骤1，电网低负荷运行前，给调度内所有电厂下发机组进相能力及母线电压控制上下限，并要求电厂严格执行电压曲线；

步骤2，电网低负荷运行后，从能量管理系统中导出机组运行的有功、无功、母线电压以及时间点数据，并在某段时间内，等间隔时间点i采集N个样本点；

步骤3，根据样本点的数据，以及机组电压上限值，将机组运行状态分为四类运行工况：进相后电压合格工况C₁、进相后电压越上限工况C₂、未进相电压合格工况C₃、未进相电压越上限工况C₄，针对C₁工况进行奖励，针对C₂、C₄工况进行惩罚；

步骤4，根据导出的数据，以及机组进相能力曲线，计算不同有功下机组进相能力Q_iN和进相程度q_i；

步骤5，针对进相后电压合格工况C₁计算第j台机组的奖励系数M_j，计算公式如下：

M_j表示第j台机组C₁工况计算出的奖励系数，k_ij为不同时间点i，不同进相程度q_ij对应的贡献因子，k₁在0-0.25之间取值，k₂在0.25-0.5之间取值，k₃在0.5-0.75之间取值，k₄在0.75-1.0之间取值；

步骤6，针对进相后电压越上限工况C₂计算第j台机组的惩罚系数N_j，计算公式如下：

式中N_j表示第j台机组C₂工况计算出的惩罚系数，p_ij为不同时间点i，不同进相程度q_ij对应的惩罚因子，p₁在0.75-1.0之间取值，p₂在0.5-0.75之间取值，p₃在0.25-0.5之间取值，p₄在0-0.25之间取值；

步骤7，针对未进相电压越上限工况C₄计算第j台机组的惩罚系数O_j，计算公式如下：

式中O_j表示第j台机组C₄工况计算出的惩罚系数，由于该进相时间点i机组未进相，p₅为一个不小于1的数值；

步骤8，计算调度范围内同一电压等级下所有机组的惩罚系数和奖励系数，针对C₂、C₄工况，按照惩罚系数考核，并将考核金额奖励C₁工况。

作为优选方案：所述步骤3包括如下步骤：

步骤3.1，进相后电压合格工况C₁：

统计筛选机组有功大于10MW，无功小于0，电压小于等于母线电压控制上限的工况；

步骤3.2，进相后电压越上限工况C₂：

统计筛选机组有功大于10MW，无功小于0，电压大于母线电压控制上限的工况；

步骤3.3，未进相电压合格工况C₃：

统计筛选机组有功大于10MW，无功大于0，电压小于等于母线电压控制上限的工况；

步骤3.4，未进相电压越上限工况C₄：

统计筛选机组有功大于10MW，无功大于0，电压大于母线电压控制上限的工况。

作为优选方案：所述步骤4包括：

步骤4.1，机组进相能力Q_iN：

机组进相能力随有功变化而变化，根据机组进相能力曲线，插值计算机组不同有功下进相能力，计算方法如下：

假设机组100％P_N、75％P_N、50％P_N，P_N代表额定有功，有功下进相能力分别为Q_100％P、Q_75％P、Q_50％P，Q代表进相能力，P代表实际有功，则机组不同时间点i有功P_i下机组进相能力Q_iN计算公式如下：

步骤4.2，进相程度q_i：

由于有功不同、机组容量不同、进相能力不同，为统一分析机组进相的程度，提出机组进相程度q_i，小于0的不同时间点i无功Q_i除以当前有功下机组进相能力的百分比，计算如下：

作为优选方案：所述步骤8包括：

第j台机组的考核金额X_j和奖励金额Y_j计算公式如下：

X_j＝e·(N_j+O_j)

式中e为单位惩罚因子被考核的金额；

对于一个电厂，如果计算出来X_j大于Y_j，则该电厂实际被考核金额为(X_j-Y_j)；反之该电厂被奖励金额为(Y_j-X_j)。

有益效果：本发明提供的一种电网低负荷期间机组进相运行管理方法，由于电网低负荷期间机组的进相能力未充分发挥，导致电压越上限运行，不利于电网运行安全。本方法在电网预计低负荷运行前提前告知电厂机组进相能力和运行电压范围，并明确越限后需要考核，然后在电网低负荷期间由电厂控制机组进相运行。之后导出机组运行数据开展分析，将机组运行分成四种运行工况，针对低负荷期间积极进相运行且电压合格的进行奖励，对进相深度不够或未进相导致电压超限的进行考核，并建立一套科学的计算方法，量化机组进相运行对电网的贡献量以及电压越限对电网的危害值，并依此计算出每台机组的被考核金额和奖励金额，促使电厂运行人员充分发挥机组进相能力，解决电网低负荷期间电压偏高的问题。

在电网无功过剩形势越来越严峻，电网不断加大电抗器投入的今天，通过加强机组进相运行管理使得电网低负荷时充分发挥机组进相能力，吸收电网过剩无功，提高了电网运行安全水平，是一种十分有意义和具有经济价值的事情。

附图说明

图1是本发明的一种电网低负荷期间机组进相运行管理方法的流程图。

图2是本发明举例中机组A进相能力及电压运行上下限。

图3是本发明举例中机组A部分运行数据及计算的进相能力、进相程度。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，一种电网低负荷期间机组进相运行管理方法，包括以下步骤：

步骤1，电网低负荷运行前，给调度内所有电厂下发机组进相能力及母线电压控制上下限，并要求电厂严格执行电压曲线；

步骤2，电网低负荷运行后，从能量管理系统(EMS)中导出机组运行的有功、无功、母线电压以及时间点数据，并在某段时间内，等间隔时间点i采集N个样本点；

步骤3，根据样本点的数据，以及机组电压上限值，将机组运行状态分为四类运行工况：进相后电压合格工况C₁、进相后电压越上限工况C₂、未进相电压合格工况C₃、未进相电压越上限工况C₄，针对C₁工况进行奖励，针对C₂、C₄工况进行惩罚。筛选方法如下：

步骤3.1，进相后电压合格工况C₁：

统计筛选机组有功大于10MW，无功小于0，电压小于等于母线电压控制上限的工况。

步骤3.2，进相后电压越上限工况C₂：

统计筛选机组有功大于10MW，无功小于0，电压大于母线电压控制上限的工况。

步骤3.3，未进相电压合格工况C₃：

统计筛选机组有功大于10MW，无功大于0，电压小于等于母线电压控制上限的工况。

步骤3.4，未进相电压越上限工况C₄：

统计筛选机组有功大于10MW，无功大于0，电压大于母线电压控制上限的工况。

步骤4，根据导出的数据，以及机组进相能力曲线，计算不同有功下机组进相能力Q_iN和进相程度q_i。

步骤4.1，机组进相能力Q_iN：

机组进相能力随有功变化而变化，可根据机组进相能力曲线，插值计算机组不同有功下进相能力，计算方法如下：

假设机组100％P_N、75％P_N、50％P_N，P_N代表额定有功，有功下进相能力分别为Q_100％P、Q_75％P、Q_50％P，Q代表进相能力，P代表实际有功，则机组不同时间点i有功P_i下机组进相能力Q_iN计算公式如下：

步骤4.2，进相程度q_i：

由于有功不同、机组容量不同、进相能力不同，为统一分析机组进相的程度，提出机组进相程度q_i，小于0的不同时间点i无功Q_i除以当前有功下机组进相能力的百分比，计算如下：

步骤5，针对进相后电压合格工况C₁计算第j台机组的奖励系数M_j，计算公式如下：

M_j表示第j台机组C₁工况计算出的奖励系数。k_ij为不同时间点i，不同进相程度q_ij对应的贡献因子，可以根据上式进行设置，k₁建议在0-0.25区间取值，k₂在0.25-0.5之间，k₃在0.5-0.75之间，k₄在0.75-1.0之间。

步骤6，针对进相后电压越上限工况C₂计算第j台机组的惩罚系数N_j，计算公式如下：

式中N_j表示第j台机组C₂工况计算出的惩罚系数。p_ij为不同时间点i，不同进相程度q_ij对应的惩罚因子，可以根据上式进行设置，p₁建议在0.75-1.0区间取值，p₂在0.5-0.75之间，p₃在0.25-0.5之间，p₄在0-0.25之间。

步骤7，针对未进相电压越上限工况C₄计算第j台机组的惩罚系数O_j，计算公式如下：

式中O_j表示第j台机组C₄工况计算出的惩罚系数，由于该进相时间点i机组未进相，p₅应该为一个不小于1的数值。

步骤8，计算调度范围内同一电压等级下所有机组的惩罚系数和奖励系数，针对C₂、C₄工况，按照惩罚系数考核，并将考核金额奖励C₁工况。

第j台机组的考核金额X_j和奖励金额Y_j计算公式如下：

X_j＝e·(N_j+O_j)

式中e为单位惩罚因子被考核的金额。

对于一个电厂，如果计算出来X_j大于Y_j，则该电厂实际被考核金额为(X_j-Y_j)；反之该电厂被奖励金额为(Y_j-X_j)。

步骤9，将机组进相运行奖惩系数计算方法公开发给电厂，促使电厂充分发挥机组进相运行能力，提升电网电压运行水平。

下面根据本发明的方法，给出的一具体实施案例计算。

(1)低负荷运行前，下发机组A的进相能力曲线及电压上限，见图2。

(2)导出机组运行数据，并计算不同工况的进相能力和进相程度，见图3，为缩减篇幅，本次筛选了20组典型数据作为范例。

(3)针对进相后电压合格工况C₁计算第j台机组的奖励系数M_j，假设k₁＝0.2，k₂＝0.4，k₃＝0.6，k₄＝0.8，则图3中C₁工况的5个时间点的M_j＝0.8+0.8+0.6+0.8+0.8＝3.8。

(4)针对进相后电压越上限工况C₂计算第j台机组的惩罚系数N_j，假设p₁＝0.8，p₂＝0.6，p₃＝0.4，p₄＝0.2，则图3中C₂工况的5个时间点的N_j＝0.8+0.6+0.6+0.4+0.4＝2.8。

(5)针对未进相电压越上限工况C₄计算第j台机组的惩罚系数O_j，假设p₅＝1，则O_j＝5*1＝5。

(6)计算调度范围内同一电压等级下所有机组的惩罚系数和奖励系数，算出考核金额X_j和奖励金额Y_j。这20个工况：

式中e为单位考核系数下考核的金额数，f为单位奖励系数下奖励的金额数，最后考核金额等于奖励金额，即e，f满足下式关系：

这样机组A图3中20个工况奖励的金额为(3.8f-7.8e)，或者考核的金额为(7.8e-3.8f)。

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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电网低负荷期间机组进相运行管理方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，电网低负荷运行前，给调度内所有电厂下发机组进相能力及母线电压控制上下限，并要求电厂严格执行电压曲线；

步骤2，电网低负荷运行后，从能量管理系统中导出机组运行的有功、无功、母线电压以及时间点数据，并在某段时间内，等间隔时间点i采集N个样本点；

步骤3，根据样本点的数据，以及机组电压上限值，将机组运行状态分为四类运行工况：进相后电压合格工况C₁、进相后电压越上限工况C₂、未进相电压合格工况C₃、未进相电压越上限工况C₄，针对C₁工况进行奖励，针对C₂、C₄工况进行惩罚；

步骤4，根据导出的数据，以及机组进相能力曲线，计算不同有功下机组进相能力Q_iN和进相程度q_i；

步骤5，针对进相后电压合格工况C₁计算第j台机组的奖励系数M_j，计算公式如下：

M_j表示第j台机组C₁工况计算出的奖励系数，k_ij为不同时间点i，不同进相程度q_ij对应的贡献因子，k₁在0-0.25之间取值，k₂在0.25-0.5之间取值，k₃在0.5-0.75之间取值，k₄在0.75-1.0之间取值；

步骤6，针对进相后电压越上限工况C₂计算第j台机组的惩罚系数N_j，计算公式如下：

式中N_j表示第j台机组C₂工况计算出的惩罚系数，p_ij为不同时间点i，不同进相程度q_ij对应的惩罚因子，p₁在0.75-1.0之间取值，p₂在0.5-0.75之间取值，p₃在0.25-0.5之间取值，p₄在0-0.25之间取值；

步骤7，针对未进相电压越上限工况C₄计算第j台机组的惩罚系数O_j，计算公式如下：

式中O_j表示第j台机组C₄工况计算出的惩罚系数，由于该进相时间点i机组未进相，p₅为一个不小于1的数值；

步骤8，计算调度范围内同一电压等级下所有机组的惩罚系数和奖励系数，针对C₂、C₄工况，按照惩罚系数考核，并将考核金额奖励C₁工况。

2.根据权利要求1所述的一种电网低负荷期间机组进相运行管理方法，其特征在于：所述步骤3包括如下步骤：

步骤3.1，进相后电压合格工况C₁：

统计筛选机组有功大于10MW，无功小于0，电压小于等于母线电压控制上限的工况；

步骤3.2，进相后电压越上限工况C₂：

统计筛选机组有功大于10MW，无功小于0，电压大于母线电压控制上限的工况；

步骤3.3，未进相电压合格工况C₃：

统计筛选机组有功大于10MW，无功大于0，电压小于等于母线电压控制上限的工况；

步骤3.4，未进相电压越上限工况C₄：

统计筛选机组有功大于10MW，无功大于0，电压大于母线电压控制上限的工况。

3.根据权利要求1所述的一种电网低负荷期间机组进相运行管理方法，其特征在于：所述步骤4包括：

步骤4.1，机组进相能力Q_iN：

机组进相能力随有功变化而变化，根据机组进相能力曲线，插值计算机组不同有功下进相能力，计算方法如下：

假设机组100％P_N、75％P_N、50％P_N，P_N代表额定有功，有功下进相能力分别为Q_100％P、Q_75％P、Q_50％P，Q代表进相能力，P代表实际有功，则机组不同时间点i有功P_i下机组进相能力Q_iN计算公式如下：

步骤4.2，进相程度q_i：

由于有功不同、机组容量不同、进相能力不同，为统一分析机组进相的程度，提出机组进相程度q_i，小于0的不同时间点i无功Q_i除以当前有功下机组进相能力的百分比，计算如下：

4.根据权利要求1所述的一种电网低负荷期间机组进相运行管理方法，其特征在于：所述步骤8包括：

第j台机组的考核金额X_j和奖励金额Y_j计算公式如下：

X_j＝e·(N_j+O_j)

式中e为单位惩罚因子被考核的金额；

对于一个电厂，如果计算出来X_j大于Y_j，则该电厂实际被考核金额为(X_j-Y_j)；反之该电厂被奖励金额为(Y_j-X_j)。

5.根据权利要求1所述的一种电网低负荷期间机组进相运行管理方法，其特征在于：所述k₁＝0.2，k₂＝0.4，k₃＝0.6，k₄＝0.8。

6.根据权利要求1所述的一种电网低负荷期间机组进相运行管理方法，其特征在于：所述p1＝0.8，p2＝0.6，p3＝0.4，p4＝0.2。

7.根据权利要求1所述的一种电网低负荷期间机组进相运行管理方法，其特征在于：所述p5＝1。