CN109245121A - 一种考虑三公调度的agc机组实时调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种考虑三公调度的AGC机组实时调度方法，包括：根据机组日前计划以及实际运行数据进行超短期预测得到实时待调整量；获取每个机组的有约束目标负荷率，再基于所述有约束目标负荷率计算出每个机组的分配量；若还存在未分配量，将未分配量分配给当前存在上调余量或下调余量的机组直至每个机组的当前负荷率等于对应有约束目标负荷率或者直至实时待调整量分配完；若还存在未分配量，将未分配量分配给当前存在物理余量的机组；若还存在未分配量，向上级机构发送支援请求。所述方法提供了一种系统式地分配待调整来那个的分配方式，通过逐步分配来讲待调整量分配出去，解决现有技术中仅短期的调度平衡，实现全局的稳定调度。

Description

一种考虑三公调度的AGC机组实时调度方法

技术领域

本发明属于电网调度领域，具体涉及一种考虑三公调度的AGC机组实时调度方法。

背景技术

随着电网规模的扩大与电网互联的发展，区域电网间联络线功率控制的要求更加严格，给电网调度部门带来了更大的挑战，电网调度部门应当依据先进科学的理论，对各类场景提供应变策略，对其所能调度的资源进行出力分配调整，使发电与用电保持动态平衡，为促进跨区跨省电能交换，需要对各类联络线进行合理的制定，保障电力系统的安全稳定运行；厂网分开的电力市场改革，要求调度中心在保证各电厂发电合同完成进度方面，实现公平、公正、公开的调度原则；我国节能减排的发展趋势，也要求电网逐步推进节能发电调度；同时，电网企业实现购电成本优化，发电企业实现能源利用率优化，提高企业的运营效益。

现有火电机组的待调整量分配方法通常是基于日前计划值的变化情况，通过自动发电控制(AGC:Automatic Generation Control)来进行调节，由于自动发电控制是针对当前时刻的系统状态类进行调整，不考虑未来时刻的状态变化，因此此种方法仅能保障未来短时期内的调度平衡，无法实现全局的调度最优方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种考虑三公调度的AGC机组实时调度方法，用于分配由联络线计划或负荷波动引起的待调整量至电网中机组，提供了一种系统式的分配方式，通过逐步分配来讲待调整量分配出去，解决现有技术中仅短期的调度平衡，实现全局的稳定调度。

本发明提供一种考虑三公调度的AGC机组实时调度方法，包括如下步骤：

S1：根据机组日前计划以及实际运行数据进行超短期预测得到实时待调整量；

S2：获取每个机组的有约束目标负荷率，再基于所述有约束目标负荷率计算出每个机组的分配量，若还存在未分配量，执行S3，否则，当前实时待调整量对应的调度流程结束；

A：根据每个机组当前出力、额定容量、当日剩余时段的平均负荷率以及所述实时待调整量分别计算出每个机组的无约束目标负荷率；

B：对每个机组的无约束目标负荷率进行约束得到每个机组的有约束目标负荷率；

C：依据每个机组的有约束的目标负荷率计算出每个机组的出力调整量；

其中，机组的目标出力大于当前出力，对应机组为增加出力；机组的目标出力小于当前出力，对应机组为减少出力；

各个机组的出力调整量为：A_i＝G(i)_e·L′(i)-G(i)；

则在该阶段所有机组的累计调整量：

式中，A_i为机组i的出力调整量，L′(i)为步骤B计算的机组i的有约束目标负荷率，G(i)表示机组i当前的出力值，G(i)_e表示机组i的额定容量；

S3：将未分配量分配给当前存在上调余量或下调余量的机组直至每个机组的当前负荷率等于对应的无约束目标负荷率或者直至实时待调整量分配完，其中，若还存在未分配量，执行S4，否则，当前实时待调整量对应的调度流程结束；

S4：将未分配量分配给当前存在物理余量的机组，若还存在未分配量，执行S5，否则，当前实时待调整量对应的调度流程结束；

S5：向上级机构发送支援请求。

进一步优选，步骤B中机组的有约束目标负荷率的获取方式如下：

首先，按照机组容量从小到大的顺序划分出从小到大的容量等级，每个机组对应一个容量等级；

然后，计算每个容量等级的最大负荷率与最小负荷率；

一个容量等级的最大负荷率为属于同一容量等级中所有机组的无约束目标负荷率中的无约束目标负荷率最大值；一个容量等级的最小负荷率为属于同一容量等级中所有机组的无约束目标负荷率中的无约束目标负荷率最小值；

最后，为每个机组的无约束目标负荷率增加约束条件得到有约束目标负荷率，其中，有约束目标负荷率获取方式如下：

若机组为增加出力，机组的有约束目标负荷率为：机组所属的容量等级的上一容量等级的最小负荷率与机组的无约束目标负荷率中的最小值；

若机组为减少出力，机组的有约束目标负荷率为：机组所属的容量等级的下一容量等级的最大负荷率与机组的无约束目标负荷率中的最小值。

进一步优选，步骤A中机组的无约束目标负荷率的计算过程如下：

首先，计算当日剩余时段的平均负荷率，计算公式如下：

式中，T(i)表示机组i在当日剩余时段的机组平均负荷率，Q(i)_plan表示机组i的当日计划电量，Q(i)_g表示机组i的当日已完成的电量，G(i)_e表示机组i的额定容量，t_s表示当天的剩余时间；

然后，基于所述实时待调整量以及每个机组当前出力、额定容量、当日剩余时段的平均负荷率计算出修正系数；

式中，δ为修正系数，G_i表示机组i的当前出力值，ΔQ表示实时待调整量，n表示机组的数量；

再者，利用所述修正系数以及每个机组的当日剩余时段的平均负荷率计算出每个机组的无约束目标负荷率；

L(i)＝T(i)·δ

式中，L(i)为机组i的无约束目标负荷率。

进一步优选，步骤1中所述实时待调整量的计算公式如下：

ΔQ＝ΔP_load+ΔSCH+(P_sch-P_real)

式中，ΔQ表示未来时段Δt的待调整量，ΔP_load表示负荷预测偏差，为未来时段Δt的负荷预测值与负荷实际值的差值；ΔSCH表示日前计划值的调整量，(P_sch-P_real)表示日前计划值与实时运行值的偏差量。

进一步优选，步骤S3中分配过程如下：

S31：获取实时待调整量中的未分配量；

B＝ΔQ-A＝ΔQ-(ΔQ_up-ΔQ_down)

式中，B为实时待调整量中的未分配量，ΔQ为实时待调整量，若需要增加出力，ΔQ则为正，若是减少出力，ΔQ则为负；A为步骤S2中分配出去的调整量，ΔQ_up为S2中所有机组总调增量，ΔQ_down为S2中所有机组的总调减量；

S32：获取每个机组的当前负荷率，并依据无约束目标负荷率与当前负荷率获取每个机组当前的上调余量或下调余量；

其中，若无约束目标负荷率与当前负荷率的差值为正，对应机组当前存在上调余量，且差值越大，上调余量越大；无约束目标负荷率与当前负荷率的差值为负，对应机组当前存在下调余量，且差值的绝对值越大，下调余量越大；

S33：依据步骤S31中未分配量B的正、负选择对应存在上调余量或存在下调余量的机组且按照余量越大分配优先级越高的原则进行分配；

其中，未分配量B为正时，选择存在上调余量的机组进行分配；若未分配量B为负时，选择存在下调余量的机组进行分配；

分配过程为：按照分配优先级从高到低的顺序选择机组进行分配，若分配后当前机组的当前负荷率等于对应的无约束目标负荷率后，则选择下一分配优先级的机组进行分配，直至每个机组的当前负荷率均与对应的无约束目标负荷率相等或者直至所述未分配量B被分配完。

进一步优选，步骤S4中机组的物理余量等于机组的额定容量与当前出力值的差。

有益效果

与现有方法相比，本发明的优点有：

1、本发明提供了一种考虑三公调度的AGC机组实时调度方法，实现了系统式的分配由联络线计划或负荷波动引起的待调整量至电网中的机组，本方法针对未来时刻的待调整量通过多阶段调整的方式，在保证三公及负荷率的情形下，逐步实现电力电量平衡。

2、本发明提供的所述方法首先依据有约束目标负荷率来确定每个机组的分配量，其中有约束目标负荷率是对无约束目标负荷率上增加了约束条件，即考虑了节能发电调度的要求，机组按照能耗从低到高的进行调度，同时考虑了不可逆序调整，因此，本发明所述方法与本领域的调度要求相符。

3.本发明针对系统运行时的不同场景，提供了分阶段的出力调整方法，为电网公司调度决策者提供系统科学的方法，由于采取的是分阶段的调整方式，对调度流程的优化及调度决策结果的分析提供了可追溯性。

附图说明

图1是本发明所涉及一种考虑三公调度的AGC机组实时调度方法流程图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明做进一步的说明。

如图1所示，本发明提供的一种考虑三公调度的AGC机组实时调度方法，具体包括如图步骤：

S1：根据机组日前计划以及实际运行数据进行超短期预测得到实时待调整量ΔQ，待调整量ΔQ为出力调整量，其计算公式如下：

ΔQ＝ΔP_load+ΔSCH+(P_sch-P_real)

本实施例中，ΔQ表示15min的待调整量量，下一个15min则重新计算；ΔP_load表示负荷预测偏差，为未来15min的负荷预测值与负荷实际值的差值，其为已知参数，是预先通过模型或者测试得出的，并通过验证其误差很小在可接受范围内；ΔSCH表示日前计划值的调整量，通常由调度机构每15min进行调整；(P_sch-P_real)表示日前计划值与实时运行值的偏差量。

S2：获取每个机组的有约束目标负荷率，再基于所述有约束目标负荷率计算出每个机组的分配量，若还存在未分配量，执行S3，否则，当前实时待调整量对应的调度流程结束。如图1所示中的调整量A为本步骤总的分配量。

步骤S2的具体执行过程如下：

A：根据每个机组当前出力、额定容量、当日剩余时段的平均负荷率以及所述实时待调整量分别计算出每个机组的无约束目标负荷率，其过程如下：

首先，计算当日剩余时段的平均负荷率T(i)：

式中，Q(i)_plan表示机组i的当日计划电量，Q(i)_g表示机组i的当日已完成的电量，G(i)_e表示机组i的额定容量，t_s表示当天的剩余时间。

然后，基于所述实时待调整量以及每个机组当前出力、额定容量、当日剩余时段的平均负荷率计算出修正系数δ：

式中，n表示机组的数量。

再者，利用所述修正系数以及每个机组的当日剩余时段的平均负荷率计算出每个机组的无约束目标负荷率L(i)；

L(i)＝T(i)·δ。

根据无约束目标负荷率L(i)可以得到机组i的目标出力G′_i＝G_e·L(i)。

B：对每个机组的无约束目标负荷率进行约束得到每个机组的有约束目标负荷率。

由于节能发电调度的要求，机组按照能耗从低到高进行调度，则在对机组目标出力进行调整时，还需要考虑不许逆序调整。因此，需要对无约束目标负荷率L(i)进行约束。步骤B的具体过程如下：

(1)按照机组容量从小到大的顺序划分出从小到大的容量等级，每个机组对应一个容量等级。本实施例中，容量等级j为1-7级，对应300mw到1000mw七个等级。本实施例中每个容量等级对应的容量是一个容量定值而非一个容量范围。

(2)计算每个容量等级的最大负荷率与最小负荷率。即对于各个容量等级j，都可以算出当前各等级j中的最大负荷率maxG(j)与最小负荷率minG(j)，最大负荷率maxG(j)取对应容量等级中各机组无约束目标负荷率的最大值；与最小负荷率minG(j)，最小负荷率取对应容量等级中各机组无约束目标负荷率的最小值。

(3)增加无约束目标负荷率的约束条件得到有约束目标负荷率。

1)当机组为增加出力时，要求每个容量等级的负荷率不能大于上一等级的最小负荷率，因此，机组的有约束目标负荷率为L′(i)：L′(i)＝min(minG(j-1),L(i))，其为机组所属的容量等级的上一容量等级的最小负荷率与机组的无约束目标负荷率中的最小值。

2)当机组为减少出力时，要求每个容量等级的负荷率不能大于下一个等级的最大负荷率，因此，机组的有约束目标负荷率L′(i)：L′(i)＝min(maxG(j+1),L(i))，其为机组所属的容量等级的下一容量等级的最大负荷率与机组的无约束目标负荷率中的最小值。

其中，辨别机组是增加出力还是减少出力的依据是判断机组的目标出力与当前出力的大小。若机组的目标出力大于当前出力，对应机组为增加出力；机组的目标出力小于当前出力，对应机组为减少出力。

C：依据每个机组的有约束的目标负荷率计算出每个机组的分配量。

在实际中，要考虑机组不能逆序，各个机组有上下调节约束，即上述的负荷率调整的约束条件，各机组的分配量为A_i＝G(i)_e·L′(i)-G(i)。将各机组分配量进行累计，并不能将待分配量ΔQ完全分配下去，则还需要进一步的分配，即执行S3。若按照此时的有约束目标负荷率L′(i)进行分配，所有机组总调增量和总调减量相减，得到有约束目标负荷率调整上下限约束的总的净调整量A。用待调整量ΔQ与A相减，得到未分配量B，公式如下：

B＝ΔQ-A＝ΔQ-(ΔQ_up-ΔQ_down)

S3：将未分配量分配给当前存在上调余量或下调余量的机组直至每个机组的当前负荷率等于对应的无约束目标负荷率或者直至实时待调整量分配完，其中，若还存在未分配量，执行S4，否则，当前实时待调整量对应的调度流程结束。具体过程如下：

S31：获取实时待调整量中的未分配量B；

S32：获取每个机组的当前负荷率，并依据无约束目标负荷率与当前负荷率获取每个机组当前的上调余量或下调余量。

其中，若无约束目标负荷率与当前负荷率的差值为正，对应机组当前存在上调余量，且差值越大，上调余量越大；无约束目标负荷率与当前负荷率的差值为负，对应机组当前存在下调余量，且差值的绝对值越大，下调余量越大。

各个机组的当前负荷率等于机组的当前出力与机组的额定容量的比值。

33：依据步骤S31中未分配量B的正、负选择对应存在上调余量或存在下调余量的机组且按照余量越大分配优先级越高的原则进行分配；

其中，未分配量B为正时，选择存在上调余量的机组进行分配；若未分配量B为负时，选择存在下调余量的机组进行分配；

分配过程为：按照分配优先级从高到低的顺序选择机组进行分配，若分配后当前机组的当前负荷率等于对应的无约束目标负荷率后，则选择下一分配优先级的机组进行分配，直至每个机组的当前负荷率均与对应的无约束目标负荷率相等或者直至所述未分配量B被分配完。

由于还可能存在未被分配的量C，因此还执行S4。

S4：将未分配量C分配给当前存在物理余量的机组，若还存在未分配量，执行S5，否则，当前实时待调整量对应的调度流程结束；

保证CPS(控制行为标准，Control Performance Stardard)的分配：机组的物理余量等于机组的额定容量与机组当前出力值的差。若依旧还存在未被分配的量D，则执行S5；

S5：向上级机构发送支援请求。

经过上述步骤，若还有未分配量D为能进行分配，则是属于电网无法调节的部分，需要对国、网调请求支援。

需要强调的是，本发明所述的实例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明不限于具体实施方式中所述的实例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，不脱离本发明宗旨和范围的，不论是修改还是替换，同样属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种考虑三公调度的AGC机组实时调度方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：根据机组日前计划以及实际运行数据进行超短期预测得到实时待调整量；

S2：获取每个机组的有约束目标负荷率，再基于所述有约束目标负荷率计算出每个机组的分配量，若还存在未分配量，执行S3，否则，当前实时待调整量对应的调度流程结束；

A：根据每个机组当前出力、额定容量、当日剩余时段的平均负荷率以及所述实时待调整量分别计算出每个机组的无约束目标负荷率；

B：对每个机组的无约束目标负荷率进行约束得到每个机组的有约束目标负荷率；

C：依据每个机组的有约束的目标负荷率计算出每个机组的出力调整量；

其中，机组的目标出力大于当前出力，对应机组为增加出力；机组的目标出力小于当前出力，对应机组为减少出力；

各个机组的出力调整量为：A_i＝G(i)_e·L′(i)-G(i)；

式中，A_i为机组i的出力调整量，L′(i)为步骤B计算的机组i的有约束目标负荷率，G(i)表示机组i当前的出力值，G(i)_e表示机组i的额定容量；

S3：将未分配量分配给当前存在上调余量或下调余量的机组直至每个机组的当前负荷率等于对应无约束目标负荷率或者直至实时待调整量分配完，其中，若还存在未分配量，执行S4，否则，当前实时待调整量对应的调度流程结束；

S4：将未分配量分配给当前存在物理余量的机组，若还存在未分配量，执行S5，否则，当前实时待调整量对应的调度流程结束；

S5：向上级机构发送支援请求。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤B中机组的有约束目标负荷率的获取方式如下：

首先，按照机组容量从小到大的顺序划分从小到大的容量等级，每个机组对应一个容量等级；

然后，计算每个容量等级的最大负荷率与最小负荷率；

一个容量等级的最大负荷率为属于同一容量等级中所有机组的无约束目标负荷率中的无约束目标负荷率最大值；一个容量等级的最小负荷率为属于同一容量等级中所有机组的无约束目标负荷率中的无约束目标负荷率最小值；

最后，为每个机组的无约束目标负荷率增加约束条件得到有约束目标负荷率，其中，有约束目标负荷率获取方式如下：

若机组为增加出力，机组的有约束目标负荷率为：机组所属的容量等级的上一容量等级的最小负荷率与机组的无约束目标负荷率中的最小值；

若机组为减少出力，机组的有约束目标负荷率为：机组所属的容量等级的下一容量等级的最大负荷率与机组的无约束目标负荷率中的最小值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤A中机组的无约束目标负荷率的计算过程如下：

首先，计算当日剩余时段的平均负荷率，计算公式如下：

式中，T(i)表示机组i在当日剩余时段的机组平均负荷率，Q(i)_plan表示机组i的当日计划电量，Q(i)_g表示机组i的当日已完成的电量，G(i)_e表示机组i的额定容量，t_s表示当天的剩余时间；

然后，基于所述实时待调整量以及每个机组当前出力、额定容量、当日剩余时段的平均负荷率计算出修正系数；

式中，δ为修正系数，G_i表示机组i的当前出力值，ΔQ表示实时待调整量，n表示机组的数量；

再者，利用所述修正系数以及每个机组的当日剩余时段的平均负荷率计算出每个机组的无约束目标负荷率；

L(i)＝T(i)·δ

式中，L(i)为机组i的无约束目标负荷率。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1中所述实时待调整量的计算公式如下：

ΔQ＝ΔP_load+ΔSCH+(P_sch-P_real)

式中，ΔQ表示未来时段Δt的待调整量，ΔP_load表示负荷预测偏差，为未来时段Δt的负荷预测值与负荷实际值的差值；ΔSCH表示日前计划值的调整量，(P_sch-P_real)表示日前计划值与实时运行值的偏差量。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S3中分配过程如下：

S31：获取实时待调整量中的未分配量；

B＝ΔQ-(ΔQ_up-ΔQ_down)

式中，B为实时待调整量中的未分配量，ΔQ为实时待调整量，ΔQ_up为S2中所有机组总调增量，ΔQ_down为S2中所有机组的总调减量；

S32：获取每个机组的当前负荷率，并依据无约束目标负荷率与当前负荷率获取每个机组当前的上调余量或下调余量；

其中，若无约束目标负荷率与当前负荷率的差值为正，对应机组当前存在上调余量，且差值越大，上调余量越大；无约束目标负荷率与当前负荷率的差值为负，对应机组当前存在下调余量，且差值的绝对值越大，下调余量越大；

S33：依据步骤S31中未分配量B的正、负选择对应存在上调余量或存在下调余量的机组且按照余量越大分配优先级越高的原则进行分配；

其中，未分配量B为正时，选择存在上调余量的机组进行分配；若未分配量B为负时，选择存在下调余量的机组进行分配；

分配过程为：按照分配优先级从高到低的顺序选择机组进行分配，若分配后当前机组的当前负荷率等于对应的无约束目标负荷率后，则选择下一分配优先级的机组进行分配，直至每个机组的当前负荷率均与对应的无约束目标负荷率相等或者直至所述未分配量B被分配完。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S4中机组的物理余量等于机组的额定容量与当前出力值的差。