CN109490676A - 新能源机组调频能力在线监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源机组调频能力在线监测方法，基于广域量测系统（WAMS）采集的新能源场站的PMU动态数据，对新能源场站参与一次调频响应的有功发电、滞后时间、最大出力调整量、出力响应指数、贡献电量等一次调频特征数据进行在线监测，在线分析计算与综合评价新能源场站调频能力，并将分析案例进行存储与展示，本申请提高了调度管理部门对新能源场站调频能力的掌控力，是促进新能源安全消纳的重要举措。

Description

新能源机组调频能力在线监测方法及系统

技术领域

本发明涉及一种基于广域量测信息的新能源机组调频能力在线监测方法，属于电网测试技术领域。

背景技术

一次调频是指当电网频率(周波)偏离额定值时，电网中机组调节控制系统自动地控制机组有功功率的增加(频率下降时)或减小(频率升高时)，以限制电网频率变化的特性。机组一次调频功能是电力系统有功功率和频率的调整与控制的重要环节，反映了电网在负荷突发事件中的应急能力，对于电力系统安全稳定运行有着关重要的作用。而随着新能源的快速发展，满足负荷需求的电源结构发生较大变化，常规火电机组被大量替代，导致系统总体有效转到惯量不断减小，电网可用的一次调频资源逐步减少，不能对系统提供有效支撑，电网的安全稳定运行受到威胁。

近年来，基于全球卫星定位系统(GPS)技术的同步向量测量技术不断成熟和发展，从根本上解决了不同空间位置的数据同步采集问题，实现了机组广域量测信息的同步采集，为机组一次调频性能在线监测与分析提供了新的契机，目前基于PMU数据的一次调频在线监测多基于机组出力和频率变化特征曲线来评价机组一次调频性能，但机组一次调频受机组运行工况等因素影响，响应性能具有较大的动态特性，因此所得到的一次调频性能评价指标，不能完全反映机组一次调频真实效果,同时该监测功能评价指标较为单一，不能很好的挖掘机组调频潜力。

对于目前这样的情况，如何综合分析及精益化评价新能源机组一次调频能力，为新能源机组一次调频性能的监督与管理提供更为全面、合理和科学的指导依据，亟需对新能源调频能力的在线监测与评价方法进行深入研究与工程应用，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，提供一种新能源机组调频能力在线监测方法，解决新能源机组一次调频能力在线分析计算与评价的技术问题。

本发明技术方案如下。

一种新能源机组调频能力在线监测方法，采集新能源场站的动态数据；根据动态数据线监视电网频率变化，并分析电网频率有效扰动，分析频率波动不同时段的一次调频特性参数；根据电网频率有效扰动和频率波动的一次调频特性参数量化评价不同时段内的机组一次调频特性的性能指标。

采集新能源场站的动态数据具体包括以下步骤：

采集新能源场站的频率和出力数据，通过数据质量码校验，对数据质量码异常的数据进行过滤，将可疑点用相邻有效点作拟合或插值修复。

S02，在线监视电网频率变化过程，分析电网频率有效扰动；

电网频率有效扰动为频率偏差超过一次调频死区持续时间大于设定的时间阀值且扰动时段内最大频率偏差超过设定的频率偏差阀值；

所述分析电网频率有效扰动具体包括以下步骤：

(201)查找电网频率扰动起始时刻，标记达到极值频率前频率上升趋势或频率下降趋势最近一次穿越计算幅值门槛时刻为频率扰动起始时刻T_bgn；

(202)查找频率极值时刻，当频率变化趋势由上升改为下降或由下降改为上升，标记频率趋势变化拐点为频率极值时刻T_apx，并记录频率极值F_apx；

(203)查找扰动结束时刻，频率极值时刻T_apx后频率开始上升或下降直至最终频率恢复到计算幅值门槛范围内，标记频率结束时刻T_end，频率结束时刻T_end为扰动结束时刻；

同时满足所述(201)-(203)条件属于电网频率有效扰动。

一次调频特性参数包括调节速度、调节幅度、调节效果和调节精度；

调节速度用于辨识一次调频对电网频率变化的响应速度，调节速度通过时间响应指数衡量；

时间响应指数为电网频率变化达到一次调频动作值到机组出力开始向频率恢复方向变化所需的时间；

调节幅度用于辨识一次调频起始阶段出力调节幅度的有效性，调节幅度通过出力响应指数衡量；

出力响应指数为分段时间内实际出力调整幅度与理论出力调整幅度的比值；

调节效果用于辨识一次调频过程中的整体效果，调节效果通过电量贡献指数衡量：

电量贡献指数为分段时间内实际贡献电量与理论贡献电量的比；

调节精度用于辨识一次调频全过程中的无偏性，调节精度通过响应偏差率衡量：

响应偏差率为一次调频应动作时段内机组实际出力调整量与理论出力贡献量不足部分的差额与理论出力贡献量的比。

根据电网频率有效扰动和频率波动的一次调频特性参数量化评价不同时段内的机组一次调频特性的性能指标具体包括以下步骤：

定义一次调频特性的性能指标包括实时评估指标和长期统计指标；

所述实时评估指标表示单次表现的角度评价机组一次调频性能；实时评估指标为依据单次机组调频性能计算结果，对一次调频特性参数的性能指标加权融合得到综合评估指标，并根据综合指标所在区间，评价一次调频调节性能；

所述长期统计指标表示长期表现的角度评价机组一次调频性能，长期统计指标为依据多次机组一次调频性能计算结果，对一次调频性能进行长时段统计，并根据综合评估指标实现一次调频性能的综合评价。

实时评估指标包括时间响应指数、出力响应指数、电量贡献指数和响应偏差率的评估；

时间响应指数τ依据响应滞后时间所在的设定区间对响应滞后时间进行归一化处理；

出力响应指数ΔP_％从频率偏差超出死区开始，直至频率偏差恢复到死区范围结束，上述一次调频动作时段内机组实际最大出力调整量占理论最大出力调整量的百分比，计算公式为：

式中，ΔP_S为一次调频实际最大出力调整幅度，ΔP_E为一次调频理论最大出力调整幅度；

电量贡献指数Q_％在机组一次调频动作时段内，机组一次调频实际贡献电量占理论贡献电量的百分比，计算公式为：

式中，ΔQ_S为机组一次调频实际贡献电量；ΔQ_E为机组一次调频理论积分电量；

响应偏差率λ_e％为一次调频动作时段内机组实际出力调整量与理论出力贡献量不足部分的差额与理论出力贡献量的比，计算公式为：

式中，ΔP_e平均响应偏差；ΔQ_E为机组一次调频理论积分电量；

综合指数Ass_％对时间响应指数、出力响应指数、电量贡献指数和响应偏差率加权融合得到综合评估指标，计算公式为：

Ass_％＝(W_g1×Q_％+W_g2×ΔP_％+W_g3×τ+W_g4×λ_e％) (4)

式中，W_g1为电量贡献指数评价权重系数，Q_％为机组一次调频电量贡献指数；W_g2为出力响应指数评价的权重系数，ΔP_％为一次调频出力响应指数，W_g3为时间响应指数评价权重系数，τ为时间响应指数，W_g4为响应偏差率评价权重系数，λ_e％为响应偏差率。

所述根据电网频率有效扰动和频率波动的一次调频特性参数量化评价不同时段内的机组一次调频特性的性能指标之后还包括：

将分析案例进行存储和展示；

展示结果包括频率扰动起始时刻T_bgn、频率结束时刻T_end、频率初值、频率末值、频率极值F_apx、时间响应指数(响应滞后时间)、响应偏差率、分段时间内实际积分电量、分段时间内理论积分电量、分段时间内电量贡献指数、出力响应指数和综合指数。

一种新能源机组调频能力在线监测系统，包括采集单元、频率有效扰动分析单元、调频特性参数分析单元和性能指标量化单元；

采集单元采集新能源场站的动态数据；

频率有效扰动分析单元根据动态数据线监视电网频率变化，并分析电网频率有效扰动；

调频特性参数分析单元分析频率波动不同时段的一次调频特性参数；

性能指标量化单元根据电网频率有效扰动和频率波动的一次调频特性参数量化评价不同时段内的机组一次调频特性的性能指标。

采集单元采集新能源场站的频率和出力数据，通过数据质量码校验，对数据质量码异常的数据进行过滤，将可疑点用相邻有效点作拟合或插值修复

电网频率有效扰动为频率偏差超过一次调频死区持续时间大于设定的时间阀值且扰动时段内最大频率偏差超过设定的频率偏差阀值；

所述频率有效扰动分析单元分析电网频率有效扰动具体包括以下步骤：

(201)查找电网频率扰动起始时刻，标记达到极值频率前频率上升趋势或频率下降趋势最近一次穿越计算幅值门槛时刻为频率扰动起始时刻T_bgn；

(202)查找频率极值时刻，当频率变化趋势由上升改为下降或由下降改为上升，标记频率趋势变化拐点为频率极值时刻T_apx，并记录频率极值F_apx；

(203)查找扰动结束时刻，频率极值时刻T_apx后频率开始上升或下降直至最终频率恢复到计算幅值门槛范围内，标记频率结束时刻T_end，频率结束时刻T_end为扰动结束时刻；

同时满足所述(201)-(203)条件属于电网频率有效扰动。

一次调频特性参数包括调节速度、调节幅度、调节效果和调节精度；

调节速度用于辨识一次调频对电网频率变化的响应速度，调节速度通过时间响应指数衡量；

时间响应指数为电网频率变化达到一次调频动作值到机组出力开始向频率恢复方向变化所需的时间；

调节幅度用于辨识一次调频起始阶段出力调节幅度的有效性，调节幅度通过出力响应指数衡量；

出力响应指数为分段时间内实际出力调整幅度与理论出力调整幅度的比值；

调节效果用于辨识一次调频过程中的整体效果，调节效果通过电量贡献指数衡量：

电量贡献指数为分段时间内实际贡献电量与理论贡献电量的比；

调节精度用于辨识一次调频全过程中的无偏性，调节精度通过响应偏差率衡量：

响应偏差率为一次调频应动作时段内机组实际出力调整量与理论出力贡献量不足部分的差额与理论出力贡献量的比。

性能指标量化单元评价不同时段内的机组一次调频特性的性能指标具体包括以下步骤：定义一次调频特性的性能指标包括实时评估指标和长期统计指标；

所述实时评估指标表示单次表现的角度评价机组一次调频性能；实时评估指标为依据单次机组调频性能计算结果，对一次调频特性参数的性能指标加权融合得到综合评估指标，并根据综合指标所在区间，评价一次调频调节性能；

所述长期统计指标表示长期表现的角度评价机组一次调频性能，长期统计指标为依据多次机组一次调频性能计算结果，对一次调频性能进行长时段统计，并根据综合评估指标实现一次调频性能的综合评价。

本发明一种新能源机组调频能力在线监测系统中，实时评估指标包括时间响应指数、出力响应指数、电量贡献指数和响应偏差率的评估；

时间响应指数τ依据响应滞后时间所在的设定区间对响应滞后时间进行归一化处理；

出力响应指数ΔP_％从频率偏差超出死区开始，直至频率偏差恢复到死区范围结束，上述一次调频动作时段内机组实际最大出力调整量占理论最大出力调整量的百分比，计算公式为：

式中，ΔP_S为一次调频实际最大出力调整幅度，ΔP_E为一次调频理论最大出力调整幅度；

电量贡献指数Q_％在机组一次调频动作时段内，机组一次调频实际贡献电量占理论贡献电量的百分比，计算公式为：

式中，ΔQ_S为机组一次调频实际贡献电量；ΔQ_E为机组一次调频理论积分电量；

响应偏差率λ_e％为一次调频动作时段内机组实际出力调整量与理论出力贡献量不足部分的差额与理论出力贡献量的比，计算公式为：

式中，ΔP_e平均响应偏差；ΔQ_E为机组一次调频理论积分电量；

综合指数Ass_％对时间响应指数、出力响应指数、电量贡献指数和响应偏差率加权融合得到综合评估指标，计算公式为：

Ass_％＝(W_g1×Q_％+W_g2×ΔP_％+W_g3×τ+W_g4×λ_e％) (4)

式中，W_g1为电量贡献指数评价权重系数，Q_％为机组一次调频电量贡献指数；W_g2为出力响应指数评价的权重系数，ΔP_％为一次调频出力响应指数，W_g3为时间响应指数评价权重系数，τ为时间响应指数，W_g4为响应偏差率评价权重系数，λ_e％为响应偏差率。

本发明有益效果包括：

一种新能源机组调频能力在线监测方法及系统，采集的新能源场站的动态数据，在线监视电网频率动态变化的过程，分析频率波动不同时段内的一次调频特性参数，从调节速度、调节幅度、调节效果和调节精度等不同角度量化评价不同时段内的新能源机组一次调频性能，实现了新能源机组调频能力的综合分析与评价，提高了调度管理部门对新能源场站调频能力的掌控力，是促进新能源安全消纳的重要举措。

附图说明

图1是本发明一种新能源机组调频能力在线监测方法的流程图。

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。

如图1所示，一种新能源机组调频能力在线监测方法，基于同步相量测量装置(PMU)采集的新能源场站的动态数据，

根据动态数据线监视电网频率变化，并分析电网频率有效扰动，分析频率波动不同时段的一次调频特性参数；，根据电网频率有效扰动和频率波动的一次调频特性参数量化评价不同时段内的机组一次调频特性的性能指标；将分析案例进行存储与展示。

如图1所示，一种新能源机组调频能力在线监测方法，具体包括以下步骤：

采集新能源场站的动态数据具体包括以下步骤，实时获取同步相量测量装置(PMU)采集的新能源场站频率和出力数据，通过PMU数据质量码校验，对质量码异常的数据(GPS失步数据、不可用数据和装置异常数据)进行过滤，将可疑点用相邻有效点作拟合或插值修复；

电网频率有效扰动为频率偏差超过一次调频死区持续时间大于设定的时间阀值且扰动时段内最大频率偏差超过设定的频率偏差阀值；

电网频率有效扰动分析具体包括以下步骤：

(201)查找电网频率扰动起始时刻，标记达到极值频率前频率上升趋势或频率下降趋势最近一次穿越计算幅值门槛时刻为频率扰动起始时刻T_bgn；

(202)查找频率极值时刻，当频率变化趋势由上升改为下降或由下降改为上升，标记频率趋势变化拐点为频率极值时刻T_apx，并记录频率极值F_apx；

(203)查找扰动结束时刻，频率极值时刻T_apx后频率开始上升或下降直至最终频率恢复到计算幅值门槛范围内，标记频率结束时刻T_end，频率结束时刻T_end为扰动结束时刻。

上述各参数，同时满足属于电网频率有效扰动，计算一次调频性能指标。

频率波动不同时段内初始时段追求快速性和有效性，后期追求无偏性，一次调频特性参数包括调节速度、调节幅度、调节效果和调节精度；

调节速度用于辨识一次调频对电网频率变化的响应速度，调节速度通过时间响应指数(响应滞后时间)衡量；

响应滞后时间为电网频率变化达到一次调频动作值到机组出力开始向频率恢复方向变化所需的时间；

调节幅度用于辨识一次调频起始阶段出力调节幅度的有效性，调节幅度通过出力响应指数衡量；

出力响应指数为分段时间内(15秒至60秒)实际出力调整幅度与理论出力调整幅度的比值；

调节效果用于辨识一次调频过程中的整体效果，调节效果通过电量贡献指数衡量：

电量贡献指数为分段时间内(15秒至60秒)实际贡献电量与理论贡献电量的比；

调节精度用于辨识一次调频全过程中的无偏性，调节精度通过响应偏差率衡量：

响应偏差率为一次调频应动作时段内机组实际出力调整量与理论出力贡献量不足部分的差额与理论出力贡献量的比。

根据电网频率有效扰动和频率波动的一次调频特性参数量化评价不同时段内的机组一次调频特性的性能指标具体包括以下步骤：定义一次调频性能的性能指标包括实时评估指标和长期统计指标；

所述实时评估指标表示单次表现的角度评价机组一次调频性能；实时评估指标为依据单次机组调频性能计算结果，对一次调频特性参数(调节速度、调节幅度、调节效果和调节精度)的性能指标加权融合得到综合评估指标，并根据综合指标所在区间，评价一次调频调节性能；实时评估指标包括时间响应指数、出力响应指数、电量贡献指数和响应偏差率的评估。

时间响应指数τ依据响应滞后时间所在的设定区间对响应滞后时间进行归一化处理，得到时间响应指数；

出力响应指数ΔP_％从频率偏差超出死区开始，直至频率偏差恢复到死区范围结束，上述一次调频动作时段内机组实际最大出力调整量占理论最大出力调整量的百分比，计算公式为：

式中，ΔP_S为一次调频实际最大出力调整幅度，ΔP_E为一次调频理论最大出力调整幅度。

电量贡献指数Q_％：在机组一次调频动作时段内，机组一次调频实际贡献电量占理论贡献电量的百分比，计算公式为：

式中，ΔQ_S为机组一次调频实际贡献电量；ΔQ_E为机组一次一次调频理论积分电量。

响应偏差率λ_e％：一次调频应动作时段内机组实际出力调整量与理论出力贡献量不足部分的差额与理论出力贡献量的比，计算公式为：

式中，ΔP_e平均响应偏差；ΔQ_E为机组一次一次调频理论积分电量。

综合指数Ass_％：对出力响应指数、电量贡献指数、时间响应指数和响应偏差率加权融合得到综合评估指标，计算公式为：

Ass_％＝(W_g1×Q_％+W_g2×ΔP_％+W_g3×τ+W_g4×λ_e％)

式中，W_g1为电量贡献指数评价权重系数，Q_％为机组一次调频电量贡献指数；W_g2为出力响应指数评价的权重系数，ΔP_％为一次调频出力响应指数，W_g3为时间响应指数评价权重系数，τ为时间响应指数，W_g4为响应偏差率评价权重系数，λ_e％为响应偏差率。

所述长期统计指标表示长期表现的角度评价机组一次调频性能。长期统计指标为依据多次机组一次调频性能计算结果，对一次调频性能进行长时段统计，并根据综合评估指标实现一次调频性能的综合评价。

新能源场站一次调频分析案例进行存储与展示：

存储结果包括：新能源场站一次调频分析评价结果和一次调频调节过程新能源场站PMU采集的出力数据和频率数据。

展示结果包括：调频开始时刻、调频结束时刻、频率初值、频率末值、频率极值、响应滞后时间、响应偏差率、15秒～60秒实际积分电量、15秒～60秒理论积分电量、15秒～60秒电量贡献指数、出力响应指数、综合指数等。

一种新能源机组调频能力在线监测系统，包括采集单元、频率有效扰动分析单元、调频特性参数分析单元和性能指标量化单元；

采集单元采集新能源场站的动态数据；

频率有效扰动分析单元根据动态数据线监视电网频率变化，并分析电网频率有效扰动；

调频特性参数分析单元分析频率波动不同时段的一次调频特性参数；

性能指标量化单元根据电网频率有效扰动和频率波动的一次调频特性参数量化评价不同时段内的机组一次调频特性的性能指标。

采集单元采集新能源场站的频率和出力数据，通过数据质量码校验，对数据质量码异常的数据进行过滤，将可疑点用相邻有效点作拟合或插值修复

电网频率有效扰动为频率偏差超过一次调频死区持续时间大于设定的时间阀值且扰动时段内最大频率偏差超过设定的频率偏差阀值；

所述频率有效扰动分析单元分析电网频率有效扰动具体包括以下步骤：

(201)查找电网频率扰动起始时刻，标记达到极值频率前频率上升趋势或频率下降趋势最近一次穿越计算幅值门槛时刻为频率扰动起始时刻T_bgn；

(202)查找频率极值时刻，当频率变化趋势由上升改为下降或由下降改为上升，标记频率趋势变化拐点为频率极值时刻T_apx，并记录频率极值F_apx；

(203)查找扰动结束时刻，频率极值时刻T_apx后频率开始上升或下降直至最终频率恢复到计算幅值门槛范围内，标记频率结束时刻T_end，频率结束时刻T_end为扰动结束时刻；

同时满足所述(201)-(203)条件属于电网频率有效扰动。

一次调频特性参数包括调节速度、调节幅度、调节效果和调节精度；

调节速度用于辨识一次调频对电网频率变化的响应速度，调节速度通过时间响应指数衡量；

时间响应指数为电网频率变化达到一次调频动作值到机组出力开始向频率恢复方向变化所需的时间；

调节幅度用于辨识一次调频起始阶段出力调节幅度的有效性，调节幅度通过出力响应指数衡量；

出力响应指数为分段时间内实际出力调整幅度与理论出力调整幅度的比值；

调节效果用于辨识一次调频过程中的整体效果，调节效果通过电量贡献指数衡量：

电量贡献指数为分段时间内实际贡献电量与理论贡献电量的比；

调节精度用于辨识一次调频全过程中的无偏性，调节精度通过响应偏差率衡量：

响应偏差率为一次调频应动作时段内机组实际出力调整量与理论出力贡献量不足部分的差额与理论出力贡献量的比。

性能指标量化单元评价不同时段内的机组一次调频特性的性能指标具体包括以下步骤：定义一次调频特性的性能指标包括实时评估指标和长期统计指标；

所述实时评估指标表示单次表现的角度评价机组一次调频性能；实时评估指标为依据单次机组调频性能计算结果，对一次调频特性参数的性能指标加权融合得到综合评估指标，并根据综合指标所在区间，评价一次调频调节性能；

所述长期统计指标表示长期表现的角度评价机组一次调频性能，长期统计指标为依据多次机组一次调频性能计算结果，对一次调频性能进行长时段统计，并根据综合评估指标实现一次调频性能的综合评价。

本实施例，还包括显示单元，显示单元将分析案例进行存储和展示。

本实施例一种新能源机组调频能力在线监测系统，实时评估指标包括时间响应指数、出力响应指数、电量贡献指数和响应偏差率的评估；

时间响应指数τ依据响应滞后时间所在的设定区间对响应滞后时间进行归一化处理；

出力响应指数ΔP_％从频率偏差超出死区开始，直至频率偏差恢复到死区范围结束，上述一次调频动作时段内机组实际最大出力调整量占理论最大出力调整量的百分比，计算公式为：

式中，ΔP_S为一次调频实际最大出力调整幅度，ΔP_E为一次调频理论最大出力调整幅度；

电量贡献指数Q_％在机组一次调频动作时段内，机组一次调频实际贡献电量占理论贡献电量的百分比，计算公式为：

式中，ΔQ_S为机组一次调频实际贡献电量；ΔQ_E为机组一次调频理论积分电量；

响应偏差率λ_e％为一次调频动作时段内机组实际出力调整量与理论出力贡献量不足部分的差额与理论出力贡献量的比，计算公式为：

式中，ΔP_e平均响应偏差；ΔQ_E为机组一次调频理论积分电量；

综合指数Ass_％对时间响应指数、出力响应指数、电量贡献指数和响应偏差率加权融合得到综合评估指标，计算公式为：

Ass_％＝(W_g1×Q_％+W_g2×ΔP_％+W_g3×τ+W_g4×λ_e％) (4)

式中，W_g1为电量贡献指数评价权重系数，Q_％为机组一次调频电量贡献指数；W_g2为出力响应指数评价的权重系数，ΔP_％为一次调频出力响应指数，W_g3为时间响应指数评价权重系数，τ为时间响应指数，W_g4为响应偏差率评价权重系数，λ_e％为响应偏差率。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组间可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组间组合成一个模块或单元或组间，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组间。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。

这里描述的各种技术可结合硬件或软件，或者它们的组合一起实现。从而，本发明的方法和设备，或者本发明的方法和设备的某些方面或部分可采取嵌入有形媒介，例如软盘、CD-ROM、硬盘驱动器或者其它任意机器可读的存储介质中的程序代码(即指令)的形式，其中当程序被载入诸如计算机之类的机器，并被所述机器执行时，所述机器变成实践本发明的设备。

在程序代码在可编程计算机上执行的情况下，计算设备一般包括处理器、处理器可读的存储介质(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)，至少一个输入装置，和至少一个输出装置。其中，存储器被配置用于存储程序代码；处理器被配置用于根据该存储器中存储的所述程序代码中的指令，执行本发明的方法。

以示例而非限制的方式，计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据等信息。通信介质一般以诸如载波或其它传输机制等已调制数据信号来体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据，并且包括任何信息传递介质。以上的任一种的组合也包括在计算机可读介质的范围之内。

如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

以上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 (10)

1.一种新能源机组调频能力在线监测方法，其特征在于，

采集新能源场站的动态数据；

根据动态数据监视电网频率变化，并分析电网频率有效扰动，分析频率波动不同时段的一次调频特性参数；

根据电网频率有效扰动和频率波动的一次调频特性参数量化评价不同时段内的机组一次调频特性的性能指标。

2.根据权利要求1所述的一种新能源机组调频能力在线监测方法，其特征在于，所述采集新能源场站的动态数据具体包括以下步骤：

采集新能源场站的频率和出力数据，通过数据质量码校验，对数据质量码异常的数据进行过滤，将可疑点用相邻有效点作拟合或插值修复。

3.根据权利要求1所述的一种新能源机组调频能力在线监测方法，其特征在于，电网频率有效扰动为频率偏差超过一次调频死区持续时间大于设定的时间阀值且扰动时段内最大频率偏差超过设定的频率偏差阀值；

所述分析电网频率有效扰动具体包括以下步骤：

(201)查找电网频率扰动起始时刻，标记达到极值频率前频率上升趋势或频率下降趋势最近一次穿越计算幅值门槛时刻为频率扰动起始时刻T_bgn；

(202)查找频率极值时刻，当频率变化趋势由上升改为下降或由下降改为上升，标记频率趋势变化拐点为频率极值时刻T_apx，并记录频率极值F_apx；

(203)查找扰动结束时刻，频率极值时刻T_apx后频率开始上升或下降直至最终频率恢复到计算幅值门槛范围内，标记频率结束时刻T_end，频率结束时刻T_end为扰动结束时刻；

同时满足所述(201)-(203)条件属于电网频率有效扰动。

4.根据权利要求3所述的一种新能源机组调频能力在线监测方法，其特征在于，一次调频特性参数包括调节速度、调节幅度、调节效果和调节精度；

调节速度用于辨识一次调频对电网频率变化的响应速度，调节速度通过时间响应指数衡量；

时间响应指数为电网频率变化达到一次调频动作值到机组出力开始向频率恢复方向变化所需的时间；

调节幅度用于辨识一次调频起始阶段出力调节幅度的有效性，调节幅度通过出力响应指数衡量；

出力响应指数为分段时间内实际出力调整幅度与理论出力调整幅度的比值；

调节效果用于辨识一次调频过程中的整体效果，调节效果通过电量贡献指数衡量：

电量贡献指数为分段时间内实际贡献电量与理论贡献电量的比；

调节精度用于辨识一次调频全过程中的无偏性，调节精度通过响应偏差率衡量：

响应偏差率为一次调频应动作时段内机组实际出力调整量与理论出力贡献量不足部分的差额与理论出力贡献量的比。

5.根据权利要求1所述的一种新能源机组调频能力在线监测方法，其特征在于，所述根据电网频率有效扰动和频率波动的一次调频特性参数量化评价不同时段内的机组一次调频特性的性能指标具体包括以下步骤：

定义一次调频特性的性能指标包括实时评估指标和长期统计指标；

所述实时评估指标表示单次表现的角度评价机组一次调频性能；实时评估指标为依据单次机组调频性能计算结果，对一次调频特性参数的性能指标加权融合得到综合评估指标，并根据综合指标所在区间，评价一次调频调节性能；

所述长期统计指标表示长期表现的角度评价机组一次调频性能，长期统计指标为依据多次机组一次调频性能计算结果，对一次调频性能进行长时段统计，并根据综合评估指标实现一次调频性能的综合评价。

6.根据权利要求5所述的一种新能源机组调频能力在线监测方法，其特征在于，

实时评估指标包括时间响应指数、出力响应指数、电量贡献指数和响应偏差率的评估；

时间响应指数τ依据响应滞后时间所在的设定区间对响应滞后时间进行归一化处理；

出力响应指数ΔP_％从频率偏差超出死区开始，直至频率偏差恢复到死区范围结束，上述一次调频动作时段内机组实际最大出力调整量占理论最大出力调整量的百分比，计算公式为：

式中，ΔP_S为一次调频实际最大出力调整幅度，ΔP_E为一次调频理论最大出力调整幅度；

电量贡献指数Q_％在机组一次调频动作时段内，机组一次调频实际贡献电量占理论贡献电量的百分比，计算公式为：

式中，ΔQ_S为机组一次调频实际贡献电量；ΔQ_E为机组一次调频理论积分电量；

响应偏差率λ_e％为一次调频动作时段内机组实际出力调整量与理论出力贡献量不足部分的差额与理论出力贡献量的比，计算公式为：

式中，ΔP_e平均响应偏差；ΔQ_E为机组一次调频理论积分电量；

综合指数Ass_％对时间响应指数、出力响应指数、电量贡献指数和响应偏差率加权融合得到综合评估指标，计算公式为：

Ass_％＝(W_g1×Q_％+W_g2×ΔP_％+W_g3×τ+W_g4×λ_e％) (4)

式中，W_g1为电量贡献指数评价权重系数，Q_％为机组一次调频电量贡献指数；W_g2为出力响应指数评价的权重系数，ΔP_％为一次调频出力响应指数，W_g3为时间响应指数评价权重系数，τ为时间响应指数，W_g4为响应偏差率评价权重系数，λ_e％为响应偏差率。

7.根据权利要求4所述的一种新能源机组调频能力在线监测方法，其特征在于，

所述根据电网频率有效扰动和频率波动的一次调频特性参数量化评价不同时段内的机组一次调频特性的性能指标之后还包括：

将分析案例进行存储和展示；

展示结果包括频率扰动起始时刻T_bgn、频率结束时刻T_end、频率初值、频率末值、频率极值F_apx、时间响应指数、响应偏差率、分段时间内实际积分电量、分段时间内理论积分电量、分段时间内电量贡献指数、出力响应指数和综合指数。

8.一种新能源机组调频能力在线监测系统，其特征在于，

包括采集单元、频率有效扰动分析单元、调频特性参数分析单元和性能指标量化单元；

采集单元采集新能源场站的动态数据；

频率有效扰动分析单元根据动态数据线监视电网频率变化，并分析电网频率有效扰动；

调频特性参数分析单元分析频率波动不同时段的一次调频特性参数；

性能指标量化单元根据电网频率有效扰动和频率波动的一次调频特性参数量化评价不同时段内的机组一次调频特性的性能指标。

9.根据权利要求8所述的一种新能源机组调频能力在线监测系统，其特征在于，

采集单元采集新能源场站的频率和出力数据，通过数据质量码校验，对数据质量码异常的数据进行过滤，将可疑点用相邻有效点作拟合或插值修复

电网频率有效扰动为频率偏差超过一次调频死区持续时间大于设定的时间阀值且扰动时段内最大频率偏差超过设定的频率偏差阀值；

所述频率有效扰动分析单元分析电网频率有效扰动具体包括以下步骤：

(201)查找电网频率扰动起始时刻，标记达到极值频率前频率上升趋势或频率下降趋势最近一次穿越计算幅值门槛时刻为频率扰动起始时刻T_bgn；

(202)查找频率极值时刻，当频率变化趋势由上升改为下降或由下降改为上升，标记频率趋势变化拐点为频率极值时刻T_apx，并记录频率极值F_apx；

(203)查找扰动结束时刻，频率极值时刻T_apx后频率开始上升或下降直至最终频率恢复到计算幅值门槛范围内，标记频率结束时刻T_end，频率结束时刻T_end为扰动结束时刻；

同时满足所述(201)-(203)条件属于电网频率有效扰动；

一次调频特性参数包括调节速度、调节幅度、调节效果和调节精度；

调节速度用于辨识一次调频对电网频率变化的响应速度，调节速度通过时间响应指数衡量；

时间响应指数为电网频率变化达到一次调频动作值到机组出力开始向频率恢复方向变化所需的时间；

调节幅度用于辨识一次调频起始阶段出力调节幅度的有效性，调节幅度通过出力响应指数衡量；

出力响应指数为分段时间内实际出力调整幅度与理论出力调整幅度的比值；

调节效果用于辨识一次调频过程中的整体效果，调节效果通过电量贡献指数衡量：

电量贡献指数为分段时间内实际贡献电量与理论贡献电量的比；

调节精度用于辨识一次调频全过程中的无偏性，调节精度通过响应偏差率衡量：

响应偏差率为一次调频应动作时段内机组实际出力调整量与理论出力贡献量不足部分的差额与理论出力贡献量的比；

性能指标量化单元评价不同时段内的机组一次调频特性的性能指标具体包括以下步骤：定义一次调频特性的性能指标包括实时评估指标和长期统计指标；

所述实时评估指标表示单次表现的角度评价机组一次调频性能；实时评估指标为依据单次机组调频性能计算结果，对一次调频特性参数的性能指标加权融合得到综合评估指标，并根据综合指标所在区间，评价一次调频调节性能；

所述长期统计指标表示长期表现的角度评价机组一次调频性能，长期统计指标为依据多次机组一次调频性能计算结果，对一次调频性能进行长时段统计，并根据综合评估指标实现一次调频性能的综合评价。

10.根据权利要求8所述的一种新能源机组调频能力在线监测系统，其特征在于，

实时评估指标包括时间响应指数、出力响应指数、电量贡献指数和响应偏差率的评估；

时间响应指数τ依据响应滞后时间所在的设定区间对响应滞后时间进行归一化处理；

出力响应指数ΔP_％从频率偏差超出死区开始，直至频率偏差恢复到死区范围结束，上述一次调频动作时段内机组实际最大出力调整量占理论最大出力调整量的百分比，计算公式为：

式中，ΔP_S为一次调频实际最大出力调整幅度，ΔP_E为一次调频理论最大出力调整幅度；

电量贡献指数Q_％在机组一次调频动作时段内，机组一次调频实际贡献电量占理论贡献电量的百分比，计算公式为：

式中，ΔQ_S为机组一次调频实际贡献电量；ΔQ_E为机组一次调频理论积分电量；

响应偏差率λ_e％为一次调频动作时段内机组实际出力调整量与理论出力贡献量不足部分的差额与理论出力贡献量的比，计算公式为：

式中，ΔP_e平均响应偏差；ΔQ_E为机组一次调频理论积分电量；

综合指数Ass_％对时间响应指数、出力响应指数、电量贡献指数和响应偏差率加权融合得到综合评估指标，计算公式为：

Ass_％＝(W_g1×Q_％+W_g2×ΔP_％+W_g3×τ+W_g4×λ_e％) (4)

式中，W_g1为电量贡献指数评价权重系数，Q_％为机组一次调频电量贡献指数；W_g2为出力响应指数评价的权重系数，ΔP_％为一次调频出力响应指数，W_g3为时间响应指数评价权重系数，τ为时间响应指数，W_g4为响应偏差率评价权重系数，λ_e％为响应偏差率。