WO2018082359A1 - 一种基于分组控制的电力系统自动发电控制方法 - Google Patents

一种基于分组控制的电力系统自动发电控制方法 Download PDF

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adjustment
plc
group
area
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徐晓亮
顾全
徐福兵
沙庆猛
施世高
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南京南瑞继保电气有限公司
南京南瑞继保工程技术有限公司
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    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/48—Controlling the sharing of the in-phase component

Definitions

  • the invention belongs to the technical field of automatic generation control (AGC) of power system, and in particular relates to a power generation automatic power generation control method based on group control.
  • AGC automatic generation control
  • the AGC aims to meet the real-time balance of power supply and demand under the premise of achieving high-quality electric energy. Its fundamental task is to achieve the following objectives: 1) Maintain the grid frequency within the allowable error range, and the frequency accumulation error is within the limit value; 2) Control The net exchange power of the interconnected grid is operated according to the planned value, and the exchanged electric energy is within the planned limit; 3) Coordinating participation in the AGC power plant output according to the optimal economic distribution under the condition of meeting the grid safety constraints, grid frequency and external net exchange power plan Operate in principle to maximize the benefits of the grid.
  • AGC is a real-time closed-loop control application. Its stable and reliable operation is an important guarantee for real-time active power balance, frequency and tie line power stability of power systems.
  • the conventional AGC When the conventional AGC performs power generation control on the control area, it usually allocates the calculated total adjustment power of the area directly to each power plant controller PLC.
  • the number of power plant controller PLCs in the control area When the number of power plant controller PLCs in the control area is large, this allocation method will result in each The power adjustment of the power plant controller PLC is smaller or even lower than its regulation dead zone, resulting in a large number of power plant controllers that are actually involved in the regulation, and frequent adjustments, which affect the life of the AGC unit.
  • the dispatcher's manual intervention such as the power plant controller PLC control mode setting is also large, which affects the dispatcher's work efficiency. How to reduce the number of adjustments and total adjustments of the power plant controller PLC in the control area, reduce the workload of dispatchers on manual intervention by AGC, and improve the automation degree of AGC is very important. There is currently no related technology that can solve the above problems.
  • the object of the present invention is: When the number of power plant controllers in the control area is large, the AGC directly controls the power plant controller PLC, which causes the number of power plant controller PLCs involved in the regulation to be adjusted, the regulation is frequent, and the dispatcher manually intervenes.
  • a power generation automatic power generation control method based on group control, grouping power plant controllers PLC in a control area, and automatic power generation control AGC performs power generation control according to a power plant controller PLC group to realize real-time balance between power generation and load of power grid, thereby realizing balance Effectively reduce the total number of adjustments of the plant controller PLC in the control area, reduce the workload of the dispatcher's manual intervention, and improve the rationality and economy of the AGC control.
  • the technical solution of the present invention is: a power generation automatic power generation control method based on group control.
  • the power plant controller PLC in the control area is divided into multiple groups, each group contains multiple PLCs, each group has different priority adjustment order, and the automatic power generation control AGC performs power generation control according to the power plant controller PLC group to realize power generation and power generation of the power grid. Real-time balance of load.
  • the grid area control deviation ACE and the control strategy When the grid has regulation demand, according to the grid area control deviation ACE and the control strategy, consider the reserved regulation power of the plant controller PLC that is executing the adjustment command, and calculate the total adjustment power of the area.
  • the PLC group participating in the adjustment is selected according to the size of the total adjustment power of the area, the adjustment order of each PLC group, and the adjustment margin of the rising and falling directions of the PLC group.
  • the total adjustment power of the area is allocated to each PLC in the PLC group, and the PLC is calculated.
  • Target power if the total area adjustment power is not allocated, select the next PLC group with the priority adjustment order and continue the allocation until all the adjustment power allocation is completed.
  • the total adjustment power of the area is allocated between PLCs in the PLC group, if the total adjustment power of the unallocated area is less than the minimum adjustment power of the currently selected PLC group, the sequential adjustment strategy is used for allocation, otherwise the proportional allocation adjustment strategy is used for allocation. .
  • an allowable adjustment interval is set for the power plant controller PLC that undertakes the planned base point mode or the manual base point mode.
  • the actual output of the power plant controller PLC exceeds the allowable adjustment interval, if certain conditions are met, Execute a callback strategy to return the plant controller PLC to the planned base point or artificial base point.
  • the automatic power generation control of the power system can effectively reduce the total number of adjustments of the PLC in the control area, reduce the workload of the dispatcher's manual intervention, and improve the rationality and economy of the AGC control.
  • FIG. 1 is a flow chart of automatic power generation control of a power system based on packet control.
  • the main content of the invention is to divide the power plant controller PLC in the control zone into a plurality of groups, each group comprising a plurality of PLCs, each group having a different priority adjustment order; when the grid has adjustment requirements, considering the PLC that is executing the adjustment command The reserved power is adjusted, and the total adjustment power of the area actually needed by the power grid is calculated; according to the size of the total adjustment power of the area, the adjustment order of each PLC group, and the adjustment margin of the rising and falling directions of the PLC group, the PLC group participating in the adjustment is selected; The allocation principle assigns the regional total adjustment power to each PLC in the PLC group and calculates the target power of the PLC. If the total adjustment power of the area is not allocated, the next PLC group with the priority adjustment order is selected and the allocation continues until All adjustment power distribution is completed.
  • the method for controlling automatic power generation of a power system based on group control according to the present invention is as shown in FIG. 1 , and the implementation process includes the following steps:
  • the power plant controller PLC in the control area is divided into multiple groups, each group contains multiple power plant controller PLCs, each group has different priority adjustment order, and the power plant controller PLC group with the previous adjustment sequence is preferentially adjusted during grid adjustment. .
  • the real-time output, rated capacity, AGC upper limit, AGC lower limit, ascending rate, descending rate, minimum adjustment power in the rising direction, maximum adjustment power in the rising direction, minimum adjustment power in the descending direction, and maximum adjustment power in the falling direction are respectively counted.
  • the reserved power of the plant controller PLC that is performing the adjustment command is considered, and the total adjustment power of the area is calculated.
  • the plant controller PLC group participating in the adjustment is selected.
  • the regional total adjustment power is distributed to each power plant controller PLC in the power plant controller PLC group, and the target power of the power plant controller PLC is calculated.
  • the power of the power plant controller PLC that needs to be adjusted is sent to the power plant or the unit for execution.
  • f is the measured frequency (HZ);
  • I is the sum of the actual power of the regional tie line (MW);
  • I 0 is the regional plan net exchange power (MW).
  • control mode is frequency and tie line deviation control
  • the corresponding control mode is TBC.
  • area control deviation ACE is described as follows:
  • the area adjustment power is calculated as follows:
  • the reserved regulation power is equal to the sum of the target power and the real-time output deviation of the PLC currently performing the adjustment.
  • the actual total adjustment power calculation of the area adopts the following strategies:
  • the actual total adjustment power of the area is equal to the difference between the calculated adjustment power and the reserved adjustment power.
  • the PLC group that needs to participate in the adjustment is determined, which may be one PLC group or multiple PLC groups.
  • the PLC packet selection order is determined in accordance with the group adjustment order. The smaller the PLC grouping adjustment order is, the higher the priority is selected for control.
  • the PLC grouping strategy is as follows:
  • All PLCs participating in the adjustment perform the minimum allocation allocation according to the serial number, and accumulate the allocation amount. When the allocation amount is accumulated larger than the total adjustment power of the area, the allocation continues.
  • All PLCs participating in the distribution adjustment are allocated according to the adjustment power distribution proportional coefficient, and the PLC that is executing the last command does not participate in the allocation.
  • the distribution process it is detected whether the following conditions exist: 1 If a PLC adjusts the power distribution amount to be less than the minimum adjustment allocation amount, the PLC adjustment amount is directly allocated according to the minimum allocation amount, and after deducting the distribution total of the PLC, the remaining power is pressed. The scaling factor is assigned to other PLCs. 2 If the assigned amount of a PLC exceeds the maximum adjustment amount, the adjustment amount of the PLC is directly allocated according to the maximum allocation amount, and the remaining power is distributed to other PLCs according to the proportional coefficient. The above process is repeated until the adjustment power distribution is completed.
  • the PLC executes the callback strategy, and the target output is the current plan output, so that the power plant controller PLC returns to the planned base point or the artificial base point.
  • the callback strategy will be executed and the callback will be adjusted to the current plan value.

Landscapes

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  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

一种基于分组控制的电力系统自动发电控制（AGC）方法，包括：将控制区内的电厂控制器PLC分成多个分组，每个分组包含多个PLC，各分组设定不同的优先调节顺序；当电网有调节需求时，考虑正在执行命令的PLC的保留调节功率，计算区域总调节功率；根据区域总调节功率的大小、各PLC分组的调节顺序及调节裕度，选择参与调节的PLC分组；按照相应分配原则，将区域总调节功率分配到PLC分组中的各PLC，并计算PLC目标功率，如果区域总调节功率未分配完，则选择下一个具有优先顺序的PLC分组，继续分配，直到分配完成。该方法能够有效减少控制区内PLC的总调节次数，提高AGC控制的合理性和经济性。

Description

一种基于分组控制的电力系统自动发电控制方法 技术领域
本发明属于电力系统自动发电控制(AGC，Automatic Generation Control)技术领域，具体是一种基于分组控制的电力系统自动发电控制方法。
背景技术
AGC在实现高质量电能的前提下以满足电力供需实时平衡为目的，其根本任务是实现下列目标：1)维持电网频率在允许误差范围之内，频率累积误差在限制值之内；2)控制互联电网净交换功率按计划值运行，交换电能量在计划限值之内；3)在满足电网安全约束条件、电网频率和对外净交换功率计划的情况下协调参与AGC电厂出力按最优经济分配原则运行，使电网获得最大的效益。AGC是一种实时闭环控制应用，它的稳定可靠运行是电力系统实时有功平衡、频率和联络线功率稳定的重要保证。
传统AGC在对控制区进行发电控制时，通常是将计算出的区域总调节功率直接分配到各电厂控制器PLC，当控制区内电厂控制器PLC数量较多时，这种分配方法会导致每个电厂控制器PLC承担的调节功率较小甚至低于其调节死区，造成实际参与调节的电厂控制器PLC数量多、调节频繁，影响AGC机组的寿命。而且由于控制区内直接参与电网调节的电厂控制器PLC数量多，调度员进行电厂控制器PLC控制模式设置等人工干预的工作量也较大，影响调度员的工作效率。如何减少控制区内电厂控制器PLC的调节数量和总调节次数，减少调度员对AGC人工干预的工作量，提高AGC的自动化程度，就显得非常重要。目前还没有相关技术，能够解决以上问题。
发明内容
本发明目的是：本发明针对控制区内电厂控制器PLC数量较多时，AGC直接控制电厂控制器PLC会导致参与调节的电厂控制器PLC数量多、调节频繁、调度员人工干预的问题，提出了一种基于分组控制的电力系统自动发电控制方法，将控制区内的电厂控制器PLC进行分组，自动发电控制AGC按照电厂控制器PLC分组进行发电控制，实现电网有功发电和负荷的实时平衡，从而有效减少控制区内电厂控制器PLC的总调节次数，降低调度员人工干预的工作量，提高AGC控制的合理性和经济性。
本发明技术方案是：一种基于分组控制的电力系统自动发电控制方法。将控制区内的电厂控制器PLC分成多个分组，每个分组包含多个PLC，各分组具有不同的优先调节顺序，自动发电控制AGC按照电厂控制器PLC分组进行发电控制，实现电网有功发电和负荷的实时平衡。
当电网有调节需求时，根据电网区域控制偏差ACE和控制策略，考虑正在执行调节命令的电厂控制器PLC的保留调节功率，计算区域总调节功率。根据区域总调节功率的大小、各PLC分组的调节顺序以及PLC分组上升、下降方向的调节裕度，选择参与调节的PLC分组。
按照一定的分配原则，将区域总调节功率分配到PLC分组中的各PLC，并计算PLC的 目标功率，如果区域总调节功率未分配完，则选择下一个具有优先调节顺序的PLC分组，继续分配，直到所有调节功率分配完成。区域总调节功率在PLC分组内各PLC间进行分配时，如果未分配的区域总调节功率小于当前选中的PLC分组的最小调节功率时，采用顺序调节策略进行分配，否则采用比例分配调节策略进行分配。
区域总调节功率分配时，对承担计划基点模式或人工基点模式的电厂控制器PLC，设定一个允许调节区间，当电厂控制器PLC的实际出力超出允许调节区间后，在满足一定条件的情况下，执行回调策略，使电厂控制器PLC回到计划基点或人工基点。
根据本发明所给出的方法进行电力系统自动发电控制，能够有效减少控制区内PLC的总调节次数，降低调度员人工干预的工作量，提高AGC控制的合理性和经济性。
附图说明
图1为基于分组控制的电力系统自动发电控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施对本发明的技术方案进一步详细阐述。
本发明主要内容是将控制区内的电厂控制器PLC分成多个分组，每个分组包含多个PLC，各分组具有不同的优先调节顺序；当电网有调节需求时，考虑正在执行调节命令的PLC的保留调节功率，计算电网实际需要的区域总调节功率；根据区域总调节功率的大小、各PLC分组的调节顺序以及PLC分组上升、下降方向的调节裕度，选择参与调节的PLC分组；按照一定的分配原则，将区域总调节功率分配到PLC分组中的各PLC，并计算PLC的目标功率，如果区域总调节功率未分配完，则选择下一个具有优先调节顺序的PLC分组，继续分配，直到所有调节功率分配完成。
本发明提出的基于分组控制的电力系统自动发电控制方法，流程图如图1所示，其实现过程包括以下步骤：
1、电厂控制器PLC分组
将控制区内的电厂控制器PLC分成多个分组，每个分组包含多个电厂控制器PLC，各分组具有不同的优先调节顺序，调节顺序在前的电厂控制器PLC分组在电网调节时优先调节。分别统计各分组的实时出力、额定容量、AGC上限、AGC下限、上升速率、下降速率、上升方向最小调节功率、上升方向最大调节功率、下降方向最小调节功率、下降方向最大调节功率等。
2、区域总调节功率计算
根据电网区域控制偏差ACE和控制策略，考虑正在执行调节命令的电厂控制器PLC的保留调节功率，计算区域总调节功率。
3、电厂控制器PLC分组选择
根据区域总调节功率大小、各电厂控制器PLC分组的调节顺序以及电厂控制器PLC分组上升、下降方向的总调节裕度，选择参与调节的电厂控制器PLC分组。
4、调节功率分配
按照一定的分配原则，将区域总调节功率分配到电厂控制器PLC分组中的各电厂控制器PLC，并计算电厂控制器PLC的目标功率。
5、目标功率下发
将需要调节的电厂控制器PLC目标功率下发给电厂或机组执行。
下面通过具体实施方式做进一步说明。
1、考虑PLC保留调节功率的区域总调节功率计算
1)计算区域控制偏差ACE
当控制模式为恒定频率控制时，对应的控制模式为FFC，此时，区域控制偏差ACE计算如下：
ACE＝B*(f-f0)
其中，
B为区域频率偏差系数(MW/HZ)；
f为实测频率(HZ)；
f0电网额定频率(HZ)。
当控制模式为恒定联络线控制时，对应的控制模式为FTC，此时，区域控制偏差ACE计算如下：
ACE＝I-I0
其中，
I为区域联络线实际功率之和(MW)；
I0为区域计划净交换功率(MW)。
当控制模式为频率和联络线偏差控制，对应的控制模式为TBC，此时，区域控制偏差ACE描述如下：
ACE＝B*(f-f0)+(I-I0)
2)计算区域调节功率
区域调节功率计算如下：
PR＝Pp+PI+PS
其中，Pp＝-GpEACE，PI＝-GIIACE，PS＝-GSΔF，这里，Pp为调节功率的比例分量；Gp为比例增益系数；EACE为ACE值；PI为调节功率的积分分量；GI为积分增益系数；IACE为当前考核时段ACE积分值；PS为调节功率的频率支援分量；GS为频率增益系数；ΔF为频率偏差。
3)计算保留调节功率
保留调节功率等于当前正在执行调节的PLC的目标功率与实时出力偏差的总和。
4)计算区域实际总调节功率
区域实际总调节功率计算采用如下策略：
a)当计算调节功率为零，即AGC处于调节死区时，区域实际总调节功率为零，不进行调节；
b)当计算调节功率与保留调节功率同号，且计算调节功率的绝对值大于保留调节功率的绝对值，则区域实际总调节功率等于计算调节功率与保留调节功率的差；
c)当计算调节功率与保留调节功率同号，且计算调节功率的绝对值小于保留调节功率的绝对值，则区域实际总调节功率等于零；
d)当计算调节功率与保留调节功率异号，则区域实际总调节功率等于计算调节功率与保留调节功率的差。
2、电厂控制器PLC分组选择策略
根据当前区域总调节功率和各PLC分组调节顺序、上升和下降方向的最大调节功率，来决定需要参加调节的PLC分组，可以是一个PLC分组，也可以是多个PLC分组。
PLC分组选择时，按照分组调节顺序决定PLC分组选择次序。PLC分组调节顺序越小，则被选中进行控制的优先顺序越高。
PLC分组策略如下：
1)设置剩余调节功率＝实际调节功率；
2)按照未选中的PLC分组的调节顺序号进行排序，选择调节顺序号最小的那个PLC分组作为当前PLC分组；
3)如果剩余调节功率绝对值小于当前PLC分组的上升(下降)方向最小调节功率，则当前PLC分组被选中进行顺序调节，剩余调节功率为零；
4)如果剩余调节功率绝对值大于当前PLC分组的上升(下降)方向最小调节功率，且小于当前PLC分组的上升(下降)方向最大调节功率，则当前PLC分组被选中进行分配调节，剩余调节功率为零；
5)如果剩余调节功率绝对值大于当前PLC分组的上升(下降)方向最大调节功率，则当前PLC分组被选中进行分配调节，剩余调节功率减去当前PLC分组的上升(下降)方向最大调节功率，转2)；
6)重复上述过程，直到剩余调节功率为零或者所有PLC分组被选中。
3、调节功率分配策略
区域总调节功率在PLC分组内各PLC间进行分配时，如果未分配的区域总调节功率小于当前选中的PLC分组的最小调节功率时，采用顺序调节策略进行分配，否则采用比例分配调节策略进行分配。
1)顺序调节策略
所有参与调节的PLC按照序号，逐台进行最小分配量分配，并进行分配量累加，当分配量累加大于区域总调节功率，则停止继续分配。
2)比例分配调节策略
所有参与分配调节的PLC，按照调节功率分配比例系数进行分配，正在执行上次命令的PLC不参与分配。分配过程中，检测是否存在以下情况：①如果某PLC调节功率分配量小于最小调节分配量，则直接按最小分配量分配该PLC的调节量，扣除该情况PLC的分配总和后，将剩余功率按比例系数分配给其它PLC。②如果某PLC分配量超过最大调节量，则直接按最大分配量分配该PLC的调节量，将剩余功率按比例系数分配给其它PLC。重复上述过程，直到调节功率分配完成。
4、电厂控制器PLC回调策略
对承担计划基点模式或人工基点模式的电厂控制器PLC，如果PLC实时出力与计划出力的偏差超过了回调基带，则当AGC处于调节死区时，如果当前10分钟ACE平均值小于指定门槛值，则PLC执行回调策略，目标出力为当前计划出力，使电厂控制器PLC回到计划基点或人工基点。同时，一旦PLC计划被修改，也将执行回调策略，回调到当前计划值。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵 盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

  1. 一种基于分组控制的电力系统自动发电控制方法，其特征在于，具体步骤包括：
    步骤1：将控制区内的电厂控制器PLC进行分组；
    步骤2：根据电网区域控制偏差ACE和控制策略，计算区域总调节功率；
    步骤3：根据区域总调节功率大小，选择参与调节的电厂控制器PLC分组；
    步骤4：按照设置的分配原则，将区域总调节功率分配到电厂控制器PLC分组中的各电厂控制器PLC，并计算电厂控制器PLC的目标功率；
    步骤5：将需要调节的电厂控制器PLC目标功率下发给电厂或机组执行。
  2. 如权利要求1所述的一种基于分组控制的电力系统自动发电控制方法，其特征在于，步骤1中将控制区内的电厂控制器PLC分成多个分组，每个分组包含多个电厂控制器PLC，各分组设定不同的优先调节顺序，调节顺序在前的所述电厂控制器PLC分组在电网调节时优先调节。
  3. 如权利要求1所述的一种基于分组控制的电力系统自动发电控制方法，其特征在于，步骤2中计算的所述区域总调节功率考虑了正在执行调节命令的电厂控制器PLC的保留调节功率。
  4. 如权利要求1所述的一种基于分组控制的电力系统自动发电控制方法，其特征在于，步骤3中选择参与电网调节的所述电厂控制器PLC分组需要同时考虑所述电厂控制器PLC分组的优先调节顺序以及上升、下降方向的调节裕度。
  5. 如权利要求1所述的一种基于分组控制的电力系统自动发电控制方法，其特征在于，步骤4中，所述分配原则包括：对所述区域总调节功率在所述电厂控制器PLC分组内各电厂控制器PLC间进行分配时，如果未分配的所述区域总调节功率小于当前选中的所述电厂控制器PLC分组的最小调节功率时，采用顺序调节策略进行分配。
  6. 如权利要求1所述的一种基于分组控制的电力系统自动发电控制方法，其特征在于，步骤4中，所述分配原则包括：对所述区域总调节功率在所述电厂控制器PLC分组内各电厂控制器PLC间进行分配时，如果未分配的所述区域总调节功率大于当前选中的所述电厂控制器PLC分组的最小调节功率时，采用比例分配调节策略进行分配。
  7. 如权利要求1所述的一种基于分组控制的电力系统自动发电控制方法，其特征在于，步骤4中，对承担计划基点模式或人工基点模式的电厂控制器PLC，设定一个允许调节区间，当电厂控制器PLC的实际出力与计划出力的偏差超出允许调节区间后，如果AGC处于调节死区且当前10分钟ACE平均值小于指定门槛值，则执行回调策略，使电厂控制器PLC回到计划基点或人工基点。
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