專利名稱：日前計(jì)劃多尺度逼近的發(fā)電計(jì)劃閉環(huán)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)有功控制領(lǐng)域，涉及一種發(fā)電計(jì)劃閉環(huán)控制方法。
背景技術(shù)：
隨著電網(wǎng)規(guī)模的日益擴(kuò)大和自動(dòng)化水平的不斷提高，以及CPS評價(jià)機(jī)制的引入，對調(diào)度運(yùn)行和EMS系統(tǒng)的功能優(yōu)化提出了更高的要求。在滿足具有較好CPS指標(biāo)的前提下，如何能夠充分發(fā)揮機(jī)組的調(diào)節(jié)性能，達(dá)到區(qū)域調(diào)節(jié)需求在各機(jī)組間進(jìn)行合理分配，并且使機(jī)組的調(diào)節(jié)動(dòng)作能夠?qū)崟r(shí)反映日前發(fā)電計(jì)劃的特征，實(shí)現(xiàn)機(jī)組計(jì)劃、機(jī)組性能和區(qū)域指標(biāo)的“共贏”，則成為了當(dāng)前AGC (自動(dòng)發(fā)電控制)系統(tǒng)必須解決的問題。另外，為了滿足電力市場的需要，將電力市場的日前計(jì)劃送入實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)，以充分反映日前計(jì)劃在調(diào)度上的意義，同時(shí)體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性和公平性。在日前電力市場環(huán)境下，日前發(fā)電計(jì)劃是根據(jù)各發(fā)電廠的報(bào)價(jià)曲線、短期負(fù)荷預(yù)測的結(jié)果通過市場出清數(shù)學(xué)模型的計(jì)算而生成的，日前計(jì)劃和短期負(fù)荷預(yù)測是滿足發(fā)用電平衡約束的。如果日前計(jì)劃得不到執(zhí)行，各發(fā)電廠的報(bào)價(jià)行為就難以反映為機(jī)組的實(shí)際出力水平，僅存的只是在電量結(jié)算上的意義，即日前計(jì)劃與合同分解曲線之差決定了以市場價(jià)結(jié)算的電量，日前計(jì)劃水平越高，以市場價(jià)結(jié)算的電量也就越多。因此，日前計(jì)劃由于缺乏實(shí)時(shí)調(diào)度上的意義而處于一種尷尬境地，市場出清的嚴(yán)肅性受到挑戰(zhàn)。如果能在AGC實(shí)時(shí)控制過程中引入機(jī)組的日前計(jì)劃，機(jī)組在調(diào)節(jié)ACE(區(qū)域控制偏差)的同時(shí)盡可能逼近計(jì)劃值，那么既可以滿足全網(wǎng)的發(fā)用電平衡的約束，又能有效提高機(jī)組完成發(fā)電計(jì)劃的水平，保障機(jī)組日前發(fā)電計(jì)劃的順利實(shí)施。電力系統(tǒng)中針對發(fā)電計(jì)劃的引入AGC (自動(dòng)發(fā)電控制)實(shí)時(shí)有功控制技術(shù)目前有如下方法:
文獻(xiàn)一《華北電網(wǎng)一體化調(diào)度計(jì)劃和實(shí)時(shí)發(fā)電控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》(電網(wǎng)技術(shù)2005年第29卷第I期8第6頁)全面闡述了華北電網(wǎng)一體化調(diào)度計(jì)劃和實(shí)時(shí)發(fā)電控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和基本功能，包括中長期發(fā)電計(jì)劃、日發(fā)電計(jì)劃的編制、動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度和AGC閉環(huán)控制。這些計(jì)劃和控制級的應(yīng)用程序與網(wǎng)絡(luò)分析級的應(yīng)用程序都運(yùn)行在統(tǒng)一的CC-2000平臺上，各程序之間共享實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、畫面管理系統(tǒng)和許多公用的模塊，既減少了系統(tǒng)維護(hù)的工作量又保證了系統(tǒng)的高度一致性，形成了一套完整統(tǒng)一的EMS系統(tǒng)。文獻(xiàn)一從日前計(jì)劃出發(fā)，根據(jù)動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度的原則，實(shí)時(shí)修正日前計(jì)劃得到機(jī)組的日內(nèi)計(jì)劃，并將機(jī)組的日內(nèi)機(jī)組發(fā)送給AGC，AGC根據(jù)接收到的日內(nèi)計(jì)劃進(jìn)行嚴(yán)格跟蹤，最終實(shí)現(xiàn)發(fā)電計(jì)劃與AGC的閉環(huán)控制。該文獻(xiàn)中的發(fā)電計(jì)劃閉環(huán)基于日前計(jì)劃，但實(shí)際執(zhí)行的是日內(nèi)計(jì)劃，由于對日前計(jì)劃進(jìn)行了修改，與傳統(tǒng)意義上的“三公”調(diào)度及電力市場環(huán)境下的機(jī)組計(jì)劃完成有所背離。另外，文獻(xiàn)中提到的發(fā)電計(jì)劃閉環(huán)控制，要求機(jī)組嚴(yán)格跟蹤計(jì)劃，從一定程度上限制了機(jī)組的調(diào)節(jié)能力，為了保證區(qū)域整體控制性能，要求投入大量的火電機(jī)組參與調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是對現(xiàn)有技術(shù)方案進(jìn)行完善與改進(jìn)，提供日前計(jì)劃多尺度逼近的發(fā)電計(jì)劃閉環(huán)控制方法，以達(dá)到在保證控制區(qū)域整體控制性能的前提下，兼顧發(fā)電機(jī)組日前計(jì)劃的順利實(shí)施，實(shí)現(xiàn)機(jī)組計(jì)劃、機(jī)組性能和區(qū)域指標(biāo)的“共贏”的目的。為此，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案。日前計(jì)劃多尺度逼近的發(fā)電計(jì)劃閉環(huán)控制方法，其特征在于包括以下步驟:
1)在互聯(lián)電網(wǎng)系統(tǒng)中設(shè)一個(gè)主控制區(qū)域模塊，主控制區(qū)域模塊用于互聯(lián)電網(wǎng)的常規(guī)區(qū)域控制，控制目標(biāo)包括維持電網(wǎng)的頻率在控制范圍內(nèi)、和/或維持本控制區(qū)域與其它相鄰控制區(qū)域的交換功率為給定計(jì)劃值；
2)主控制區(qū)域模塊連接一自動(dòng)發(fā)電控制模塊，機(jī)組通過數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控模塊將機(jī)組實(shí)際出力反饋給自動(dòng)發(fā)電控制模塊，自動(dòng)發(fā)電控制模塊確定機(jī)組目標(biāo)出力并通過數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控模塊控制機(jī)組出力；
3)自動(dòng)發(fā)電控制模塊設(shè)計(jì)劃跟蹤模式單元、計(jì)劃帶寬模式單元及計(jì)劃偏差優(yōu)先模式單元；當(dāng)機(jī)組需要嚴(yán)格跟蹤計(jì)劃，計(jì)劃跟蹤模式單元運(yùn)行，機(jī)組的控制目標(biāo)嚴(yán)格為機(jī)組的日前計(jì)劃，當(dāng)機(jī)組的實(shí)際出力與計(jì)劃出力偏差超過機(jī)組的控制死區(qū)時(shí)，立即下發(fā)機(jī)組的計(jì)劃出力作為機(jī)組的目標(biāo)出力，實(shí)現(xiàn)機(jī)組計(jì)劃的嚴(yán)格跟蹤；當(dāng)機(jī)組跟蹤計(jì)劃較好又必須預(yù)留出一部分調(diào)節(jié)空間參與全網(wǎng)區(qū)域控制偏差控制時(shí)，計(jì)劃帶寬模式單元工作，以機(jī)組的發(fā)電計(jì)劃為基準(zhǔn)，上下擴(kuò)充一定的帶寬，形成計(jì)劃值調(diào)整帶，作為計(jì)劃帶寬模式的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)范圍，在正常情況下，機(jī)組只能在此計(jì)劃值調(diào)整帶范圍內(nèi)上下調(diào)節(jié)，只有當(dāng)計(jì)劃值無效或者人工放開約束時(shí)，才恢復(fù)成原來的調(diào)節(jié)范圍；當(dāng)日前計(jì)劃與實(shí)際負(fù)荷情況超過設(shè)定值，或控制區(qū)域的區(qū)域控制偏差超過設(shè)定值，需部分機(jī)組增大調(diào)節(jié)范圍，以保證控制區(qū)域的控制性能，計(jì)劃偏差優(yōu)先模式單元工作，對機(jī)組按優(yōu)先級排序，偏差量按機(jī)組最大分配量分配給排名第一的機(jī)組，剩下的偏差量按機(jī)組最大分配量再分配給排名第二的機(jī)組，依次類推直至偏差量完全分完或機(jī)組全部參與分配，計(jì)劃偏差優(yōu)先模式單元將機(jī)組的實(shí)際出力加上機(jī)組的調(diào)節(jié)分配量作為機(jī)組的目標(biāo)出力發(fā)送至數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控模塊。作為對上述技術(shù)方案的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充，本發(fā)明還包括以下附加技術(shù)特征。計(jì)劃帶寬模式單元及計(jì)劃偏差優(yōu)先模式單元組合構(gòu)成用于計(jì)算區(qū)域控制偏差以控制區(qū)頻率值和控制區(qū)實(shí)際交換與計(jì)劃交換偏差的區(qū)域控制偏差計(jì)算子模塊。計(jì)劃帶寬模式單元工作時(shí)，調(diào)整帶生成方法如下:設(shè)計(jì)劃值為
P,,機(jī)組調(diào)節(jié)上限為,機(jī)組調(diào)節(jié)下限為P-,帶寬力μ凋整帶上限為,調(diào)整帶下限為Bmkl ;調(diào)整帶邊界為
權(quán)利要求
1.日前計(jì)劃多尺度逼近的發(fā)電計(jì)劃閉環(huán)控制方法，其特征在于包括以下步驟: 1)在互聯(lián)電網(wǎng)系統(tǒng)中設(shè)一個(gè)主控制區(qū)域模塊，主控制區(qū)域模塊用于互聯(lián)電網(wǎng)的常規(guī)區(qū)域控制，控制目標(biāo)包括維持電網(wǎng)的頻率在控制范圍內(nèi)、和/或維持本控制區(qū)域與其它相鄰控制區(qū)域的交換功率為給定計(jì)劃值； 2)主控制區(qū)域模塊連接一自動(dòng)發(fā)電控制模塊，機(jī)組通過數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控模塊將機(jī)組實(shí)際出力反饋給自動(dòng)發(fā)電控制模塊，自動(dòng)發(fā)電控制模塊確定機(jī)組目標(biāo)出力并通過數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控模塊控制機(jī)組出力； 3)自動(dòng)發(fā)電控制模塊設(shè)計(jì)劃跟蹤模式單元、計(jì)劃帶寬模式單元及計(jì)劃偏差優(yōu)先模式單元；當(dāng)機(jī)組需要嚴(yán)格跟蹤計(jì)劃，計(jì)劃跟蹤模式單元運(yùn)行，機(jī)組的控制目標(biāo)嚴(yán)格為機(jī)組的日前計(jì)劃，當(dāng)機(jī)組的實(shí)際出力與計(jì)劃出力偏差超過機(jī)組的控制死區(qū)時(shí)，立即下發(fā)機(jī)組的計(jì)劃出力作為機(jī)組的目標(biāo)出力，實(shí)現(xiàn)機(jī)組計(jì)劃的嚴(yán)格跟蹤；當(dāng)機(jī)組跟蹤計(jì)劃較好又必須預(yù)留出一部分調(diào)節(jié)空間參與全網(wǎng)區(qū)域控制偏差控制時(shí)，計(jì)劃帶寬模式單元工作，以機(jī)組的發(fā)電計(jì)劃為基準(zhǔn)，上下擴(kuò)充一定的帶寬，形成計(jì)劃值調(diào)整帶，作為計(jì)劃帶寬模式的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)范圍，在正常情況下，機(jī)組只能在此計(jì)劃值調(diào)整帶范圍內(nèi)上下調(diào)節(jié)，只有當(dāng)計(jì)劃值無效或者人工放開約束時(shí)，才恢復(fù)成原來的調(diào)節(jié)范圍；當(dāng)日前計(jì)劃與實(shí)際負(fù)荷情況超過設(shè)定值，或控制區(qū)域的區(qū)域控制偏差超過設(shè)定值，需部分機(jī)組增大調(diào)節(jié)范圍，以保證控制區(qū)域的控制性能，計(jì)劃偏差優(yōu)先模式單元工作，對機(jī)組按優(yōu)先級排序，偏差量按機(jī)組最大分配量分配給排名第一的機(jī)組，剩下的偏差量按機(jī)組最大分配量再分配給排名第二的機(jī)組，依次類推直至偏差量完全分完或機(jī)組全部參與分配，計(jì)劃偏差優(yōu)先模式單元將機(jī)組的實(shí)際出力加上機(jī)組的調(diào)節(jié)分配量作為機(jī)組的目標(biāo)出力發(fā)送至數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的日前計(jì)劃多尺度逼近的發(fā)電計(jì)劃閉環(huán)控制方法，其特征在于:計(jì)劃帶寬模式單元及計(jì)劃偏差優(yōu)先模式單元組合構(gòu)成用于計(jì)算區(qū)域控制偏差以控制區(qū)頻率值和控制區(qū)實(shí)際交換與計(jì)劃交換偏差的區(qū)域控制偏差計(jì)算子模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的日前計(jì)劃多尺度逼近的發(fā)電計(jì)劃閉環(huán)控制方法，其特征在于:計(jì)劃帶寬模式單 元工作時(shí)，調(diào)整帶生成方法如下:設(shè)計(jì)劃值為巧，機(jī)組調(diào)節(jié)上限為P.,機(jī)組調(diào)節(jié)下限為帶寬為W，調(diào)整帶上限為L ,調(diào)整帶下限為Bmkl ;調(diào)整帶邊界為I =巧+w ,Smin=P1-W ;同時(shí)要根據(jù)以下條件進(jìn)行修正: 當(dāng)/ +w > 時(shí)，S麗=P飄； 當(dāng)巧—w < 時(shí)，β— = Pmjtl。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的日前計(jì)劃多尺度逼近的發(fā)電計(jì)劃閉環(huán)控制方法，其特征在于:計(jì)劃偏差優(yōu)先模式單元工作時(shí)，先將所有計(jì)劃偏差優(yōu)先模式機(jī)組設(shè)置成一個(gè)控制組，組內(nèi)調(diào)節(jié)需求的分配策略為優(yōu)先級，優(yōu)先級的排序因子為機(jī)組的計(jì)劃偏差率，計(jì)算方法如式所示: P.—PtK =」一^生 =1,..、Ν P.02 式中:巧為機(jī)組的排序因子，巧為機(jī)組的實(shí)際出力，4為機(jī)組實(shí)時(shí)的計(jì)劃出力，Pa為機(jī)組的裝機(jī)容量，N為所有計(jì)劃偏差優(yōu)先模式機(jī)組的總數(shù)；若區(qū)域控制偏差為正時(shí)，表示本控制區(qū)需要機(jī)組減出力，此時(shí)排序因子大的機(jī)組排序靠前；若區(qū)域控制偏差為負(fù)時(shí)，表示本控制區(qū)需 要機(jī)組增加出力，此時(shí)排序因子小的機(jī)組排序靠前。
全文摘要
日前計(jì)劃多尺度逼近的發(fā)電計(jì)劃閉環(huán)控制方法，涉及一種發(fā)電計(jì)劃閉環(huán)控制方法。目前，發(fā)電計(jì)劃閉環(huán)控制要求機(jī)組嚴(yán)格跟蹤計(jì)劃，從一定程度上限制了機(jī)組的調(diào)節(jié)能力，為了保證區(qū)域整體控制性能，要求投入大量的火電機(jī)組參與調(diào)節(jié)。本發(fā)明包括以下步驟1)在互聯(lián)電網(wǎng)系統(tǒng)中設(shè)一個(gè)主控制區(qū)域模塊；2)主控制區(qū)域模塊連接一自動(dòng)發(fā)電控制模塊；3)自動(dòng)發(fā)電控制模塊設(shè)計(jì)劃跟蹤模式單元、計(jì)劃帶寬模式單元及計(jì)劃偏差優(yōu)先模式單元。本技術(shù)方案通過將機(jī)組根據(jù)自身需要設(shè)置成不同的計(jì)劃控制模式，實(shí)現(xiàn)機(jī)組日前計(jì)劃的多尺度逼近，在保證控制區(qū)域整體控制性能的前提下，兼顧發(fā)電機(jī)組日前計(jì)劃的順利實(shí)施，實(shí)現(xiàn)機(jī)組計(jì)劃、機(jī)組性能和區(qū)域指標(biāo)的“共贏”。
文檔編號H02J3/06GK103199538SQ20121000584
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者肖艷煒, 夏翔, 吳繼平, 李英, 盧敏 申請人:浙江省電力公司, 國電南瑞科技股份有限公司, 國家電網(wǎng)公司