本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)自動發(fā)電控制(AGC，Automatic Generation Control)技術領域，具體是一種基于分組控制的電力系統(tǒng)自動發(fā)電控制方法。
背景技術：
AGC在實現高質量電能的前提下以滿足電力供需實時平衡為目的，其根本任務是實現下列目標：1)維持電網頻率在允許誤差范圍之內，頻率累積誤差在限制值之內；2)控制互聯(lián)電網凈交換功率按計劃值運行，交換電能量在計劃限值之內；3)在滿足電網安全約束條件、電網頻率和對外凈交換功率計劃的情況下協(xié)調參與AGC電廠出力按最優(yōu)經濟分配原則運行，使電網獲得最大的效益。AGC是一種實時閉環(huán)控制應用，它的穩(wěn)定可靠運行是電力系統(tǒng)實時有功平衡、頻率和聯(lián)絡線功率穩(wěn)定的重要保證。
傳統(tǒng)AGC在對控制區(qū)進行發(fā)電控制時，通常是將計算出的區(qū)域總調節(jié)功率直接分配到各電廠控制器PLC，當控制區(qū)內電廠控制器PLC數量較多時，這種分配方法會導致每個電廠控制器PLC承擔的調節(jié)功率較小甚至低于其調節(jié)死區(qū)，造成實際參與調節(jié)的電廠控制器PLC數量多、調節(jié)頻繁，影響AGC機組的壽命。而且由于控制區(qū)內直接參與電網調節(jié)的電廠控制器PLC數量多，調度員進行電廠控制器PLC控制模式設置等人工干預的工作量也較大，影響調度員的工作效率。如何減少控制區(qū)內電廠控制器PLC的調節(jié)數量和總調節(jié)次數，減少調度員對AGC人工干預的工作量，提高AGC的自動化程度，就顯得非常重要。目前還沒有相關技術，能夠解決以上問題。
技術實現要素：
本發(fā)明目的是：本發(fā)明針對控制區(qū)內電廠控制器PLC數量較多時，AGC直接控制電廠控制器PLC會導致參與調節(jié)的電廠控制器PLC數量多、調節(jié)頻繁、調度員人工干預的問題，提出了一種基于分組控制的電力系統(tǒng)自動發(fā)電控制方法，將控制區(qū)內的電廠控制器PLC進行分組，自動發(fā)電控制AGC按照電廠控制器PLC分組進行發(fā)電控制，實現電網有功發(fā)電和負荷的實時平衡，從而有效減少控制區(qū)內電廠控制器PLC的總調節(jié)次數，降低調度員人工干預的工作量，提高AGC控制的合理性和經濟性。
本發(fā)明技術方案是：一種基于分組控制的電力系統(tǒng)自動發(fā)電控制方法。將控制區(qū)內的電廠控制器PLC分成多個分組，每個分組包含多個PLC，各分組具有不同的優(yōu)先調節(jié)順序，自動發(fā)電控制AGC按照電廠控制器PLC分組進行發(fā)電控制，實現電網有功發(fā)電和負荷的實時平衡。
當電網有調節(jié)需求時，根據電網區(qū)域控制偏差ACE和控制策略，考慮正在執(zhí)行調節(jié)命令的電廠控制器PLC的保留調節(jié)功率，計算區(qū)域總調節(jié)功率。根據區(qū)域總調節(jié)功率的大小、各PLC分組的調節(jié)順序以及PLC分組上升、下降方向的調節(jié)裕度，選擇參與調節(jié)的PLC分組。
按照一定的分配原則，將區(qū)域總調節(jié)功率分配到PLC分組中的各PLC，并計算PLC的目標功率，如果區(qū)域總調節(jié)功率未分配完，則選擇下一個具有優(yōu)先調節(jié)順序的PLC分組，繼續(xù)分配，直到所有調節(jié)功率分配完成。區(qū)域總調節(jié)功率在PLC分組內各PLC間進行分配時，如果未分配的區(qū)域總調節(jié)功率小于當前選中的PLC分組的最小調節(jié)功率時，采用順序調節(jié)策略進行分配，否則采用比例分配調節(jié)策略進行分配。
區(qū)域總調節(jié)功率分配時，對承擔計劃基點模式或人工基點模式的電廠控制器PLC，設定一個允許調節(jié)區(qū)間，當電廠控制器PLC的實際出力超出允許調節(jié)區(qū)間后，在滿足一定條件的情況下，執(zhí)行回調策略，使電廠控制器PLC回到計劃基點或人工基點。
根據本發(fā)明所給出的方法進行電力系統(tǒng)自動發(fā)電控制，能夠有效減少控制區(qū)內PLC的總調節(jié)次數，降低調度員人工干預的工作量，提高AGC控制的合理性和經濟性。
附圖說明
圖1為基于分組控制的電力系統(tǒng)自動發(fā)電控制流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施對本發(fā)明的技術方案進一步詳細闡述。
本發(fā)明主要內容是將控制區(qū)內的電廠控制器PLC分成多個分組，每個分組包含多個PLC，各分組具有不同的優(yōu)先調節(jié)順序；當電網有調節(jié)需求時，考慮正在執(zhí)行調節(jié)命令的PLC的保留調節(jié)功率，計算電網實際需要的區(qū)域總調節(jié)功率；根據區(qū)域總調節(jié)功率的大小、各PLC分組的調節(jié)順序以及PLC分組上升、下降方向的調節(jié)裕度，選擇參與調節(jié)的PLC分組；按照一定的分配原則，將區(qū)域總調節(jié)功率分配到PLC分組中的各PLC，并計算PLC的目標功率，如果區(qū)域總調節(jié)功率未分配完，則選擇下一個具有優(yōu)先調節(jié)順序的PLC分組，繼續(xù)分配，直到所有調節(jié)功率分配完成。
本發(fā)明提出的基于分組控制的電力系統(tǒng)自動發(fā)電控制方法，流程圖如圖1所示，其實現過程包括以下步驟：
1、電廠控制器PLC分組
將控制區(qū)內的電廠控制器PLC分成多個分組，每個分組包含多個電廠控制器PLC，各分組具有不同的優(yōu)先調節(jié)順序，調節(jié)順序在前的電廠控制器PLC分組在電網調節(jié)時優(yōu)先調節(jié)。分別統(tǒng)計各分組的實時出力、額定容量、AGC上限、AGC下限、上升速率、下降速率、上升方向最小調節(jié)功率、上升方向最大調節(jié)功率、下降方向最小調節(jié)功率、下降方向最大調節(jié)功率等。
2、區(qū)域總調節(jié)功率計算
根據電網區(qū)域控制偏差ACE和控制策略，考慮正在執(zhí)行調節(jié)命令的電廠控制器PLC的保留調節(jié)功率，計算區(qū)域總調節(jié)功率。
3、電廠控制器PLC分組選擇
根據區(qū)域總調節(jié)功率大小、各電廠控制器PLC分組的調節(jié)順序以及電廠控制器PLC分組上升、下降方向的總調節(jié)裕度，選擇參與調節(jié)的電廠控制器PLC分組。
4、調節(jié)功率分配
按照一定的分配原則，將區(qū)域總調節(jié)功率分配到電廠控制器PLC分組中的各電廠控制器PLC，并計算電廠控制器PLC的目標功率。
5、目標功率下發(fā)
將需要調節(jié)的電廠控制器PLC目標功率下發(fā)給電廠或機組執(zhí)行。
下面通過具體實施方式做進一步說明。
1、考慮PLC保留調節(jié)功率的區(qū)域總調節(jié)功率計算
1)計算區(qū)域控制偏差ACE
當控制模式為恒定頻率控制時，對應的控制模式為FFC，此時，區(qū)域控制偏差ACE計算如下：
ACE＝B*(f-f0)
其中，
B為區(qū)域頻率偏差系數(MW/HZ)；
f為實測頻率(HZ)；
f0電網額定頻率(HZ)。
當控制模式為恒定聯(lián)絡線控制時，對應的控制模式為FTC，此時，區(qū)域控制偏差ACE計算如下：
ACE＝I-I0
其中，
I為區(qū)域聯(lián)絡線實際功率之和(MW)；
I0為區(qū)域計劃凈交換功率(MW)。
當控制模式為頻率和聯(lián)絡線偏差控制，對應的控制模式為TBC，此時，區(qū)域控制偏差ACE描述如下：
ACE＝B*(f-f0)+(I-I0)
2)計算區(qū)域調節(jié)功率
區(qū)域調節(jié)功率計算如下：
PR＝Pp+PI+PS
其中，Pp＝-GpEACE，PI＝-GIIACE，PS＝-GSΔF，這里，Pp為調節(jié)功率的比例分量；Gp為比例增益系數；EACE為ACE值；PI為調節(jié)功率的積分分量；GI為積分增益系數；IACE為當前考核時段ACE積分值；PS為調節(jié)功率的頻率支援分量；GS為頻率增益系數；ΔF為頻率偏差。
3)計算保留調節(jié)功率
保留調節(jié)功率等于當前正在執(zhí)行調節(jié)的PLC的目標功率與實時出力偏差的總和。
4)計算區(qū)域實際總調節(jié)功率
區(qū)域實際總調節(jié)功率計算采用如下策略：
a)當計算調節(jié)功率為零，即AGC處于調節(jié)死區(qū)時，區(qū)域實際總調節(jié)功率為零，不進行調節(jié)；
b)當計算調節(jié)功率與保留調節(jié)功率同號，且計算調節(jié)功率的絕對值大于保留調節(jié)功率的絕對值，則區(qū)域實際總調節(jié)功率等于計算調節(jié)功率與保留調節(jié)功率的差；
c)當計算調節(jié)功率與保留調節(jié)功率同號，且計算調節(jié)功率的絕對值小于保留調節(jié)功率的絕對值，則區(qū)域實際總調節(jié)功率等于零；
d)當計算調節(jié)功率與保留調節(jié)功率異號，則區(qū)域實際總調節(jié)功率等于計算調節(jié)功率與保留調節(jié)功率的差。
2、電廠控制器PLC分組選擇策略
根據當前區(qū)域總調節(jié)功率和各PLC分組調節(jié)順序、上升和下降方向的最大調節(jié)功率，來決定需要參加調節(jié)的PLC分組，可以是一個PLC分組，也可以是多個PLC分組。
PLC分組選擇時，按照分組調節(jié)順序決定PLC分組選擇次序。PLC分組調節(jié)順序越小，則被選中進行控制的優(yōu)先順序越高。
PLC分組策略如下：
1)設置剩余調節(jié)功率＝實際調節(jié)功率；
2)按照未選中的PLC分組的調節(jié)順序號進行排序，選擇調節(jié)順序號最小的那個PLC分組作為當前PLC分組；
3)如果剩余調節(jié)功率絕對值小于當前PLC分組的上升(下降)方向最小調節(jié)功率，則當前PLC分組被選中進行順序調節(jié)，剩余調節(jié)功率為零；
4)如果剩余調節(jié)功率絕對值大于當前PLC分組的上升(下降)方向最小調節(jié)功率，且小于當前PLC分組的上升(下降)方向最大調節(jié)功率，則當前PLC分組被選中進行分配調節(jié)，剩余調節(jié)功率為零；
5)如果剩余調節(jié)功率絕對值大于當前PLC分組的上升(下降)方向最大調節(jié)功率，則當前PLC分組被選中進行分配調節(jié)，剩余調節(jié)功率減去當前PLC分組的上升(下降)方向最大調節(jié)功率，轉2)；
6)重復上述過程，直到剩余調節(jié)功率為零或者所有PLC分組被選中。
3、調節(jié)功率分配策略
區(qū)域總調節(jié)功率在PLC分組內各PLC間進行分配時，如果未分配的區(qū)域總調節(jié)功率小于當前選中的PLC分組的最小調節(jié)功率時，采用順序調節(jié)策略進行分配，否則采用比例分配調節(jié)策略進行分配。
1)順序調節(jié)策略
所有參與調節(jié)的PLC按照序號，逐臺進行最小分配量分配，并進行分配量累加，當分配量累加大于區(qū)域總調節(jié)功率，則停止繼續(xù)分配。
2)比例分配調節(jié)策略
所有參與分配調節(jié)的PLC，按照調節(jié)功率分配比例系數進行分配，正在執(zhí)行上次命令的PLC不參與分配。分配過程中，檢測是否存在以下情況：①如果某PLC調節(jié)功率分配量小于最小調節(jié)分配量，則直接按最小分配量分配該PLC的調節(jié)量，扣除該情況PLC的分配總和后，將剩余功率按比例系數分配給其它PLC。②如果某PLC分配量超過最大調節(jié)量，則直接按最大分配量分配該PLC的調節(jié)量，將剩余功率按比例系數分配給其它PLC。重復上述過程，直到調節(jié)功率分配完成。
4、電廠控制器PLC回調策略
對承擔計劃基點模式或人工基點模式的電廠控制器PLC，如果PLC實時出力與計劃出力的偏差超過了回調基帶，則當AGC處于調節(jié)死區(qū)時，如果當前10分鐘ACE平均值小于指定門檻值，則PLC執(zhí)行回調策略，目標出力為當前計劃出力，使電廠控制器PLC回到計劃基點或人工基點。同時，一旦PLC計劃被修改，也將執(zhí)行回調策略，回調到當前計劃值。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。