一種電網(wǎng)預(yù)調(diào)節(jié)輔助決策方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種電網(wǎng)預(yù)調(diào)節(jié)輔助決策方法，基于受阻控制區(qū)實時發(fā)電和/或超短期發(fā)電負(fù)荷預(yù)測結(jié)果，計算所述受阻控制區(qū)實時的和未來第一時間長度內(nèi)的上、下調(diào)節(jié)裕度；根據(jù)所述上、下調(diào)節(jié)裕度情況進行告警；當(dāng)發(fā)生告警時，根據(jù)各電廠的預(yù)調(diào)節(jié)指標(biāo)所確定的排序，進行人工干預(yù)調(diào)節(jié)。通過本發(fā)明提出的方法，通過對電網(wǎng)實時調(diào)節(jié)裕度和未來調(diào)節(jié)裕度的計算、監(jiān)視和告警，能夠在電網(wǎng)即將喪失調(diào)節(jié)能力時，向調(diào)度員提前發(fā)出預(yù)警，以提醒調(diào)度員注意；同時給出電廠預(yù)調(diào)節(jié)的優(yōu)先次序，幫助調(diào)度員選擇最合適的電廠進行人工干預(yù)調(diào)節(jié)，實現(xiàn)電網(wǎng)預(yù)調(diào)節(jié)輔助決策，滿足電網(wǎng)AGC控制的需要。
【專利說明】一種電網(wǎng)預(yù)調(diào)節(jié)輔助決策方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)自動發(fā)電控制(AGC)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體利用自動發(fā)電控制和超短期負(fù)荷預(yù)測結(jié)果對電網(wǎng)進行預(yù)調(diào)節(jié)的一種輔助決策方法。
【背景技術(shù)】
[0002]AGC在實現(xiàn)聞質(zhì)量電能的如提下以滿足電力供需實時平衡為目的，其根本任務(wù)是實現(xiàn)下列目標(biāo):1)維持電網(wǎng)頻率在允許誤差范圍之內(nèi)，頻率累積誤差在限制值之內(nèi)；2)控制互聯(lián)電網(wǎng)凈交換功率按計劃值運行，交換電能量在計劃限值之內(nèi)；3)在滿足電網(wǎng)安全約束條件、電網(wǎng)頻率和對外凈交換功率計劃的情況下協(xié)調(diào)參與AGC電廠出力按最優(yōu)經(jīng)濟分配原則運行，使電網(wǎng)獲得最大的效益。AGC是一種實時閉環(huán)控制應(yīng)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(luò)線功率穩(wěn)定的重要保證。
[0003]通常情況下，AGC根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)的控制模式、實時頻率、計劃頻率、聯(lián)絡(luò)線交換功率和交換計劃，計算區(qū)域控制偏差，并將調(diào)節(jié)功率下發(fā)到電廠進行發(fā)電控制。理論情況下，只要電力系統(tǒng)中的AGC機組具有足夠的調(diào)節(jié)能力，AGC可以無需人工干預(yù)而自動完成電網(wǎng)的發(fā)電控制。但在實際情況下，隨著電力系統(tǒng)負(fù)荷的變化，當(dāng)前AGC機組的調(diào)節(jié)能力(包括上調(diào)節(jié)和下調(diào)節(jié))未必能滿足AGC的調(diào)節(jié)需求，需要調(diào)度員進行人工干預(yù)(包括水電機組開停機、修改火電機組出力、修改機組控制模式、修改發(fā)電計劃等手段)以保證電網(wǎng)有足夠的調(diào)節(jié)能力，滿足AGC控制的需求，這就需要能夠提供一種輔助決策手段，能夠在電網(wǎng)即將喪失調(diào)節(jié)能力時，向調(diào)度員提前發(fā)出預(yù)警，以提醒調(diào)度員注意，同時給出電廠預(yù)調(diào)節(jié)的優(yōu)先次序，以幫助調(diào)度員選擇最合適的電廠進行人工干預(yù)調(diào)節(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是:本發(fā)明提出了一種電網(wǎng)預(yù)調(diào)節(jié)輔助決策方法，判斷并決定啟動調(diào)節(jié)干預(yù)功能，解決AGC調(diào)節(jié)能力超出調(diào)節(jié)需求的問題。
[0005]本發(fā)明技術(shù)方案是:
[0006]基于受阻控制區(qū)實時發(fā)電和/或超短期發(fā)電負(fù)荷預(yù)測結(jié)果，計算受阻控制區(qū)實時的和未來第一時間長度內(nèi)的上、下調(diào)節(jié)裕度；根據(jù)上、下調(diào)節(jié)裕度情況進行告警；當(dāng)發(fā)生告警時，根據(jù)各電廠的預(yù)調(diào)節(jié)指標(biāo)所確定的排序，進行人工干預(yù)調(diào)節(jié)。
[0007]其中，計算控制區(qū)實時的上、下調(diào)節(jié)裕度具體指:
[0008]首先基于實時發(fā)電負(fù)荷，計算受阻控制區(qū)所有AGC機組的實際上調(diào)節(jié)備用總和值，然后將實際上調(diào)節(jié)總和值與受阻控制區(qū)聯(lián)絡(luò)線斷面裕度相比較，取所述實際上調(diào)節(jié)總和值及斷面裕度的較小值，作為受阻控制區(qū)的實時上調(diào)節(jié)裕度；
[0009]受阻控制區(qū)所有AGC機組的實際下調(diào)節(jié)備用總和值作為受阻控制區(qū)的實時下調(diào)節(jié)裕度。
[0010]計算受阻控制區(qū)未來第一時間長度內(nèi)的上、下調(diào)節(jié)裕度具體指:
[0011]基于受阻控制區(qū)超短期發(fā)電負(fù)荷預(yù)測結(jié)果，在第一時間長度內(nèi)，每隔第二時間間隔計算一次受阻控制區(qū)的未來上調(diào)節(jié)裕度，具體方法是計算受阻控制區(qū)所有AGC機組的預(yù)測上調(diào)節(jié)備用總和值，然后將該總和值與受阻控制區(qū)聯(lián)絡(luò)線斷面裕度相比較，取該總和值及斷面裕度的較小值作為未來上調(diào)節(jié)裕度；
[0012]未來第一時間長度內(nèi)的受阻控制區(qū)的預(yù)測下調(diào)節(jié)裕度為受阻控制區(qū)所有AGC機組在未來第一時間長度內(nèi)的預(yù)測下調(diào)節(jié)備用總和值。
[0013]根據(jù)上、下調(diào)節(jié)裕度情況進行告警具體指:當(dāng)受阻控制區(qū)實時的或未來第一時間長度內(nèi)的上、下調(diào)節(jié)裕度小于閾值時，進行第二告警；當(dāng)受阻控制區(qū)實時的或未來第一時間長度內(nèi)的上、下調(diào)節(jié)裕度等于或小于零時，進行第一告警。
[0014]各電廠的預(yù)調(diào)節(jié)指標(biāo)所確定的排序具體指:根據(jù)電廠可調(diào)出力、電廠方式計劃與實時發(fā)電不匹配量進行加權(quán)計算，得到各電廠總的預(yù)調(diào)節(jié)指標(biāo)值，并根據(jù)該值進行電廠優(yōu)先排序。
[0015]電廠可調(diào)出力分為電廠可上調(diào)出力和電廠可下調(diào)出力；電廠可上調(diào)出力由各AGC機組的可上調(diào)出力累加得到，電廠可下調(diào)出力由各AGC機組的可下調(diào)出力累加得到；其中，AGC機組的可上調(diào)出力為該機組調(diào)節(jié)上限減去該機組實時出力，AGC機組的可下調(diào)出力為該機組實時出力減去該機組調(diào)節(jié)下限。
[0016]電廠方式計劃與實時發(fā)電不匹配量的計算方法是，首先計算當(dāng)日零點到當(dāng)前時刻的電廠方式計劃與實時發(fā)電各點的差值，然后對時間進行積分，得到總分電量，然后再折回到功率值。
[0017]通過本發(fā)明提出的方法，通過對電網(wǎng)實時調(diào)節(jié)裕度和未來調(diào)節(jié)裕度的計算、監(jiān)視和告警，能夠在電網(wǎng)即將喪失調(diào)節(jié)能力時，向調(diào)度員提前發(fā)出預(yù)警，以提醒調(diào)度員注意；同時給出電廠預(yù)調(diào)節(jié)的優(yōu)先次序，幫助調(diào)度員選擇最合適的電廠進行人工干預(yù)調(diào)節(jié)，實現(xiàn)電網(wǎng)預(yù)調(diào)節(jié)輔助決策，滿足電網(wǎng)AGC控制的需要。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明實施例電網(wǎng)實時調(diào)節(jié)和預(yù)測調(diào)節(jié)曲線。
【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明的方法提出，基于控制區(qū)實時發(fā)電和超短期發(fā)電負(fù)荷預(yù)測結(jié)果，計算實時和未來的控制區(qū)上、下調(diào)節(jié)裕度，當(dāng)上、下調(diào)節(jié)裕度不足時，發(fā)出告警信息，提醒調(diào)度員及時進行調(diào)節(jié)干預(yù)；同時，計算各電廠的預(yù)調(diào)節(jié)指標(biāo)，并按照指標(biāo)值從大到小進行排序，以此作為調(diào)度員對電廠進行人工干預(yù)調(diào)節(jié)的選擇依據(jù)。
[0020]本發(fā)明提出的電網(wǎng)預(yù)調(diào)節(jié)輔助決策技術(shù)，其實現(xiàn)過程包括以下主要步驟:
[0021]I)實時調(diào)節(jié)裕度計算
[0022]其目的是計算當(dāng)前控制區(qū)的實時調(diào)節(jié)裕度，包括上調(diào)節(jié)裕度和下調(diào)節(jié)裕度，對上調(diào)節(jié)裕度計算考慮受阻地區(qū)聯(lián)絡(luò)線斷面限值的限制。
[0023]2)未來調(diào)節(jié)裕度計算
[0024]未來調(diào)節(jié)裕度計算基于發(fā)電負(fù)荷的超短期預(yù)測結(jié)果。在第一時間長度內(nèi)，每隔第二時間間隔計算一次受阻控制區(qū)的未來上調(diào)節(jié)裕度。例如第一時間長度為30分鐘，第二時間間隔為I分鐘。未來30分鐘調(diào)節(jié)裕度計算基于發(fā)電負(fù)荷的超短期預(yù)測結(jié)果，每分鐘計算一次，形成未來30分鐘預(yù)測調(diào)節(jié)曲線。對預(yù)測上調(diào)節(jié)裕度計算考慮受阻地區(qū)聯(lián)絡(luò)線斷面限值的限制。
[0025]3)調(diào)節(jié)預(yù)警
[0026]根據(jù)實時調(diào)節(jié)裕度和未來調(diào)節(jié)裕度情況進行實時告警，提醒調(diào)度員進行人工提前進行人工調(diào)節(jié)干預(yù)。根據(jù)緊急程度，告警可以分為兩級:一級告警和二級告警。
[0027]4)機組調(diào)節(jié)輔助決策
[0028]計算各電廠的預(yù)調(diào)節(jié)指標(biāo)，并按照指標(biāo)值進行排序，例如從大到小簡單排序，以此作為調(diào)度員對電廠進行人工干預(yù)調(diào)節(jié)的排序選擇依據(jù)。
[0029]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做進一步說明。
[0030]I)實時調(diào)節(jié)裕度計算及電網(wǎng)實時調(diào)節(jié)曲線的確定
[0031]如圖1所示，實時部分，電網(wǎng)實時調(diào)節(jié)曲線由三條曲線組成，中間實曲線為實時發(fā)電負(fù)荷曲線，最上面曲線為實時調(diào)節(jié)上限曲線，最下面為曲線為實時調(diào)節(jié)下限曲線。
[0032]實時發(fā)電負(fù)荷曲線直接從SCADA發(fā)電負(fù)荷測點讀取，讀取周期為AGC控制周期，從當(dāng)日零時開始滾動更新。
[0033]實時調(diào)節(jié)上限曲線根據(jù)實時調(diào)節(jié)上限繪制而成，其中實時調(diào)節(jié)上限=實時發(fā)電負(fù)荷+實時上調(diào)節(jié)裕度。實時上調(diào)節(jié)裕度原則上為控制區(qū)各AGC機組的上調(diào)節(jié)備用之和，但受阻地區(qū)機組上調(diào)節(jié)備用之和還要考慮聯(lián)絡(luò)線斷面限值的限制。對受阻地區(qū)，首先統(tǒng)計該受阻地區(qū)所有機組的上調(diào)節(jié)備用總和，然后將其與受阻地區(qū)聯(lián)絡(luò)線斷面裕度相比較，取兩者的最小值，并用該值來計算該受阻地區(qū)的實際上調(diào)節(jié)備用總和。
[0034]實時調(diào)節(jié)下限曲線根據(jù)實時調(diào)節(jié)下限繪制而成，其中實時調(diào)節(jié)下限=實時發(fā)電負(fù)荷-實時下調(diào)節(jié)裕度。實時下調(diào)節(jié)裕度原則上為控制區(qū)各AGC機組的下調(diào)節(jié)備用之和，實時下調(diào)節(jié)裕度無需考慮受阻地區(qū)聯(lián)絡(luò)線斷面限值的限制。
[0035]2)未來調(diào)節(jié)裕度計算及電網(wǎng)預(yù)測調(diào)節(jié)曲線的確定
[0036]如圖1所示電網(wǎng)預(yù)測調(diào)節(jié)曲線由三條曲線組成，中間曲線為預(yù)測發(fā)電負(fù)荷曲線，最上面曲線為預(yù)測調(diào)節(jié)上限曲線，最下面為曲線為預(yù)測調(diào)節(jié)下限曲線。
[0037]預(yù)測發(fā)電負(fù)荷曲線來自發(fā)電負(fù)荷的超短期預(yù)測結(jié)果，每分鐘一個點，共30分鐘，形成未來30分鐘預(yù)測發(fā)電負(fù)荷曲線。
[0038]未來30分鐘預(yù)測調(diào)節(jié)上限曲線根據(jù)未來30分鐘預(yù)測調(diào)節(jié)上限繪制而成，其中預(yù)測調(diào)節(jié)上限=預(yù)測發(fā)電負(fù)荷+預(yù)測上調(diào)節(jié)裕度。未來30分鐘預(yù)測上調(diào)節(jié)裕度原則上為控制區(qū)各AGC機組未來30分鐘的預(yù)測上調(diào)節(jié)備用之和，但受阻地區(qū)機組上調(diào)節(jié)備用之和還要考慮聯(lián)絡(luò)線斷面限值的限制；對受阻地區(qū)，首先統(tǒng)計該受阻地區(qū)所有機組的上調(diào)節(jié)備用總和，然后將其與受阻地區(qū)聯(lián)絡(luò)線斷面裕度相比較，取兩者的最小值，并用該值來計算該受阻地區(qū)的上調(diào)節(jié)備用總和。
[0039]未來30分鐘預(yù)測調(diào)節(jié)下限曲線根據(jù)未來30分鐘預(yù)測調(diào)節(jié)下限繪制而成，其中預(yù)測調(diào)節(jié)下限=預(yù)測發(fā)電負(fù)荷-預(yù)測下調(diào)節(jié)裕度。未來30分鐘預(yù)測下調(diào)節(jié)裕度原則上為控制區(qū)各AGC機組未來30分鐘的預(yù)測下調(diào)節(jié)備用之和，預(yù)測下調(diào)節(jié)裕度無需考慮受阻地區(qū)聯(lián)絡(luò)線斷面限值的限制。
[0040]3)調(diào)節(jié)預(yù)警
[0041]可以將告警分為兩個層級。例如，根據(jù)調(diào)節(jié)裕度低于門檻值時進行二級告警，當(dāng)調(diào)節(jié)裕度為零時進行一級告警。
[0042]當(dāng)實時調(diào)節(jié)裕度或者未來30分鐘調(diào)節(jié)裕度低于指定閥值時，進行二級告警。從圖1曲線來看，即當(dāng)圖中實時發(fā)電負(fù)荷曲線與實時調(diào)節(jié)上、下限曲線中任意一條曲線之間的距離小于指定閥值，或者圖中未來30分鐘預(yù)測發(fā)電負(fù)荷曲線與未來30分鐘預(yù)測調(diào)節(jié)上、下限曲線中任意一條曲線之間的距離小于指定閥值時，進行二級告警。告警閥值采用絕對值和相對值兩種方式，并可進行切換。
[0043]當(dāng)實時調(diào)節(jié)裕度或者未來30分鐘調(diào)節(jié)裕度為零時，進行一級告警。從圖1曲線來看，即當(dāng)圖中實時發(fā)電負(fù)荷曲線與實時調(diào)節(jié)上、下限曲線中任意一條曲線交叉時，或者圖中未來30分鐘預(yù)測發(fā)電負(fù)荷曲線與未來30分鐘預(yù)測調(diào)節(jié)上、下限曲線中任意一條曲線交叉時，進行一級告警。
[0044]4)機組調(diào)節(jié)輔助決策
[0045]機組調(diào)節(jié)輔助決策可以根據(jù)不同電廠的特點，提供排序方式。例如水電廠開停機優(yōu)先排序和火電廠調(diào)節(jié)優(yōu)先排序。
[0046]電廠優(yōu)先排序采用多因素決策方法，目前考慮兩個因素:電廠可調(diào)出力、電廠方式計劃與實時發(fā)電不匹配量。提供多個因素的權(quán)系數(shù)，并進行加權(quán)計算，得到電廠的預(yù)調(diào)節(jié)值，根據(jù)該值進行電廠優(yōu)先排序。
[0047]電廠可調(diào)出力分為電廠可上調(diào)出力和電廠可下調(diào)出力；電廠可上調(diào)出力由各AGC機組的可上調(diào)出力累加得到，電廠可下調(diào)出力由各AGC機組的可下調(diào)出力累加得到；其中，AGC機組的可上調(diào)出力為該機組調(diào)節(jié)上限減去該機組實時出力(水電廠包含停機備用機組)，AGC機組的可下調(diào)出力為該機組實時出力減去該機組調(diào)節(jié)下限(水電廠調(diào)節(jié)下限考慮機組全停)。計算過程中不考慮機組控制模式。
[0048]電廠方式計劃與實時發(fā)電不匹配量計算方法是，首先計算當(dāng)日零點到當(dāng)前時刻的電廠方式計劃與實時發(fā)電各點的差值，然后對時間進行積分，得到總分電量，然后再折回到功率值。
[0049]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(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電網(wǎng)預(yù)調(diào)節(jié)輔助決策方法，其特征是:基于受阻控制區(qū)實時發(fā)電和/或超短期發(fā)電負(fù)荷預(yù)測結(jié)果，計算所述受阻控制區(qū)實時的和未來第一時間長度內(nèi)的上、下調(diào)節(jié)裕度；根據(jù)所述上、下調(diào)節(jié)裕度情況進行告警；當(dāng)發(fā)生告警時，根據(jù)各電廠的預(yù)調(diào)節(jié)指標(biāo)所確定的排序，進行人工干預(yù)調(diào)節(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)預(yù)調(diào)節(jié)輔助決策方法，其特征是:所述受阻控制區(qū)實時的上、下調(diào)節(jié)裕度具體指: 首先基于所述實時發(fā)電負(fù)荷，計算所述受阻控制區(qū)所有AGC機組的實際上調(diào)節(jié)備用總和值，然后將所述實際上調(diào)節(jié)總和值與所述受阻地區(qū)聯(lián)絡(luò)線斷面裕度相比較，取所述實際上調(diào)節(jié)總和值及所述斷面裕度的較小值，作為所述受阻控制區(qū)的實時上調(diào)節(jié)裕度； 所述受阻控制區(qū)所有AGC機組的實際下調(diào)節(jié)備用總和值作為所述受阻控制區(qū)的實時下調(diào)節(jié)裕度。
3.如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)預(yù)調(diào)節(jié)輔助決策方法，其特征是:所述受阻控制區(qū)未來第一時間長度內(nèi)的上、下調(diào)節(jié)裕度具體指: 基于所述受阻控制區(qū)超短期發(fā)電負(fù)荷預(yù)測結(jié)果，在第一時間長度內(nèi)，每隔第二時間間隔計算一次所述受阻控制區(qū)的未來上調(diào)節(jié)裕度，計算具體方法是計算所述受阻控制區(qū)所有AGC機組的預(yù)測上調(diào)節(jié)備用總和值，然后將該總和值與所述受阻控制區(qū)聯(lián)絡(luò)線斷面裕度相比較，取該總和值及所述斷面裕度的較小值作為所述未來上調(diào)節(jié)裕度； 未來第一時間長度內(nèi)的所述受阻控制區(qū)的預(yù)測下調(diào)節(jié)裕度為所述受阻控制區(qū)所有AGC機組在未來第一時間長度內(nèi)的預(yù)測下調(diào)節(jié)備用總和值。
4.如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)預(yù)調(diào)節(jié)輔助決策方法，其特征是:根據(jù)所述上、下調(diào)節(jié)裕度情況進行告警具體指:當(dāng)所述受阻控制區(qū)實時的或未來第一時間長度內(nèi)的上、下調(diào)節(jié)裕度小于閾值時，進行第二告警；當(dāng)所述受阻控制區(qū)實時的或未來第一時間長度內(nèi)的上、下調(diào)節(jié)裕度等于或小于零時，進行第一告警。
5.如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)預(yù)調(diào)節(jié)輔助決策方法，其特征是:所述各電廠的預(yù)調(diào)節(jié)指標(biāo)所確定的排序具體指:根據(jù)電廠可調(diào)出力、電廠方式計劃與實時發(fā)電不匹配量進行加權(quán)計算，得到各電廠總的預(yù)調(diào)節(jié)指標(biāo)值，并根據(jù)該值進行電廠優(yōu)先排序。
6.如權(quán)利要求5所述的電網(wǎng)預(yù)調(diào)節(jié)輔助決策方法，其特征是:所述電廠可調(diào)出力分為所述電廠可上調(diào)出力和所述電廠可下調(diào)出力；所述電廠可上調(diào)出力由所述各AGC機組的可上調(diào)出力累加得到，所述電廠可下調(diào)出力由所述各AGC機組的可下調(diào)出力累加得到；其中，所述AGC機組的可上調(diào)出力為該機組調(diào)節(jié)上限減去該機組實時出力，所述AGC機組的可下調(diào)出力為該機組實時出力減去該機組調(diào)節(jié)下限。
7.如權(quán)利要求5所述的電網(wǎng)預(yù)調(diào)節(jié)輔助決策方法，其特征是:所述電廠方式計劃與實時發(fā)電不匹配量的計算方法是，首先計算當(dāng)日零點到當(dāng)前時刻的電廠方式計劃與實時發(fā)電各點的差值，然后對時間進行積分，得到總分電量，然后再折回到功率值。
【文檔編號】H02J3/46GK103701153SQ201310636485
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月2日
【發(fā)明者】李文云, 陳根軍, 謝一工, 顧全, 吳琛, 張 杰, 趙川, 程旻, 剡文林 申請人:云南電力調(diào)度控制中心, 南京南瑞繼保電氣有限公司