[发明专利]基于有功功率缺口的AGC机组动态调配方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于区域电网有功功率缺口的AGC机组动态调配方法及装置，包括监测区域电网是否发生故障，实时计算网内整体有功功率缺额数值、整体有功功率变化速率和应急有功功率变化速率，如果应急有功功率变化速率高于或低于网内现有的整体有功功率变化速率，则根据速率缺口对AGC机组进行新增或退出调配。本发明根据电网实时有功功率变化速率对AGC机组进行调配，确保了电网区域控制偏差在规定时间内的平均值以及过零等指标，控制电网波动较小期间的AGC机组数量，降低了电网系统的频率波动，避免了机组产生无效动作，实现了网源协调发展。

技术领域

本发明涉及网源协调控制技术领域，尤其涉及一种基于区域电网有功功率缺口的AGC机组动态调配方法。

背景技术

在特高压电网和大区电网互联的新形势下，各级电网联系日渐紧密，电网和机组之间协调配合的要求也越来越高。同时，我国新能源装机及发电量快速提升，新能源装机(风电、光伏、核电)占比从2016年年底不足16％提升至2017年9月底的18.5％以上。截止到2017年9月，新能源总装机容量达到275GW，新增火电装机容量占比仅有33％，远低于在存量中的占比64％，新能源装机占比达到58％，其中仅光伏新增装机就占到45％。同时，区域间互联的日益紧密，电力系统将面临区域间大量的电力转移和潮流的大范围波动。为了电网的安全稳定运行，作为目前电网调频调峰的主力，大型火电机组都要求投入自动发电控制(AGC)功能。大型火电机组经常处于宽负荷区间运行，范围一般在50％-100％额定负荷，并且要求机组具备快速、准确、稳定的响应负荷变化需求。

电网AGC性能在每个AGC数据采集周期被调用，用于评估AGC的控制行为，评估标准主要为NERC(National Electrical Research Council，北美电力系统可靠性协会)行为准则。电网AGC性能可以计算和统计运行区域性能指标、机组性能指标，还可以计算频率、交换功率、ACE(区域控制偏差)等在不同的门槛值(例如频差0.1HZ和0.2HZ)及不同条件(如AGC是否投入等)下的合格率。ACE产生后，根据一定机理分配到各AGC机组上共同动作以消除偏差，达到电网频率的稳定，如图1所示。

目前，国内AGC控制性能评价主要采用的是NERC推行的两套标准：A1、A2标准和CPS1、CPS2标准，如华北等区域电网采用的是A1、A2标准，华东等区域电网采用的是CPS1、CPS2标准。NERC早在1973年就正式采用A1、A2标准来评价电网正常情况下的控制性能，其内容是：A1：控制区域的ACE在10min内必须至少过零一次；A2：控制区域的ACE 10min内的平均值必须控制在规定的范围L_d内。NERC要求各控制区域达到A1、A2标准的控制合格率在90％以上。这样通过执行A1、A2标准，使各控制区域的ACE始终接近于零，从而保证用电负荷与发电、计划交换和实际交换之间的平衡。

NERC于1996年推出了CPS1、CPS2控制性能评价标准，于1998年开始正式实施，取代了原来的A1、A2标准。其内容如下：

CPS1要求

式中：

AVG_period[]为对括号中的值求平均值；ACE_AVE-min为1分钟ACE的平均值，单位MW，要求每2s采样一次，然后30个值取平均；ΔF_AVE-min为一分钟频率偏差的平均值，单位Hz，要求1s采样一次，然后60个值取平均；B_i为控制区域的偏差系数，单位MW/0.1Hz，取正号；ε₁为互联电网对全年1分钟频率平均偏差的均方根的控制目标值，单位为Hz。

与A2相似，要求ACE每10min的平均值必须控制在规定的范围L₁₀内。