[发明专利]基于分段线性表达的火电机组负荷调节最大速率估计方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于分段线性表达的火电机组负荷调节最大速率估计方法及系统，以火力发电机组实发功率历史运行数据为基础，可有效估计出火力发电机组的最大负荷调节速率。首先，获取大量火电机组实发功率历史数据，并进行分段线性表达，得到多个子数据段，计算各个子数据段的幅值变化量和对应的持续时间，形成初始点集；计算初始点集内剩余所有点的局部密度，选择局部密度大于局部密度阈值的点作为样本点，得到待选样本点集；根据待选样本点集中样本点的幅值变化方向，查找幅值变量与持续时间之比最大的样本点，确定目标样本点集；建立目标样本点集中样本点的线性回归方程，并计算其回归直线斜率，根据回归直线斜率估计最大调节速率。

技术领域

本公开涉及火力发电过程技术领域，特别是涉及一种基于分段线性表达的火电机组负荷调节最大速率估计方法及系统。

背景技术

随着我国国民经济的快速发展，社会生产生活用电量逐年增加，为了满足社会发展过程中的电力需求，改善我国电能供给结构，风力发电、光伏发电等新能源发电得到了大力发展。截止2018年底，我国的风力发电装机容量已达1.84 亿千瓦，光伏发电装机容量已达1.74亿千瓦，其发电量占全国发电总量的比例逐年递增。当前，在新能源发电大规模并网的同时，其自身的间歇性、波动性等不确定性因素也为电网的稳定运行代来巨大冲击。

为了应对新能源发电带来的不确定性冲击，火力发电机组的自动发电控制性能受到了高度重视，其根本出发点是利用火电机组的自动发电控制功能来调节机组实发功率输出，以弥补新能源波动所造成的电网负荷偏差，保持电网功率平衡。常用的火电机组自动发电控制性能评价指标包括：响应时间、调节速率和调节精度，其中调节速率直接决定火电机组负荷调节能力，尤其是最快调节速率对电网在有限时间内恢复负荷偏差至关重要。机组最快负荷调节速率由于受到机组运行特性的影响，其不等于机组调节速率限速值以及实验测试值。因此，研究一种确定机组最快负荷调节速率的方法具有重要的现实意义。

发明人在研究中发现，目前仅有关于机组调节速率估计的方法，该方法主要是采用机组负荷调节实验数据进行调节速率估计。由于机组实验条件下的运行状况与其日常运行状况存在着巨大差异，因此，既有方法得到的机组调节速率势必无法真实反映机组的调节速率。关于机组最大负荷调节速率估计，目前尚无相关技术方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本公开提供了一种基于分段线性表达的火电机组负荷调节最大速率估计方法及系统，以火力发电机组实发功率历史运行数据为基础，可有效估计出火力发电机组的最大负荷调节速率，具有应用便捷、理解直观等优点，对于电网掌握火电机组自动发电控制性能、进行有效调度具有重要意义。

本公开一方面提供的一种基于分段线性表达的火电机组负荷调节最大速率估计方法的技术方案是：

一种基于分段线性表达的火电机组负荷调节最大速率估计方法，该方法包括以下步骤：

获取大量火电机组实发功率历史数据，并对其进行分段线性表达，得到多个子数据段，计算各个子数据段的幅值变化量和对应的持续时间，形成初始点集；

剔除初始点集内干扰点，计算初始点集内剩余所有点的局部密度，选择局部密度大于局部密度阈值的点作为样本点，得到待选样本点集；

根据待选样本点集中样本点的幅值变化方向，查找幅值变量与持续时间之比最大的样本点，确定目标样本点集；

建立目标样本点集中样本点的线性回归方程，并计算其回归直线斜率，根据回归直线斜率估计最大调节速率。

进一步的，对火电机组实发功率历史数据进行分段线性表达的步骤包括：

计算每个火电机组实发功率历史数据的估计值，利用火电机组实发功率历史数据的实际值与估计值的误差，计算分段数的累计误差平方和；

利用分段数的累计误差平方和，计算分段数确定函数值，将分段数确定函数值最大值作为分段数；