[发明专利]一种基于CPS的AGC逻辑控制系统及方法

摘要

本发明具体涉及一种基于CPS的AGC逻辑控制系统及方法，其实现涵盖以下环节1）对区域控制偏差ACE、频率偏差Δf等原始数据进行时间序列实时滚动线性滤波处理。基于CPS1并引入不同控制门槛值n对ACE信号进行调整，结合Δf幅值控制的进一步修正，形成面向CPS1标准的逻辑控制模块。2）基于CPS2设定不同控制门槛值m对ACE信号进行校核，并选取动态校正法达成ACE信号与Δf之间的动态配合，实现面向CPS2标准的逻辑控制模块。3）采用优先协调控制机理，对CPS1、CPS2逻辑控制模块进行协调处理，完成AGC信号的整体优化控制。本发明可明显提高AGC控制器的运行效率，增强系统频率控制性能和运行经济性。

主权项

一种基于CPS的AGC逻辑控制方法，其特征在于，该控制方法采用一种基于CPS的AGC逻辑控制系统，包括：一CPS1逻辑控制模块：包括用于控制CPS1门限值n的第一门限值修正控制单元、以及用于控制频率偏差Δf幅值的频率偏差幅值控制单元；一CPS2逻辑控制模块：包括用于CPS2门限值m的第二门限值修正控制单元、以及用于控制区域偏差信号动态校正的偏差信号动态校正单元；一协调控制模块：对所述CPS1、CPS2的逻辑控制模块进行协调处理，进而完成AGC信号的优化控制；其中，CPS1逻辑控制模块的控制方法是：首先对区域控制偏差AC、频率偏差Δf原始数据进行时间序列实时滚动线性滤波处理以保障逻辑控制模块的实时动态特性；然后基于式一、式二、式三，控制使互联电网各控制区域的区域控制偏差ACE满足式一、式二、式三的不等式，并且伴有CPS1≥100％时，CPS1逻辑控制模块的控制结束；CPS1＝(2‑CF1)×100％                       式三式中：ACE1m为控制区域1分钟的区域控制偏差滚动平均值；Δf1m为控制区域1分钟频率偏差的滚动平均值；ε1为互联电网对全年一分钟频率平均偏差的均方根的控制目标值，互联电力系统中，各个控制区的ε1均相同；CF1为服从因数；n为CPS1控制门槛值；CPS1逻辑控制模块的控制方法是基于式十一，控制使互联电网各控制区域的区域控制偏差ACE在满足式十一，并且有CPS2≥90％时，CPS2逻辑控制模块的控制结束；VPeriond＝∑V10min                                式十四式中，ACEk为每一个10分钟内的第k个采样值；Bi控制区域i的频率偏差系数；Bs为整个互联电网的频率偏差系数，即各控制区域中的频率偏差系数总和；ε10为互联电网对全年10min频率平均偏差均方根的控制目标值；L10为CPS2指标中区域控制偏差限值；m为CPS2控制门槛值，主要是用来控制CPS2标准对区域控制偏差ACE的考核范围；NumPeriod为规定时间内的总采样点数；VPeriod为规定时间内根据判式十五为真的次数；协调控制模块针根据CPS1、CPS2的逻辑控制模块的各自控制，对CPS1、CPS2的逻辑控制模块进行协调处理，进而完成AGC信号的优化控制；第一门限值修正控制单元采取如下的逻辑控制方案：当CPS1≥200％时，本控制逻辑将ACE控制信号置零；当CPS1<100％时，本控制逻辑不对原始计算的ACE控制信号做附加处理；当100≤CPS1<200％时，本控制逻辑通过设置合适的控制门槛值对ACE进行调整；鉴于CPS1≥100％，故n≤1，进而将其分为s个门槛，门槛值分别取为：n＝[n1 n2 … nk nk+1 … ns]其中门槛值n取值约束为：0≤n1<n2<…nk<nk+1<…≤ns＝1；采用线性分档调整的方式，根据CPS1的考核区域，得到各门槛值对应的ACE控制值输出；当CPS1考核指标控制区间为时，按照式八输出ACE控制信号为：ACECPS1＝nk×ACE0                     式八式中，nk为第k个门槛的取值，ACECPS1为CPS1逻辑控制模块选取nk作为门槛值时的调整输出控制信号，ACE0为ACE的原始计算值，Rangek为本逻辑控制模块对原始ACE的调整幅度；频率偏差幅值控制单元根据频率偏差确定输出的区域控制偏差，依如下设定方式进行具体操作：当|Δf|≥0.2Hz时，AGC必须频繁动作对其进行调节，频率偏差幅值控制模块不对原始计算的ACE控制信号做附加处理；当|Δf|≤0.03Hz时，AGC无需进行调节，频率偏差幅值控制模块将ACE控制信号置零；当0.03Hz≤|Δf|≤0.2Hz时，则CPS1控制逻辑模块依据式八输出调整后的区域控制偏差ACECPS1；所述CPS2逻辑控制模块中，第二门限值修正控制单元的控制方法基于定义：定义将CPS2门限值m设置为t个门槛，门槛值分别取为：m＝[m1 m2 … mk mk+1 … mt]其中，门槛值m取值约束为：0<m1<m2<…mk<mk+1<…≤mt＝1；为避免门槛值m过小而引发调用更多的AGC机组参与动作，需要考虑门槛值取值较大时的工况；按照公式十一，当ACE累加平均值在规定的门限值以内时(±mL10)，CPS2逻辑控制器不需要输出控制信号；当ACE累加平均值超过门限值限制时，控制器将会产生输出信号，即：若且ACE1m>mL10，则ACECPS2＝ACE1m；若且ACE1m≤mL10，则ACECPS2＝mL10；若且ACE1m<‑mL10，则ACECPS2＝ACE1m；若且ACE1m≥‑mL10，则ACECPS2＝‑mL10；偏差信号动态校正单元的具体方法是：为能够及时反映出此时ACE信号的方向情况，对ACE的方向保持时刻监视，且与控制的信号进行动态对比与校正，此处选取ACE一分钟移动平均值ACE1m与CPS2逻辑控制信号ACECPS2进行比较：当ACE1m×ACECPS2≤0，CPS2控制模块输出信号置零；当ACE1m×ACECPS2>0，CPS2控制模块输出信号ACECPS2；协调控制模块按照如下方法进行处理：对CPS1逻辑控制器和CPS2逻辑控制器的优先权进行确定；因CPS2针对的是10分钟为周期的考核，表征为短期控制，而CPS1针对的是一年为周期考核，体现为长期控制，在此选取CPS2控制模块的优先权高于CPS1控制模块的优先权；即：当ACECPS1×ACECPS2≤0,则ACECPS＝ACECPS2；当ACECPS1×ACECPS2>0且mL10≥|ACECPS1|≥|ACECPS2|，则ACECPS＝ACECPS1；当ACECPS1×ACECPS2>0且|ACECPS1|>|ACECPS2|且|ACECPS1|>mL10，则ACECPS＝ACECPS2；当ACECPS1×ACECPS2>0且|ACECPS1|<|ACECPS2|，则ACECPS＝ACECPS2。