基于在線安全穩定分析的電網自動發電控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于電網調度運行領域，具體設及一種基于在線安全穩定分析的電網自動 發電控制方法。
【背景技術】
[0002] 隨著國家經濟技術的發展和人民生活水平的日益提高，電能的需求日益增大，而 且供電質量的要求也越來越高。
[0003] 電力調度又稱發電調度，是指為了保證電網安全穩定運行、對外可靠供電、各類電 力生產工作有序進行而采用的一種有效的管理手段。電力調度的具體工作內容是依據各類 信息采集設備反饋回來的數據信息，或監控人員提供的信息，結合電網實際運行參數，綜合 考慮各項生產工作開展情況，對電網安全、經濟運行狀態進行判斷，通過電話或自動系統發 布操作指令，指揮現場操作人員或自動控制系統進行調整，如調整發電機出力、調整負荷分 布等，從而確保電網持續安全穩定運行。
[0004] 我國已經進入特高壓大電網時代，電網互聯規模升級，同時大量新能源接入系統， 客觀上提高了電網調度工作的難度。目前，自動發電控制（AGC:automatic generation control)的流程如下：（1)電網正常情況下，AGC由調度員根據總體負荷走勢及局部電網重 載情況，人工分配并輸入各機組出力增減量指令，AGC將指令下達到各機組，各機組按此執 行；（2)若是要對某設備按計劃停電并進行日常檢修，為防止停電后其他設備過載，需要提 前調整周圍機組的出力，此時也由調度人員通過對電網進行計算后通過AGC輸入并下發指 令；（3)若突然發生設備跳閩事故，系統也是首先由調度員人員人工分析需要增加和減少 哪些機組的出力，然后手動將指令輸入AGC系統并下達到相應的發電機組。
[0005] 由上述描述可知，目前AGC系統和方法自動化程度不高，在很大程度上依靠調度 人員的經驗和理論知識對電網進行分析和計算；AGC系統和方法依賴調度員主導，需綜合 考察電網安全、經濟需求及電源限制、負荷波動、日常工作安排等情況進行被動控制，其勞 動強度大且控制實時性、穩定性不佳，應變抗災能力不強，難W保障特高壓大電網安全穩定 運行。

【發明內容】

[0006] 本發明的目的在于提供一種能夠自動實時保證電網安全控制、發電調節和經濟調 度的基于在線安全穩定分析的電網自動發電控制方法。
[0007] 本發明的提供的運種基于在線安全穩定分析的電網自動發電控制方法，包括如下 步驟：
[0008] SI.讀取電網能量管理系統實時數據庫，獲取當前電網的運行模式和運行數據；
[0009] S2.判斷電網是否有分/合閩動作：
[0010] 若電網正常運行，則自動發電控制系統繼續運行基于在線安全穩定分析的電網自 動發電控制方法；
[0011] 若電網存在預期的設備停電操作，則由調度員通過停電操作預置界面設置預期停 電設備的運行狀態，形成虛擬電網潮流圖，并W該虛擬電網潮流圖作為電網發電控制的依 據，自動發電控制系統繼續電網自動發電控制流程，并在該停電操作結束后重新W實時潮 流圖作為發電控制依據；
[0012] 若電網存在突發故障導致設備跳閩，自動發電控制系統立即獲取突發的跳閩信 息，告警、刷新能量管理系統中全網潮流數據和機組-斷面靈敏度矩陣，并判斷此時電網運 行時，頻率、電壓、功率因數角、潮流指標是否滿足安全約束；
[0013] S3.進行全網負荷超短期I次預測和節點負荷超短期II次預測；
[0014] S4.根據步驟S3獲取的全網負荷超短期I次預測結果，判斷全網是否有足夠的可 調容量；
[0015] S5.根據步驟S3獲取的節點負荷超短期II次預測，根據調度前后電網負荷量、電 網系統重載斷面數限制、單臺調節機組可調容量限制和火力發電廠年度發電計劃完成率， 利用如下算式進行實時發電調節計算：
[0020] 式中：min為取最小值操作；假設并網水、火電機組臺數分別為e、f、i和j為相應 的并網水電、火電機組的編號，且1《i《e，l《j《f ;待求變量Aps 1、Aph j分別為電網 系統對并網水、火電機組的有功調節指令，氏i、Gh ,與i、G^h ,則表示該機組當前出力與計 劃出力；Fz為優化子目標，F康示本次調節后水、火電機組出力與日前發電計劃的總偏 差量，Fz表示本次參與調節的機組臺數；a為目標量綱系數，〇《a和h,為火電/ 水電機組參與調度標志，若火電/水電機組參與調度，則取值為1，否則取值為0 ;
[0021] S6.根據步驟S4的可調判斷結果，進行開/停機篩選；
[0022] S7.對步驟S5所述的實時發電調節計算結果進行潮流驗算和校核；
[0023] S8.根據步驟S6的開/停機篩選結果和/或步驟S7的驗算和校核結果，下達開/ 停機指令和機組發電調節指令，完成電網的自動發電控制。
[0024] 步驟S4所述的判斷全網是否有足夠的可調容量，采用下式判斷電網是否需要開/ 停機調節：
[00幼若武表+呀-王貨'(1 +按)《&牛/|+貨，則全網有足夠的可調容量，電網不需要額 外的開啟或關停發電機組的運行來進行電網調節；
[002引若腳.(14巧>；VkPs + &，則全網沒有足夠的可調容量，因此電網需 要額外的開啟或關停發電機組的運行來進行電網調節；
[0027] 式中，a為主網實時網損系數；L似為當前時間點全網負荷；L巧+ 1)為下一時間 點k+1的全網負荷超短期I次預測值；Pw為期間區外（包括聯絡線及區內非統調機組）送 入有功計劃增量；Ps為水電可調負荷容量；增為火電可調負荷容量。
[0028] 若步驟S2所述的頻率、電壓、功率因數角、潮流指標不滿足安全約束，所述的基于 在線安全穩定分析的電網自動發電控制方法包括如下步驟：
[0029] ①利用如下算式進行指令校核計算：
[0035] 式中，min為求取最小值操作；St. 1為約束條件；Fi為緊急調節后聯絡線預期功率 偏差；為當前聯絡線送入有功計劃值；。2為緊急調節后全網預期重載斷面數；0為目標 量綱系數，取值范圍為50~100 ;
[0036] ②根據步驟①的計算結果，判斷如下算式是否成立：
[0039] ③根據步驟②的判斷結果，進行緊急開/停機篩選；
[0040] ④根據步驟③的判斷結果和指令校核計算結果，下達緊急發電調節指令和緊急開 /停機指令；
[0041] ⑥步驟④的指令完成后，若電網滿足安全約束條件，則繼續執行所述的基于在線 安全穩定分析的電網自動發電控制方法，進行電網自動發電控制；若電網不滿足安全約束 條件，則報警，并請求人工干預。
[0042] 步驟S6所述的開/停機篩選，包括開機篩選和停機篩選；開機篩選的步驟如下：
[0043]1)若￡(足十1)-乙(灰）>0'，側為開機篩選；
[0044] 。對所有可開機機組，采用如下四個算式分別進行評分，并求和： 「 1 而TN-n,,<〇
[0045]VVW 1 :c.U=l 其他 _ c.t.2=5 若WL" >WWL、,，且 FL', >打-
[0046] ② 。，付A
[c.t.2=l 其他 「 1 ^fc:itj=2 若風 己r
[0047] ③ 'S 1 c.t3=l 其他 「 1 ^fc瓜Nl機組婚籍尉闡最長
[0048] ④*心 c：.t.4=0 其他
[0049] 式中Dy為當前電網任一有功斷面的有功需求；13；為所述斷面的控制限額；Hy,t 為機組t對該斷面的機組-斷面有功靈敏度；S為斷面警戒系數，〇.8《5《l;WLgt、 WWL, t、FL"; ,、FL;:",分別表示機組t所在電站的實時水位、警戒水位、入庫流量、出庫流量； Ws t、w，i,表示機M t所在電站的當前日完成電量、計劃電量；
[0050] 3)根據步驟2)得到的各個可開機機組的評分求和結果，依次選取評分最大的機 組到開機序列，直至下式判斷成立：
[0052] ；nf、完戶三ji'表示所選出的開機序列中機組的可調上限、下限出力之和；
[005引 4)根據步驟扣得到的開機序列，對序列內的機組下令開機，完成開機篩選過程。 [0054] 停機篩選的步驟如下：
[005引 1)若+ i)- ￡(A')< 0，則為停機篩選；
[0056] 2)對所有可停機機組，采用如下四個算式分別進行評分，并求和： 「 1 ^ fci.l=M 若D,含易瓦且n", >0
[0057] ① f " R'! ^ e.il=l其化 「 1 ^ fc.iJ=5 若WLw. < WWL,^,.且 FIt,' < FL:",'
[0058] ② j 4 、CiJ=I其他 k.i.3過若巧^ , > Wf,
[0059] ③ ^ ^c.i.4=l化組/運巧時間最長
[0060] @4 .,…J ^ C丄4=0其他
[006。 式中Dy為當前電網任一有功斷面的有功需求；為所述斷面的控制限額；IIy 1 為機組i對該斷面的機組-斷面有功靈敏度；S為斷面警戒系數，0.8《5《l;WLgi、 WWLg 1、FItf、FL:',分別表示機組i所在電站的實時水位、警戒水位、入庫流量、出庫流量； Ws 1、表示機組i所在電站的當前日完成電量、計劃電量；
[0062] 3)根據步驟2)得到的各個可停機機組的評分求和結果，依次選取評分最大的機 組到停機序列，直至下式判斷成立：
[0063]
[0064] 表示所選出的停機序列中機組的可調下限出力之和；
[0065] 4)根據步驟3)得到的停機序列，對序列內的機組下令停機，完成停機篩選過程。
[0066] 步驟③所述的緊急開/停機篩選，包括緊急開機篩選和緊急停機篩選；緊急開機 篩選包括如下步驟：
[0067] 1)若>0，則為緊急開機篩選；
[0068] 2)對所有可開機機組，采用如下兩個算式分別進行評分，并求和： 閨叫CtJH K他' 。。7。3 ②戶t.2二5 若且町 &