電力系統(tǒng)機組一次調(diào)頻能力檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電力系統(tǒng)機組一次調(diào)頻能力檢測方法，包括使用WAMS時間序列實時庫數(shù)據(jù)實時檢測是否發(fā)生一次調(diào)頻事件；使用WAMS時間序列實時庫數(shù)據(jù)進行機組運行時間統(tǒng)計以及可視化人機界面設(shè)計。本發(fā)明的技術(shù)方案用以解決當(dāng)電網(wǎng)頻率發(fā)生異常時，調(diào)度中心不能及時了解各機組一次調(diào)頻能力的問題，為電網(wǎng)調(diào)度運行人員對一次調(diào)頻能力進行檢測，實時對機組的一次調(diào)頻能力進行監(jiān)視，提高機組一次調(diào)頻能力提供了一種快捷、有效的手段。
【專利說明】電力系統(tǒng)機組一次調(diào)頻能力檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種電力系統(tǒng)機組一次調(diào)頻能力檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電網(wǎng)建設(shè)的規(guī)模越來越大，電力系統(tǒng)中頻率異常的情況也越來越多。數(shù)字型調(diào)節(jié)系統(tǒng)在我國電力系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，在極大地提高機網(wǎng)協(xié)調(diào)運行水平的同時，在實際運行中發(fā)現(xiàn)以下問題:一是發(fā)電機組調(diào)節(jié)器生產(chǎn)廠家種類繁多、性能不一，存在系統(tǒng)性能未達標(biāo)的情況；二是部分電廠管理不規(guī)范，更改了調(diào)節(jié)器的功能和參數(shù)，造成機組調(diào)節(jié)器特性的變化以及模型參數(shù)與電網(wǎng)掌握實測的情況不一致，降低了電網(wǎng)仿真的精度，增加了電網(wǎng)事故的風(fēng)險。因此有必要通過在線監(jiān)視和測量手段，督促發(fā)電廠使運行機組具有符合要求的一次調(diào)頻能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是解決電力系統(tǒng)調(diào)度中心頻率發(fā)生異常時，不能及時了解參與一次調(diào)頻機組調(diào)節(jié)能力的難題。構(gòu)建的電力系統(tǒng)機組一次調(diào)頻考核系統(tǒng)可以方便調(diào)度運行人員對機組的一次調(diào)頻效果進行評估，為一次調(diào)頻考核提供充足的依據(jù)，從而有利于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。
[0004]本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案。
[0005]一種電力系統(tǒng)機組一次調(diào)頻能力檢測方法，所述機組一次調(diào)頻能力檢測方法是基于一次調(diào)頻事件檢測模塊、機組運行時間統(tǒng)計模塊和可視化人機界面模塊實現(xiàn)的，其中，所述一次調(diào)頻事件檢測模塊利用廣域測量系統(tǒng)WAMS時間序列實時庫數(shù)據(jù)檢測一次調(diào)頻事件，機組運行時間統(tǒng)計模塊利用廣域測量系統(tǒng)WAMS時間序列實時庫數(shù)據(jù)對機組并網(wǎng)時間、一次調(diào)頻投/退時間進行統(tǒng)計，通過可視化人機界面模塊實時監(jiān)視機組一次調(diào)頻狀態(tài)、查看調(diào)頻事件曲線、統(tǒng)計機組運行時間；其特征在于，所述方法包括以下步驟:
[0006]( I) 一次調(diào)頻事件檢測模塊在啟動時，讀取機組一次調(diào)頻配置參數(shù)，所述機組一次調(diào)頻配置參數(shù)用于判斷機組是否發(fā)生一次調(diào)頻事件；一次調(diào)頻事件檢測模塊所讀取的一次調(diào)頻配置參數(shù)包括火電機組一次調(diào)頻死區(qū)閾值和火電機組爬坡時間或水電機組一次調(diào)頻死區(qū)閾值，以及有效擾動死區(qū)閾值、最小積分時間閾值；
[0007](2) 一次調(diào)頻事件檢測模塊利用廣域測量系統(tǒng)WAMS時間序列實時庫數(shù)據(jù)檢測機組頻率，并根據(jù)所述機組頻率是否滿足相應(yīng)的機組一次調(diào)頻配置參數(shù)判斷機組是否發(fā)生一次調(diào)頻事件；
[0008](3)當(dāng)一次調(diào)頻事件檢測模塊判斷機組發(fā)生了一次調(diào)頻事件后，利用機組的出力來計算機組的貢獻電量、理論貢獻電量和貢獻比；
[0009](4)機組運行時間統(tǒng)計模塊在啟動時，讀取用于統(tǒng)計機組并網(wǎng)時間以及一次調(diào)頻投退時間的配置參數(shù)，包括零功率閾值、頻率相似性判斷窗口長度、頻率相似性判斷指標(biāo)閾值；
[0010](5)機組運行時間統(tǒng)計模塊，讀取WAMS時間序列實時數(shù)據(jù)庫中的機組的頻率、有功出力、一次調(diào)頻投/退信號，按小時統(tǒng)計機組的并網(wǎng)時間和一次調(diào)頻投/退時間；
[0011]其中，如果機組有功出力大于零功率閾值，則認為機組并網(wǎng)；
[0012]如果機組一次調(diào)頻投/退信號為1，則認為一次調(diào)頻投入，如果為0，則認為一次調(diào)頻退出；(6)人機界面展示模塊在啟動時，讀取機組一次調(diào)頻考核參數(shù)，所述一次調(diào)頻考核參數(shù)包括合格動作閾值，用于對機組一次調(diào)頻能力進行檢測，如果貢獻比大于合格動作閾值，則認為一次調(diào)頻合格動作，對于具備合格動作的一次調(diào)頻機組進行免考核，人機界面展示模塊接收一次調(diào)頻事件檢測模塊計算的機組的貢獻電量、理論貢獻電量，貢獻比數(shù)據(jù)，以及機組運行時間統(tǒng)計模塊統(tǒng)計的機組的并網(wǎng)時間和一次調(diào)頻投/退時間，在人機界面中顯示機組并網(wǎng)、一次調(diào)頻投入以及一次調(diào)頻退出的時間段，并依據(jù)并網(wǎng)時間和一次調(diào)頻投/退時間來計算一次調(diào)頻投運率。
[0013]本發(fā)明構(gòu)建的系統(tǒng)利用WAMS時間序列實時庫數(shù)據(jù)檢測電網(wǎng)的一次調(diào)頻事件，并對參與一次調(diào)頻的各機組的一次調(diào)頻能力進行檢測。為電網(wǎng)調(diào)度運行人員對一次調(diào)頻進行評價，實時對機組的一次調(diào)頻能力進行監(jiān)視，提高機組一次調(diào)頻能力提供了一種快捷、有效的手段。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明機組一次調(diào)頻能力檢測系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；
[0015]圖2為本發(fā)明機組一次調(diào)頻能力檢測方法流程圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步詳細說明。
[0017]本發(fā)明適用于實施部署了智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)WAMS應(yīng)用的電網(wǎng)。電力系統(tǒng)機組一次調(diào)頻能力檢測系統(tǒng)屬于WAMS應(yīng)用的一個子模塊，基于智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)平臺，進行相關(guān)的事件檢測以及考核。
[0018]電力系統(tǒng)機組一次調(diào)頻能力檢測系統(tǒng)包括一次調(diào)頻事件檢測模塊、機組運行時間統(tǒng)計模塊和可視化人機界面模塊，一次調(diào)頻事件檢測模塊、機組運行時間統(tǒng)計模塊和可視化人機界面模塊之間的關(guān)系如附圖1所示，包括一次調(diào)頻事件檢測模塊利用WAMS時間序列實時庫數(shù)據(jù)檢測頻率擾動事件，對滿足有效擾動的事件進行一次調(diào)頻指標(biāo)分析，如:速度變動率、一次調(diào)頻負荷響應(yīng)滯后時間、一次調(diào)頻負荷調(diào)整幅度、一次調(diào)頻負荷調(diào)整偏差、實際貢獻電量、理論貢獻電量等，按事件計算各機組的一次調(diào)頻指標(biāo)；機組運行時間統(tǒng)計模塊利用WAMS時間序列實時庫數(shù)據(jù)，通過判斷機組的頻率、出力以及一次調(diào)頻投/退信號,按小時計算各機組的運行時間。可視化人機界面模塊通過實時監(jiān)視界面來監(jiān)視機組的出力、頻率、一次調(diào)頻投退、一次調(diào)頻動作等關(guān)鍵信息，通過曲線查看界面來查看機組的一次調(diào)頻指標(biāo)以及曲線，通過運行時時間統(tǒng)計界面來查看機組在統(tǒng)計月份內(nèi)的機組運行狀況，以及一次調(diào)頻的投/退狀況，通過月度統(tǒng)計界面來對機組的一次調(diào)頻能力進行評估并按照投運率和響應(yīng)行為對機組進行相應(yīng)的考核。
[0019]下面對本發(fā)明的技術(shù)方案進一步詳細描述:[0020]本發(fā)明使用基于智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)平臺的機組一次調(diào)頻考核方法及軟件架構(gòu)、可視化的人機界面設(shè)計技術(shù)、商用數(shù)據(jù)庫的讀寫訪問技術(shù)和WAMS時間序列實時庫的訪問技術(shù)，最終構(gòu)建形成電力系統(tǒng)機組一次調(diào)頻考核系統(tǒng)。
[0021]如附圖2所示，該系統(tǒng)考核機組一次調(diào)頻整個流程實現(xiàn)步驟如下:
[0022]( I) 一次調(diào)頻事件檢測模塊啟動時，讀取機組一次調(diào)頻配置參數(shù)，所述機組一次調(diào)頻配置參數(shù)用于判斷機組是否發(fā)生一次調(diào)頻事件；一次調(diào)頻事件檢測模塊所讀取的一次調(diào)頻配置參數(shù)包括火電機組一次調(diào)頻死區(qū)閾值和火電機組爬坡時間或水電機組一次調(diào)頻死區(qū)閾值，以及有效擾動死區(qū)閾值、最小積分時間閾值；
[0023](2) 一次調(diào)頻事件檢測模塊利用廣域測量系統(tǒng)WAMS時間序列實時庫數(shù)據(jù)檢測機組頻率，并根據(jù)所述機組頻率是否滿足相應(yīng)的機組一次調(diào)頻配置參數(shù)判斷機組是否發(fā)生一次調(diào)頻事件；
[0024]火電機組必須同時滿足以下3點才認為是發(fā)生一次調(diào)頻事件:
[0025]①所述機組頻率的變化量大于火電機組一次調(diào)頻死區(qū)閾值；②并且機組頻率的變化量越過死區(qū)時間大于最小積分時間閾值；③并且在火電機組爬坡時間內(nèi)頻率變化率大于有效擾動死區(qū)閾值。
[0026]在本發(fā)明所給實施例中，所述火電機組一次調(diào)頻死區(qū)閾值為0.033Hz，火電機組爬坡時間為15秒，有效擾動死區(qū)閾值為0.038Hz，最小積分時間為15秒，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚，實施例給出的上述閾值只是一種優(yōu)選實施例，而并非是對閾值的限制。
[0027]水電機組和特殊機組必須同時滿足以下2點才認為是發(fā)生一次調(diào)頻事件:
[0028]①所述機組的頻率變化量大于水電機組一次調(diào)頻死區(qū)閾值；②并且所述機組頻率變化越過死區(qū)時間大于最小積分時間閾值。
[0029]在本實施例中，所述水電機組一次調(diào)頻死區(qū)為0.05Hz，最小積分時間為15秒。
[0030](3)當(dāng)一次調(diào)頻事件檢測模塊判斷機組發(fā)生了一次調(diào)頻事件后，利用機組的出力來計算機組的貢獻電量、理論貢獻電量和貢獻比；
[0031]貢獻電量是指電網(wǎng)頻率超出一次調(diào)頻死區(qū)時起，到恢復(fù)至一次調(diào)頻死區(qū)時止,實際發(fā)電出力與起始實際發(fā)電出力之差的積分電量，積分時間最長不超過I分鐘，高頻少發(fā)或低頻多發(fā)電量為正值，反之，高頻多發(fā)或低頻少發(fā)電量為負值。
[0032]理論貢獻電量是指電網(wǎng)頻率超出一次調(diào)頻死區(qū)時起，到恢復(fù)至一次調(diào)頻死區(qū)時止，實際發(fā)電出力與理論出力之差的積分電量，積分時間最長不超過I分鐘。
[0033]貢獻比的計算方法是用貢獻電量除以理論貢獻電量，其意義代表機組實際出力與理論出力的相似程度。
[0034](4)機組運行時間統(tǒng)計模塊在啟動時，讀取用于統(tǒng)計機組并網(wǎng)時間以及一次調(diào)頻投退時間的配置參數(shù)，包括零功率閾值、頻率相似性判斷窗口長度、頻率相似性判斷指標(biāo)閾值；
[0035](5)機組運行時間統(tǒng)計模塊，讀取WAMS時間序列實時數(shù)據(jù)庫中的機組的頻率、有功出力、一次調(diào)頻投/退信號，按小時統(tǒng)計機組的并網(wǎng)時間和一次調(diào)頻投/退時間；
[0036]其中，如果機組有功出力大于零功率閾值，則認為機組并網(wǎng)；
[0037]如果機組一次調(diào)頻投/退信號為I，則認為一次調(diào)頻投入，如果為0，則認為一次調(diào)頻退出；[0038]如果機組有功大于零功率閾值，則認為機組并網(wǎng)，小于零功率閾值時，將機組頻率與該發(fā)電廠內(nèi)有效的頻率做相似性比較，相似則認為并網(wǎng)，否則認為退出。站內(nèi)有效頻率選擇方法為選站內(nèi)變壓器的有效頻率，如果變壓器沒有，就找站內(nèi)線路的頻率。
[0039]如果機組一次調(diào)頻投/退信號為I，則認為一次調(diào)頻投入，如果為0，則認為一次調(diào)頻退出。
[0040]頻率相似性計算方法如下:
[0041 ] 選擇發(fā)電廠內(nèi)變壓器的有效頻率或發(fā)電廠內(nèi)線路的有效頻率作為所述發(fā)電廠內(nèi)的有效頻率；
[0042]相似性指標(biāo)P xy計算公式如下:
【權(quán)利要求】
1.一種電力系統(tǒng)機組一次調(diào)頻能力檢測方法，所述機組一次調(diào)頻能力檢測方法是基于一次調(diào)頻事件檢測模塊、機組運行時間統(tǒng)計模塊和可視化人機界面模塊實現(xiàn)的，其中，所述一次調(diào)頻事件檢測模塊利用廣域測量系統(tǒng)WAMS時間序列實時庫數(shù)據(jù)檢測一次調(diào)頻事件，機組運行時間統(tǒng)計模塊利用廣域測量系統(tǒng)WAMS時間序列實時庫數(shù)據(jù)對機組并網(wǎng)運行時間、一次調(diào)頻投/退時間進行統(tǒng)計，通過可視化人機界面模塊實時監(jiān)視機組一次調(diào)頻狀態(tài)、查看調(diào)頻事件曲線、統(tǒng)計機組運行時間；其特征在于，所述方法包括以下步驟: (1)一次調(diào)頻事件檢測模塊在啟動時，讀取機組一次調(diào)頻配置參數(shù)，所述機組一次調(diào)頻配置參數(shù)用于判斷機組是否發(fā)生一次調(diào)頻事件；一次調(diào)頻事件檢測模塊所讀取的一次調(diào)頻配置參數(shù)包括火電機組一次調(diào)頻死區(qū)閾值和火電機組爬坡時間或水電機組一次調(diào)頻死區(qū)閾值，以及有效擾動死區(qū)閾值、最小積分時間閾值； (2)—次調(diào)頻事件檢測模塊利用廣域測量系統(tǒng)WAMS時間序列實時庫數(shù)據(jù)檢測機組頻率，并根據(jù)所述機組頻率是否滿足相應(yīng)的機組一次調(diào)頻配置參數(shù)判斷機組是否發(fā)生一次調(diào)頻事件； (3)當(dāng)一次調(diào)頻事件檢測模塊判斷機組發(fā)生了一次調(diào)頻事件后，利用機組的有功出力來計算機組的貢獻電量、理論貢獻電量和貢獻比； (4)機組運行時間統(tǒng)計模塊在啟動時，讀取用于統(tǒng)計機組并網(wǎng)運行時間以及一次調(diào)頻投退時間的配置參數(shù)，包括零功率閾值、頻率相似性判斷窗口長度、頻率相似性判斷指標(biāo)閾值； (5)機組運行時間統(tǒng)計模塊，讀取WAMS時間序列實時數(shù)據(jù)庫中的機組的頻率、有功出力、一次調(diào)頻投/退信號，按小時統(tǒng)計機組的并網(wǎng)時間和一次調(diào)頻投/退時間； 其中，如果機組有功出力大于零功率閾值，則認為機組并網(wǎng)； 如果機組一次調(diào)頻投/退信號為I，則認為一次調(diào)頻投入，如果為O，則認為一次調(diào)頻退出； (6)人機界面展示模塊在啟動時，讀取機組一次調(diào)頻考核參數(shù)，所述一次調(diào)頻考核參數(shù)包括合格動作閾值，用于對機組一次調(diào)頻能力進行檢測，如果貢獻比大于合格動作閾值，則認為一次調(diào)頻合格動作，對于具備合格動作的一次調(diào)頻機組進行免考核，人機界面展示模塊接收一次調(diào)頻事件檢測模塊計算的機組的貢獻電量、理論貢獻電量，貢獻比數(shù)據(jù)，以及機組運行時間統(tǒng)計模塊統(tǒng)計的機組的并網(wǎng)運行時間和一次調(diào)頻投/退時間，在人機界面中顯示機組并網(wǎng)運行、一次調(diào)頻投入以及一次調(diào)頻退出的時間段，并依據(jù)并網(wǎng)運行時間和一次調(diào)頻投/退時間來計算并顯示一次調(diào)頻投運率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)機組一次調(diào)頻能力檢測方法，其特征在于: 在所述步驟(2)中，當(dāng)機組為火電機組時，同時滿足以下條件，則認為是發(fā)生一次調(diào)頻事件: 所述機組頻率的變化量大于火電機組一次調(diào)頻死區(qū)閾值；并且機組頻率的變化量越過死區(qū)時間大于最小積分時間閾值；并且在火電機組爬坡時間內(nèi)頻率變化率大于有效擾動死區(qū)閾值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力系統(tǒng)機組一次調(diào)頻能力檢測方法，其特征在于: 所述火電機組一次調(diào)頻死區(qū)閾值為0.033Hz，火電機組爬坡時間為15秒，有效擾動死區(qū)閾值為0.038Hz，最小積分時間為15秒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)機組一次調(diào)頻能力檢測方法，其特征在于: 在所述步驟(2)中，當(dāng)機組為水電機組時，同時滿足以下條件，則認為是發(fā)生一次調(diào)頻事件: 所述機組的頻率變化量大于水電機組一次調(diào)頻死區(qū)閾值；并且所述機組頻率變化越過死區(qū)時間大于最小積分時間閾值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電力系統(tǒng)機組一次調(diào)頻能力檢測方法，其特征在于: 所述水電機組一次調(diào)頻死區(qū)為0.05Hz，最小積分時間為15秒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)機組一次調(diào)頻能力檢測方法，其特征在于: 在所述步驟(5)中，還進一步包括: 當(dāng)機組有功出力小于零功率閾值時，將機組頻率與該發(fā)電廠內(nèi)有效頻率做相似性比較，相似則認為并網(wǎng)，否則認為沒有并網(wǎng)； 選擇發(fā)電廠內(nèi)變壓器的有效頻率或發(fā)電廠內(nèi)線路的有效頻率作為所述發(fā)電廠內(nèi)的有效頻率； 所述相似性指標(biāo)P xy計算方法如下:

【文檔編號】G01R31/34GK103543403SQ201310392319
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】龐曉艷, 邱富東, 李建, 許君德, 周劍, 祁鴻燕, 梁漢泉, 楊東, 路軼, 段剛 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)四川省電力公司, 北京四方繼保自動化股份有限公司