多抽水蓄能電站協(xié)同的電網(wǎng)緊急功率支援方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種多抽水蓄能電站協(xié)同的電網(wǎng)緊急功率支援方法，包括：緊急支援的啟動：根據(jù)主站下發(fā)至電站的緊急支援啟動準(zhǔn)備指令、緊急支援啟動指令和緊急支援目標(biāo)功率命令實現(xiàn)緊急支援的啟動；緊急支援的執(zhí)行：電站成組控制系統(tǒng)根據(jù)負(fù)荷計劃曲線和所述緊急支援目標(biāo)功率進(jìn)行機組啟停及負(fù)荷調(diào)節(jié)；緊急支援的退出：主站下發(fā)緊急支援開始退出指令給電站，電站進(jìn)行機組啟停及負(fù)荷控制，當(dāng)緊急支援目標(biāo)功率減至0時，主站下發(fā)緊急支援完成退出指令，完成整個緊急支援過程。本發(fā)明利用多個抽水蓄能電站的事故備用能力，利用抽水蓄能電站當(dāng)?shù)爻山M控制功能，實現(xiàn)遠(yuǎn)方自動切泵、滿發(fā)及自動開啟發(fā)電機組功能，提供緊急支援功率，實現(xiàn)了電網(wǎng)頻率的恢復(fù)。
【專利說明】多抽水蓄能電站協(xié)同的電網(wǎng)緊急功率支援方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)調(diào)度運行和控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種多抽水蓄能電站協(xié)同 的電網(wǎng)緊急功率支援控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著輸電技術(shù)的發(fā)展，特高壓電網(wǎng)的建設(shè)，區(qū)域大型受端電網(wǎng)通過多回交直流特 高壓線路受入大功率電力，單條輸電線路的輸電能力越來越大，使得電網(wǎng)的運行結(jié)構(gòu)日益 復(fù)雜，安全穩(wěn)定運行的風(fēng)險也不斷增大。電網(wǎng)頻率作為電網(wǎng)穩(wěn)定運行的重要標(biāo)志之一，如何 在區(qū)域電網(wǎng)遭受大的功率缺失情況下，快速提供緊急功率支援，實現(xiàn)頻率恢復(fù)，進(jìn)而避免發(fā) 生大面積電網(wǎng)連鎖事故，保障電網(wǎng)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的運行，成為大的受端區(qū)域電網(wǎng)控制中心面臨 的重要運行挑戰(zhàn)。
[0003] 為了增強受端電網(wǎng)頻率穩(wěn)定控制，一般采用增加網(wǎng)內(nèi)的機組旋轉(zhuǎn)備用容量以及配 置低頻減負(fù)荷裝置的手段，增加機組的旋轉(zhuǎn)備用，需要較大的運行成本，降低電廠的發(fā)電效 率；而低頻減負(fù)荷為電網(wǎng)的第二道防線，更是需要較大的經(jīng)濟、社會成本。
[0004] 抽水蓄能電站是目前電力系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛、容量大的一種儲能技術(shù)，其在電網(wǎng)中 主要配置用于調(diào)峰填谷、調(diào)相、事故備用及黑啟動等功能。抽水蓄能機組具有快速響應(yīng)能 力，跟蹤負(fù)荷迅速，能適應(yīng)負(fù)荷的急劇變化，可以有效提高電網(wǎng)運行頻率和電壓質(zhì)量的穩(wěn)定 性。在電網(wǎng)日常運行中，抽水蓄能電站目前主要用于電網(wǎng)的調(diào)峰填谷，對于作為事故備用， 一般運行方式為在發(fā)生電網(wǎng)事故時，采用調(diào)度人工發(fā)令，由電站側(cè)人工啟動機組發(fā)電或者 切除抽水工作。這樣的工作方式，需要依賴控制中心的調(diào)度經(jīng)驗，并通過多層人工干預(yù)，延 遲電網(wǎng)故障以及頻率的恢復(fù)時間。
[0005] 中國發(fā)明專利CN103078326A(中國電力科學(xué)院，一種提高電網(wǎng)頻率安全穩(wěn)定性的 優(yōu)化方法）針對抽水蓄能電站的事故備用功能，提出了當(dāng)電網(wǎng)頻率過低時，切除運行在電 泵模式下的抽水蓄能電站機組，在電網(wǎng)頻率過高時，切除運行在發(fā)電模式下的抽水蓄能電 站機組，并進(jìn)而依據(jù)電網(wǎng)頻率，通過調(diào)節(jié)直流線路功率的方法進(jìn)行電網(wǎng)的頻率穩(wěn)定控制，以 減少低頻切負(fù)荷、高頻切記，減少電力系統(tǒng)故障對生產(chǎn)運行及人民生活的影響。
[0006] 中國發(fā)明專利CN102629760A(國網(wǎng)電力科學(xué)研究院，適用頻率安全穩(wěn)定的低頻切 泵及減載協(xié)調(diào)優(yōu)化方法）給出了在電網(wǎng)低頻情況下，依據(jù)頻率變化率確定抽水蓄能電站的 切泵，并與低頻減載項結(jié)合的頻率穩(wěn)定恢復(fù)優(yōu)化方法。實現(xiàn)頻率的故障恢復(fù)。
[0007] 尚未發(fā)現(xiàn)針對多抽水蓄能電站全工況下，對電網(wǎng)發(fā)生功率損失，提供頻率恢復(fù)的 協(xié)同優(yōu)化控制方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種在電網(wǎng)發(fā)生功率損失時，進(jìn)行功率支援的優(yōu)化分配方 法，以及利用多抽水蓄能電站快速提供緊急支援功率，實現(xiàn)電網(wǎng)頻率的恢復(fù)的緊急功率支 援方法。
[0009] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種多抽水蓄能電站協(xié)同的電網(wǎng)緊急功率支援 方法，在監(jiān)測到電網(wǎng)有功率損失時，提供緊急支援，所述多抽水蓄能電站協(xié)同的電網(wǎng)緊急功 率支援方法包括以下步驟：
[0010] 緊急支援的啟動：設(shè)定雙遙調(diào)命令，所述雙遙調(diào)命令包括緊急支援目標(biāo)功率命令 和緊急支援控制投退及模式轉(zhuǎn)換命令，所述緊急支援控制投退及模式轉(zhuǎn)換命令包括緊急支 援啟動準(zhǔn)備指令和緊急支援啟動指令，根據(jù)主站下發(fā)至各個電站的所述緊急支援啟動準(zhǔn)備 指令、緊急支援啟動指令和緊急支援目標(biāo)功率命令實現(xiàn)緊急支援的啟動；
[0011] 緊急支援的執(zhí)行：通過電站成組控制系統(tǒng)根據(jù)負(fù)荷計劃曲線和所述緊急支援目標(biāo) 功率進(jìn)行電站的機組啟停及負(fù)荷調(diào)節(jié)以實現(xiàn)緊急支援的執(zhí)行；
[0012] 緊急支援的退出：主站下發(fā)緊急支援開始退出指令給電站，電站根據(jù)負(fù)荷曲線及 緊急支援目標(biāo)功率進(jìn)行機組啟停及負(fù)荷控制，當(dāng)緊急支援目標(biāo)功率減至0時，主站下發(fā)緊 急支援完成退出指令，完成整個緊急支援過程。
[0013] 進(jìn)一步地，在監(jiān)測到電網(wǎng)有功率損失時，滿足損失功率大于電網(wǎng)當(dāng)前可調(diào)的控制 區(qū)域旋轉(zhuǎn)備用總量，并且差額大于區(qū)域內(nèi)最小的一臺抽蓄容量，功率損失相關(guān)的電網(wǎng)頻率 低于故障下限，持續(xù)一定時間內(nèi)未恢復(fù)至設(shè)定的正常頻率下限時，提供緊急支援。
[0014] 進(jìn)一步地，在所述緊急支援的啟動中，主站依次下發(fā)所述緊急支援啟動準(zhǔn)備指令 和緊急支援啟動指令。
[0015] 進(jìn)一步地，在電網(wǎng)約束條件下進(jìn)行所述緊急支援的退出，所述電網(wǎng)約束為所有參 與緊急支援的抽蓄電站總負(fù)荷曲線及擬退出的總支援功率之和不超過設(shè)定閾值。
[0016] 進(jìn)一步地，在電站約束條件下進(jìn)行所述緊急支援的退出，所述電站約束為對于由 于緊急支援功率減少及負(fù)荷計劃曲線的變化，使得電站成組控制系統(tǒng)需要進(jìn)行發(fā)電至停機 或者停機至抽水操作，并使得操作停機/啟泵的機組臺數(shù)滿足電站安全運行約束。
[0017] 本發(fā)明還提供了一種多抽水蓄能電站緊急功率支援分配方法，應(yīng)用在上述多抽水 蓄能電站協(xié)同的電網(wǎng)緊急功率支援方法上，在所述緊急支援的啟動中，根據(jù)所述多抽水蓄 能電站緊急功率支援分配方法完成分配后，再設(shè)定雙遙調(diào)命令，并根據(jù)主站下發(fā)至各個電 站的所述緊急支援啟動準(zhǔn)備指令、緊急支援啟動指令和緊急支援目標(biāo)功率命令實現(xiàn)緊急支 援的啟動，所述多抽水蓄能電站緊急功率支援分配方法包括以下步驟：
[0018] 根據(jù)任一個當(dāng)前電站的抽水單機容量、發(fā)電單機容量、發(fā)電機組到滿發(fā)的剩余容 量和成組機組臺數(shù)獲得該電站的支援功率；
[0019] 根據(jù)電站工況及機組工況設(shè)定分配優(yōu)先級，所述分配優(yōu)先級包括第一優(yōu)先級、第 二優(yōu)先級和第三優(yōu)先級，電站分配功率的機組工況響應(yīng)優(yōu)先順序依次為所述第一優(yōu)先級、 第二優(yōu)先級和第三優(yōu)先級，所述第一優(yōu)先級為：將處于抽水工況的電站停機，所述第二優(yōu)先 級為：對處于發(fā)電工況的電站，將處于發(fā)電工況且未滿發(fā)的機組滿發(fā)，所述第三優(yōu)先級為 ： 對處于發(fā)電工況的電站，如果機組處于發(fā)電工況且已滿發(fā)，則使其他處于停機狀態(tài)的機組 發(fā)電；
[0020] 對于同等工況的電站，依據(jù)設(shè)定的電站緊急支援分配優(yōu)先級進(jìn)行功率分配；
[0021] 采用輪次功率分配方式，即依所述電站緊急支援分配優(yōu)先級，分配的各個電站支 援功率小于該電站的可支援功率容量，每個電站第一輪先在電站可支援功率容量內(nèi)，分配 1臺機組的容量功率，所有參與電站分配完成后，若仍有需要支援的功率，再開始第二輪分 配，循環(huán)分配直至分配完成。
[0022] 進(jìn)一步地，分配的各個電站支援功率之和小于目標(biāo)支援功率，并且使得其差值最 小。。
[0023] 進(jìn)一步地，分配的第i個電站的支援功率為A PS且
[0024]

【權(quán)利要求】
1. 一種多抽水蓄能電站協(xié)同的電網(wǎng)緊急功率支援方法，其特征在于，在監(jiān)測到電網(wǎng)有 功率損失時，提供緊急支援，所述多抽水蓄能電站協(xié)同的電網(wǎng)緊急功率支援方法包括以下 步驟： 緊急支援的啟動：設(shè)定雙遙調(diào)命令，所述雙遙調(diào)命令包括緊急支援目標(biāo)功率命令和緊 急支援控制投退及模式轉(zhuǎn)換命令，所述緊急支援控制投退及模式轉(zhuǎn)換命令包括緊急支援 啟動準(zhǔn)備指令和緊急支援啟動指令，根據(jù)主站下發(fā)至各個電站的所述緊急支援啟動準(zhǔn)備指 令、緊急支援啟動指令和緊急支援目標(biāo)功率命令實現(xiàn)緊急支援的啟動； 緊急支援的執(zhí)行：通過電站成組控制系統(tǒng)根據(jù)負(fù)荷計劃曲線和所述緊急支援目標(biāo)功率 進(jìn)行電站的機組啟停及負(fù)荷調(diào)節(jié)以實現(xiàn)緊急支援的執(zhí)行； 緊急支援的退出：主站下發(fā)緊急支援開始退出指令給電站，電站根據(jù)負(fù)荷曲線及緊急 支援目標(biāo)功率進(jìn)行機組啟停及負(fù)荷控制，當(dāng)緊急支援目標(biāo)功率減至〇時，主站下發(fā)緊急支 援完成退出指令，完成整個緊急支援過程。
2. 如權(quán)利要求1所述的多抽水蓄能電站協(xié)同的電網(wǎng)緊急功率支援方法，其特征在于， 在監(jiān)測到電網(wǎng)有功率損失時，滿足損失功率大于電網(wǎng)當(dāng)前可調(diào)的控制區(qū)域旋轉(zhuǎn)備用總量， 并且差額大于區(qū)域內(nèi)最小的一臺抽蓄容量，功率損失相關(guān)的電網(wǎng)頻率低于故障下限，持續(xù) 一定時間內(nèi)未恢復(fù)至設(shè)定的正常頻率下限時，提供緊急支援。
3. 如權(quán)利要求2所述的多抽水蓄能電站協(xié)同的電網(wǎng)緊急功率支援方法，其特征在于， 在所述緊急支援的啟動中，主站依次下發(fā)所述緊急支援啟動準(zhǔn)備指令和緊急支援啟動指 令。
4. 如權(quán)利要求3所述的多抽水蓄能電站協(xié)同的電網(wǎng)緊急功率支援方法，其特征在于， 在電網(wǎng)約束條件下進(jìn)行所述緊急支援的退出，所述電網(wǎng)約束為所有參與緊急支援的抽蓄電 站總負(fù)荷曲線及擬退出的總支援功率之和不超過設(shè)定閾值。
5. 如權(quán)利要求4所述的多抽水蓄能電站協(xié)同的電網(wǎng)緊急功率支援方法，其特征在于， 在電站約束條件下進(jìn)行所述緊急支援的退出，所述電站約束為對于由于緊急支援功率減少 及負(fù)荷計劃曲線的變化，使得電站成組控制系統(tǒng)需要進(jìn)行發(fā)電至停機或者停機至抽水操 作，并使得操作停機/啟泵的機組臺數(shù)滿足電站安全運行約束。
6. -種多抽水蓄能電站緊急功率支援分配方法，應(yīng)用在如權(quán)利要求1-5任一項所述的 多抽水蓄能電站協(xié)同的電網(wǎng)緊急功率支援方法上，其特征在于，在所述緊急支援的啟動中， 根據(jù)所述多抽水蓄能電站緊急功率支援分配方法完成分配后，再設(shè)定雙遙調(diào)命令，并根據(jù) 主站下發(fā)至各個電站的所述緊急支援啟動準(zhǔn)備指令、緊急支援啟動指令和緊急支援目標(biāo)功 率命令實現(xiàn)緊急支援的啟動，所述多抽水蓄能電站緊急功率支援分配方法包括以下步驟： 根據(jù)任一個當(dāng)前電站的抽水單機容量、發(fā)電單機容量、發(fā)電機組到滿發(fā)的剩余容量和 成組機組臺數(shù)獲得該電站的支援功率； 根據(jù)電站工況及機組工況設(shè)定分配優(yōu)先級，所述分配優(yōu)先級包括第一優(yōu)先級、第二優(yōu) 先級和第三優(yōu)先級，電站分配功率的機組工況響應(yīng)優(yōu)先順序依次為所述第一優(yōu)先級、第二 優(yōu)先級和第三優(yōu)先級，所述第一優(yōu)先級為：將處于抽水工況的電站停機，所述第二優(yōu)先級 為：對處于發(fā)電工況的電站，將處于發(fā)電工況且未滿發(fā)的機組滿發(fā)，所述第三優(yōu)先級為：對 處于發(fā)電工況的電站，如果機組處于發(fā)電工況且已滿發(fā)，則使其他處于停機狀態(tài)的機組發(fā) 電； 對于同等工況的電站，依據(jù)設(shè)定的電站緊急支援分配優(yōu)先級進(jìn)行功率分配； 采用輪次功率分配方式，即依所述電站緊急支援分配優(yōu)先級，分配的各個電站支援功 率小于該電站的可支援功率容量，每個電站第一輪先在電站可支援功率容量內(nèi)，分配1臺 機組的容量功率，所有參與電站分配完成后，若仍有需要支援的功率，再開始第二輪分配， 循環(huán)分配直至分配完成。
7. 如權(quán)利要求6所述的多抽水蓄能電站緊急功率支援分配方法，其特征在于，分配的 各個電站支援功率之和小于目標(biāo)支援功率，并且使得其差值最小。
8. 如權(quán)利要求7所述的多抽水蓄能電站緊急功率支援分配方法，其特征在于，分配的 第i個電站的支援功率為APi,且
其中，i = 1，2,…，N，N為總的電站數(shù)，氆水單機為第i個電站的抽水單機容量，#電單機 為第i個電站的發(fā)電單機容量，為第i個電站當(dāng)前發(fā)電機組到滿發(fā)的剩余容量，M為 當(dāng)前該電站的成組機組臺數(shù)。
【文檔編號】G06Q10/04GK104331751SQ201410648145
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】勵剛, 周毅, 高伏英, 何星, 畢曉亮, 李維, 方興其, 徐昊, 秦康平, 顧麗鴻 申請人:華東電網(wǎng)有限公司, 上海交通大學(xué)