專利名稱：面向cps標準的自動發(fā)電控制機組的控制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)控制技術領域，尤其涉及一面向CPS標準的自動發(fā)電控制機組的控制方法及系統(tǒng)。
背景技術：
自動發(fā)電控制(Automatic Generation Control，AGC)是電力系統(tǒng)維持功率平衡、 保證頻率質量的重要手段之一，而自動發(fā)電控制策略的制定，需要考慮很多因素，其中最重要的就是用來考核區(qū)域控制性能的控制性能評價標準。控制性能評價標準主要有A標準及CPS標準。由于具有諸多公認缺陷，之前廣泛使用的A標準目前已被淘汰，當前各大區(qū)域電網(wǎng)均使用CPS標準進行控制性能評價，為適應 CPS標準，需要對原A標準的AGC策略進行改進?，F(xiàn)有技術提供的各種面向CPS標準的自動發(fā)電控制機組的控制方法，在去除各自約束條件以及一些細枝末節(jié)上的不同以后，可簡化為下式P = Pp+Pj+Pcps(1)其中，Pp為自動發(fā)電控制的比例分量，P1為自動發(fā)電控制的積分分量，Pcps為自動發(fā)電控制的修正分量，P為AGC的總調節(jié)量，下面詳述該三個分量的含義1.自動發(fā)電控制的比例分量PP，其滿足如下關系式Pp = -CpXACE(2)其中，Cp為比例系數(shù)，通常取值接近或略大于1，ACE為區(qū)域控制偏差。比例分量 Pp在自動發(fā)電控制的總調節(jié)量中占比最大，其作用是使自動發(fā)電控制的總調節(jié)量與區(qū)域控制偏差ACE相近，以使得調節(jié)后的區(qū)域控制偏差ACE趨向于零。2.自動發(fā)電控制的積分分量P1，其滿足如下關系式P1 = C1X f ACE(3)其中，C1為積分系數(shù)。積分分量P1的作用一方面是通過積分使區(qū)域控制偏差ACE 產生過零機制以滿足A標準要求，另一方面使得穩(wěn)態(tài)區(qū)域控制偏差ACE趨近于零。3.自動發(fā)電控制的修正分量PePS，其滿足如下關系式Pcps = -CcpsX Af(4)其中，C。PS*頻率偏差修正系數(shù)，Af為即時頻率偏差。C。PS*身為正值，取負后與即時頻率偏差Δι之積將得到與頻率偏差方向相反的CPS修正功率；C。PS的大小表明了區(qū)域對系統(tǒng)頻率的支持力度。由(1)可以看出，自動發(fā)電控制的比例分量Pp和自動發(fā)電控制的積分分量P1均直接繼承于A標準，而通過自動發(fā)電控制的修正分量Pcps對總調節(jié)量進行修正，相當于對原A 標準控制思想打“補丁”，并未完全脫離A標準的控制模式，因此保留了 A標準控制模式下的各種缺點，進而也就無法最大限度地體現(xiàn)CPS標準的優(yōu)勢。現(xiàn)有技術提供的面向CPS標準的自動發(fā)電控制機組的控制方法具有如下兩大缺點缺點一自動發(fā)電控制的修正分量Peps部分
設置自動發(fā)電控制的修正分量Peps的本意是要使自動發(fā)電控制的總調節(jié)量與頻率偏差方向相反，也就是當頻率偏差大于零時，自動發(fā)電控制的總調節(jié)量要為負而使區(qū)域控制偏差ACE趨向負值；反之當頻率偏差小于零時，自動發(fā)電控制的總調節(jié)量要為正而使區(qū)域控制偏差ACE趨向正值。保持區(qū)域控制偏差ACE與頻率偏差始終反號有兩點好處，一方面，CPSl指標構成與頻率偏差及區(qū)域控制偏差ACE符號相關，反號可以產生較好的CPSl指標。另一方面，反號也有利于系統(tǒng)頻率的恢復。因此，自動發(fā)電控制的修正分量Peps在設計時使用的是讓AGC跟蹤系統(tǒng)即時頻率偏差的方式。然而，這一設計過于理想化，并未考慮到頻率偏差符號變化周期與AGC機組執(zhí)行周期的匹配問題。在實際電力系統(tǒng)中，頻率偏差符號變化通常很快，但AGC機組功率變化相對較慢，通常情況下AGC功率完全跟不上實時的頻率變化，從而使自動發(fā)電控制的修正分量Peps失去原有意義，甚至有時可能起到反向調節(jié)以及無謂調節(jié)的不好效果。另外，跟蹤實時頻率的自動發(fā)電控制的修正分量Peps也使得AGC動作頻繁，甚至可能會使ACE過零次數(shù)大大超過A標準下10分鐘/次的要求。缺點二、自動發(fā)電控制的積分分量P1部分比例積分控制過程應用在AGC系統(tǒng)中，就是控制AGC總調節(jié)量盡量精確地平衡掉區(qū)域控制偏差ACE。然而，其中的積分控制并不適合用于AGC系統(tǒng)，尤其是CPS標準下的AGC 系統(tǒng)，這是由于1.積分控制對于目標基本固定的控制系統(tǒng)可以很好地消除穩(wěn)態(tài)誤差。然而，電網(wǎng)實際的ACE總是不斷變化的，而積分計算是一段時間的累積，因此很可能在積分分量還沒起到作用時，目標ACE已經變化到其他完全不同的值。此時，積分分量基本起不到消除ACE 穩(wěn)態(tài)誤差的作用。同時若積分系數(shù)取值不當，恰好系統(tǒng)又產生特定形態(tài)的ACE時，還有可能會造成短時間內的控制發(fā)散。2.積分控制是一個反復震蕩減小的過程，應用在AGC系統(tǒng)中，無疑會給發(fā)電機組帶來很大的磨損，同時也會消耗大量煤炭等自然資源，而這些損耗所帶來的電能質量提高卻是十分有限。3.由于區(qū)域B系數(shù)無法取準所導致的ACE的主觀性，以及區(qū)域中發(fā)電機與負荷的頻率特性的存在，ACE的值只能近似接近于本區(qū)實際功率缺額，即使可以將ACE完全平衡為零也并不代表可以消除系統(tǒng)頻率的偏差。也就是說將ACE精確地平衡到0本身就是毫無意義的，實際上只需維持ACE在一個較小的值即可。這與積分控制目的-消除穩(wěn)態(tài)偏差相悖。因此，原A標準評價及相應的比例積分控制，在結果上必然產生大量的無必要的機組動作，加快機組磨損。這也是A標準最大的不足以及用CPS標準取代A標準的原因之一。在CPS標準下，控制目標不再是一個精確的目標(ACE = 0)，而是一個比較模糊的、在 ACE = 0附近的一個控制帶。相應地，傳統(tǒng)A標準下的比例積分控制，尤其是其中的積分分量，不適合在CPS標準下延續(xù)使用。綜上所述，現(xiàn)有技術提供的面向CPS標準的自動發(fā)電控制機組的控制方法無法克服A標準下的頻繁調節(jié)、無謂調節(jié)的缺陷，加快發(fā)電機損耗的問題，同時耗費大量資源，節(jié)能性差
發(fā)明內容
本發(fā)明實施例的目的在于提供一面向CPS標準的自動發(fā)電控制機組的控制方法， 以解決現(xiàn)有的面向CPS標準的自動發(fā)電控制機組的控制方法頻繁調節(jié)、無謂調節(jié)的缺陷， 加快發(fā)電機損耗、耗費大量資源，節(jié)能性差的問題。同時可以保證區(qū)域取得優(yōu)秀的CPS指標。本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種面向CPS標準的自動發(fā)電控制機組的控制方法，所述方法包括以下步驟在自動發(fā)電控制機組的當前控制周期末，計算頻率偏差預期值及其函數(shù)變換后， 生成未來頻率偏差預期，進而計算修正分量；利用區(qū)域控制偏差采集系統(tǒng)采集計算區(qū)域控制偏差，并結合修正分量計算自動發(fā)電控制機組的下一控制周期的總調節(jié)量后，將得到的總調節(jié)量發(fā)送給自動發(fā)電控制機組。本發(fā)明還提供了一種面向CPS標準的自動發(fā)電控制機組的控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括第一計算單元，用于在自動發(fā)電控制機組的當前控制周期末，計算頻率偏差預期值及其變換函數(shù)后，生成未來頻率偏差預期，進而計算修正分量；第二計算單元，用于根據(jù)區(qū)域控制偏差采集系統(tǒng)采集計算的區(qū)域控制偏差，結合所述第一計算單元計算得到的修正分量計算自動發(fā)電控制機組的下一控制周期的總調節(jié)量后，將得到的總調節(jié)量發(fā)送給自動發(fā)電控制機組。由于本發(fā)明提供的面向CPS標準的自動發(fā)電控制機組的控制系統(tǒng)在對自動發(fā)電控制機組的下一控制周期進行調節(jié)控制時，是面向頻率偏差的預期值而非即時頻率偏差來計算功率總調節(jié)量的，同時拋棄了對導致電機頻繁調節(jié)的積分分量，相對于現(xiàn)有技術而言， 在提高區(qū)域CPS指標的前提下，降低了自動發(fā)電控制機組損耗，節(jié)省了資源，節(jié)能效果明
Mo


圖1是本發(fā)明提供的面向CPS標準的自動發(fā)電控制機組的控制方法的流程圖；圖2是本發(fā)明提供的面向CPS標準的自動發(fā)電控制機組的控制系統(tǒng)的結構圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖1所示，本發(fā)明提供的面向CPS標準的自動發(fā)電控制機組的控制方法包括以下步驟在步驟SlOl中，在自動發(fā)電控制機組的當前控制周期末，計算頻率偏差預期值及其函數(shù)變換后，生成未來頻率偏差預期，進而計算修正分量。其中的變換函數(shù)可以但不限于采用符號函數(shù)、閥值函數(shù)、線性函數(shù)等。具體地，計算頻率偏差預期值的步驟可以為讀取歷史天數(shù)相應時間段內的多個頻率偏差歷史數(shù)據(jù)值；計算讀取的歷史數(shù)據(jù)值的算術平均或加權平均值，作為頻率偏差預期值。
具體地，計算修正分量的步驟可以表示為Pcps = -Ccps X fun ( Δ f ‘)其中，Ccps為CPS分量系數(shù)，fim(Af')為變換函數(shù)，Af'為頻率偏差預期值，Pcps 為修正分量。優(yōu)選地，CPS分量系數(shù)(^取CPS標準中的常數(shù)Lltl的0.5倍，則有當Af' > 0 時，Pcps =-0. 5L1(I ；當 Af' < 0 時，Pcps = 0. 5L1(I ；當 Af' = 0 時，Pcps = 0。在步驟S102中，利用區(qū)域控制偏差采集系統(tǒng)采集計算區(qū)域控制偏差，并結合修正分量計算自動發(fā)電控制機組的下一控制周期的總調節(jié)量后，將得到的總調節(jié)量發(fā)送給自動發(fā)電控制機組。具體地，結合修正分量計算自動發(fā)電控制機組的下一控制周期的總調節(jié)量的步驟可以表示為P = -ACE+Pcps其中，P為總調節(jié)量，ACE為區(qū)域控制偏差。由于本發(fā)明提供的面向CPS標準的自動發(fā)電控制機組的控制方法在對自動發(fā)電控制機組的下一控制周期進行調節(jié)控制時，是面向頻率偏差的預測值而非即時頻率偏差來計算功率總調節(jié)量的，同時拋棄了對導致電機頻繁調節(jié)的積分分量，相對于現(xiàn)有技術而言， 在提高區(qū)域CPS指標的前提下，降低了自動發(fā)電控制機組的電機損耗，節(jié)省了資源，節(jié)能效果明顯。由于該面向CPS標準的自動發(fā)電控制機組的控制方法在計算總調節(jié)量時，去除了積分分量，當區(qū)域控制偏差ACE相對平穩(wěn)時，該方法會失去積分分量的穩(wěn)定作用，為此， 該方法在結合修正分量計算自動發(fā)電控制機組的下一控制周期的總調節(jié)量的步驟之后， 將得到的總調節(jié)量發(fā)送給自動發(fā)電控制機組的步驟之前，還可以包括以下步驟判斷計算得到的總調節(jié)量是否在預設的死區(qū)范圍內，是則不將得到的總調節(jié)量發(fā)送給自動發(fā)電控制機組，否則將得到的總調節(jié)量發(fā)送給自動發(fā)電控制機組。其中，預設的死區(qū)范圍優(yōu)選為-0. 5L10—0. 5L10。如圖2所示，本發(fā)明提供的面向CPS標準的自動發(fā)電控制機組的控制系統(tǒng)包括第一計算單元11，用于在自動發(fā)電控制機組的當前控制周期末，計算頻率偏差預期值及其函數(shù)變換后，生成未來頻率偏差預期，進而計算修正分量；第二計算單元12，用于根據(jù)區(qū)域控制偏差采集系統(tǒng)采集計算的區(qū)域控制偏差，結合第一計算單元11計算得到的修正分量計算自動發(fā)電控制機組的下一控制周期的總調節(jié)量后，將得到的總調節(jié)量發(fā)送給自動發(fā)電控制機組。其中，第一計算單元11計算頻率偏差預期值及其函數(shù)變換，以及計算修正分量的步驟如上所述，在此不再贅述。其中，第二計算單元12結合修正分量計算自動發(fā)電控制機組的下一控制周期的總調節(jié)量的步驟如上所述，在此不再贅述。為了提高區(qū)域控制偏差ACE相對平穩(wěn)時調節(jié)的穩(wěn)定性，該系統(tǒng)還可以包括判斷單元13，用于判斷第二計算單元12計算得到的總調節(jié)量是否在預設的死區(qū)范圍內，是則不將得到的總調節(jié)量發(fā)送給自動發(fā)電控制機組，否則將得到的總調節(jié)量發(fā)送給自動發(fā)電控制機組。由于本發(fā)明提供的面向CPS標準的自動發(fā)電控制機組的控制方法在對自動發(fā)電控制機組的下一控制周期進行調節(jié)控制時，是面向頻率偏差的預期值而非即時頻率偏差來計算功率總調節(jié)量的，同時拋棄了對導致電機頻繁調節(jié)的積分分量，相對于現(xiàn)有技術而言， 在提高區(qū)域CPS指標的前提下，降低了自動發(fā)電控制機組損耗，節(jié)省了資源，節(jié)能效果明
Mo 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，根據(jù)本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種面向CPS標準的自動發(fā)電控制機組的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步驟在自動發(fā)電控制機組的當前控制周期末，計算頻率偏差預期值及其函數(shù)變換后，生成未來頻率偏差預期，進而計算修正分量；利用區(qū)域控制偏差采集系統(tǒng)采集計算區(qū)域控制偏差，并結合修正分量計算自動發(fā)電控制機組的下一控制周期的總調節(jié)量后，將得到的總調節(jié)量發(fā)送給自動發(fā)電控制機組。
2.如權利要求1所述的面向CPS標準的自動發(fā)電控制機組的控制方法，其特征在于，所述計算頻率偏差預期值的步驟表示具體為讀取歷史天數(shù)相應時間段內的多個頻率偏差歷史數(shù)據(jù)值；計算讀取的歷史數(shù)據(jù)值的算術平均或加權平均值，作為頻率偏差預期值。
3.如權利要求1所述的面向CPS標準的自動發(fā)電控制機組的控制方法，其特征在于，所述計算修正分量的步驟表示為Pcps = "Ccps X fun ( Δ f ‘)其中，C。PS*CPS分量系數(shù)，fUn(Af')為變換函數(shù)，ΔΓ為頻率偏差預期值，Peps為修正分量。
4.如權利要求3所述的面向CPS標準的自動發(fā)電控制機組的控制方法，其特征在于，所述結合修正分量計算自動發(fā)電控制機組的下一控制周期的總調節(jié)量的步驟表示為；P = -ACE+Pcps其中，P為總調節(jié)量，ACE為區(qū)域控制偏差。
5.如權利要求1至4任一項所述的面向CPS標準的自動發(fā)電控制機組的控制方法， 其特征在于，在所述結合修正分量計算自動發(fā)電控制機組的下一控制周期的總調節(jié)量的步驟之后，將得到的總調節(jié)量發(fā)送給自動發(fā)電控制機組的步驟之前，所述方法還包括以下步驟判斷計算得到的總調節(jié)量是否在預設的死區(qū)范圍內，是則不將得到的總調節(jié)量發(fā)送給自動發(fā)電控制機組，否則將得到的總調節(jié)量發(fā)送給自動發(fā)電控制機組。
6.一種面向CPS標準的自動發(fā)電控制機組的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括第一計算單元，用于在自動發(fā)電控制機組的當前控制周期末，計算頻率偏差預期值及其函數(shù)變換后，生成未來頻率偏差預期，進而計算修正分量；第二計算單元，用于根據(jù)區(qū)域控制偏差采集系統(tǒng)采集計算的區(qū)域控制偏差，結合所述第一計算單元計算得到的修正分量計算自動發(fā)電控制機組的下一控制周期的總調節(jié)量后， 將得到的總調節(jié)量發(fā)送給自動發(fā)電控制機組。
7.如權利要求6所述的面向CPS標準的自動發(fā)電控制機組的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一計算單元計算頻率偏差預期值的步驟表示具體為讀取歷史天數(shù)相應時間段內的多個頻率偏差歷史數(shù)據(jù)值；計算讀取的歷史數(shù)據(jù)值的算術平均值，作為頻率偏差預期值。
8.如權利要求6所述的面向CPS標準的自動發(fā)電控制機組的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一計算單元計算修正分量的步驟表示為Pcps =-Ccps Xfim ( Af ‘)其中，C。PS*CPS分量系數(shù)，fUn(Af')為變換函數(shù)，ΔΓ為頻率偏差預期值，Peps為修正分量。
9.如權利要求8所述的面向CPS標準的自動發(fā)電控制機組的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第二計算單元結合修正分量計算自動發(fā)電控制機組的下一控制周期的總調節(jié)量的步驟表示為；P = -ACE+Pcps其中，P為總調節(jié)量，ACE為區(qū)域控制偏差。
10.如權利要求6至9任一項所述的面向CPS標準的自動發(fā)電控制機組的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括判斷單元，用于判斷所述第二計算單元計算得到的總調節(jié)量是否在預設的死區(qū)范圍內，是則不將得到的總調節(jié)量發(fā)送給自動發(fā)電控制機組，否則將得到的總調節(jié)量發(fā)送給自動發(fā)電控制機組。
全文摘要
本發(fā)明公開了一面向CPS標準的自動發(fā)電控制機組的控制方法及系統(tǒng)。其中方法包括在自動發(fā)電控制機組的當前控制周期末，計算頻率偏差預期值及其函數(shù)變換后，生成未來頻率偏差預期，進而計算修正分量；采集計算區(qū)域控制偏差，并結合修正分量計算自動發(fā)電控制機組的下一控制周期的總調節(jié)量后，將總調節(jié)量發(fā)送給自動發(fā)電控制機組。由于本發(fā)明提供的面向CPS標準的自動發(fā)電控制機組的控制方法在對自動發(fā)電控制機組的下一控制周期進行調節(jié)控制時，是基于未來頻率偏差預期而非即時頻率偏差來計算功率總調節(jié)量的，同時拋棄了導致電機頻繁調節(jié)的積分分量，提高控制區(qū)域CPS指標，同時降低自動發(fā)電控制機組損耗，節(jié)省資源，節(jié)能效果明顯。
文檔編號H02P9/00GK102324885SQ20111028108
公開日2012年1月18日 申請日期2011年9月20日 優(yōu)先權日2011年9月20日
發(fā)明者巴宇, 李衛(wèi)東 申請人:大連理工大學