专利名称：基于wams滤除agc影响的一次调频在线评价方法
技术领域：
本发明涉及一种电力系统及其自动化领域的在线监测评价方法，具体涉及基于 WAMS滤除AGC影响的一次调频在线评价方法。
背景技术：
随着机组容量的不断增加和市场经济的进一步深入，电能用户对电能的可靠性特别是稳定性的要求越来越高，优质、可靠、稳定的电力供应已成为用户的普遍需求。其中，发电机组的一次调频功能对维持频率稳定至关重要。当电网频率偏离额定值时，发电机组调节控制系统自动控制机组有功功率的增加(频率下降时)或减少(频率升高时)，以使电网频率迅速回到额定值范围。另外，随着辅助服务的逐步推行，机组一次调频的投入率及正确率成为对发电厂进行奖惩的重要指标。目前，国内外对一次调频监测评价往往不能反应真实情况，主要有以下几方面的原因1、对一次调频的分析普遍采用能量管理系统(Energy Management System, EMS) 数据，存在数据精度差、数据刷新慢等缺点，不能准确对一次调频进行评价。2、在一次调频过程中很可能伴随有自动发电量控制(Automatic Generation Control, AGC)指令，在实际功率曲线上，即反应出一次调频和AGC指令的叠加。对于此种情况的处理，一部分电网公司不考虑AGC的影响，直接计算一次调频性能，使结果可信度大大降低，并很可能出现与事实相反的结论；另外一部分则通过EMS系统的AGC指令信号，将被下达AGC指令的电厂剔除，不予考核。这两种方法都不能真实反应发电厂一次调频动作情况，存在较大的局限性。3、不能在线运行，需要运行人员调取离线数据并手工离线计算，一般电网公司在电网发生较大的频率波动后，利用事故发生前后的频率和机组出力进行离线计算，定性考核机组的一次调频性能，该方法只适合于抽查的目的。如果可以设计出一种一次调频在线评价方法，使其采用先进的精确的数据源，在算法中滤除AGC的影响，将大大提高一次调频的考核能力，为电网公司对发电厂考核提供技术上的保证，为辅助服务的逐步推行提供有力的支持。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于广域监测系统(Wide Area Measurement System, WAMS)滤除AGC影响的一次调频在线评价方法，本方法实现了一次调频在线监测评估，能够实时给出一次调频监测评估结果，该方法采用先进的WAMS系统数据计算，并提出了滤除 AGC影响的方法，结果准确可靠，能够比较真实的反应发电厂一次调频情况，在实际应用中取得了较好的效果。本发明采用下述方案予以实施基于WAMS滤除AGC影响的一次调频在线评价方法，其改进之处在于，所述方法计算分析采用WAMS数据；所述方法在一次调频分析过程中自动滤除AGC影响；所述方法包括下述步骤A、监测发电机组频率，判断是否发生频率扰动；B、监测所述频率扰动后的发电机组频率，判断一次调频是否结束；C、监测机组功率，判断功率是否响应；D、利用一次调频开始前数据判断是否有AGC指令；E、计算一次调频性能参数，并校核一次调频参数，最后将结果存入数据库。本发明提供的一种优选的技术方案是所述步骤A中，所述频率扰动根据扰动特性不同，分为大扰动和小扰动；发生所述频率扰动意味着机组一次调频应动作，通过增加或减少有功功率使频率恢复到50Hz。本发明提供的第二优选的技术方案是所述步骤B中，所述一次调频的结束时间为在稳定时间内频率恢复到一次调频死区以内的时间点，所述一次调频死区一般设为 0. 033Hz ；如在稳定时间内频率未恢复到死区内，则在到达稳定时间时，判为一次调频结束。本发明提供的第三优选的技术方案是所述步骤C中，从一次调频开始时刻监测所述机组功率变化，如超过机组功率变化门槛值，判为功率响应。本发明提供的第四优选的技术方案是所述步骤D中，所述步骤D中，记录一次调频开始时刻前有功数据，判断有功曲线斜率是否大于定值，如大于定值，则判为此时存在 AGC指令，在后续计算一次调频性能时要滤除AGC的影响。本发明提供的第五优选的技术方案是所述步骤E中，所述一次调频性能参数包括调差系数、贡献电量和是否正确动作；所述一次调频参数校核包括调频死区、响应时间和稳定时间校核；所述数据库为Oracle数据库中“一次调频性能表”。与现有技术相比，本发明达到的有益效果是1、本发明提供的方法使用的数据源为WAMS系统数据，其具有采集密度高、数据精度高、数据具有高精度时标的优点；2、本发明提供的方法滤除了 AGC影响，采用一次调频开始前数据判断AGC指令，拟合AGC有功响应曲线的方法，滤除了 AGC的影响，使一次调频结果更加准确；3、本发明提供的方法计算结果准确、可信度高，从数据源，算法两方面都予以保证；4、本发明提供的方法实现了一次调频的在线监测评价；5、本发明提供的方法为电网公司一次调频考核提供了技术上的保证；6、本发明提供的方法为辅助服务的推广提供了有力的支持。
图1是一次调频“频率”-“原始有功”-“滤波有功”-“滤除AGC影响有功”响应曲线。
具体实施例方式本发明提供的基于WAMS滤除AGC影响的一次调频在线评价方法，该方法计算分析采用WAMS数据，监测全网系统频率，当频率发生扰动并满足一次调频计算条件时，判断是否存在AGC指令，自动对全网发电机进行一次调频性能分析，结果涵盖调差系数、调节电量、是否正确动作等一次调频性能参量，调频死区、响应时间、稳定时间等一次调频参数考核量，并将计算结果保存到数据库“一次调频性能表”。具体实施步骤如下步骤1 监测机组频率，判断是否发生频率扰动，根据扰动特性不同，分为大扰动和小扰动；发生频率扰动意味着机组一次调频应动作，通过增加或减少有功使频率恢复到 50Hz ；步骤2 监测扰动后的机组频率，判断一次调频是否结束；结束时间为在稳定时间内频率恢复到一次调频死区以内的时间点，一次调频死区一般设为0. 03 ,如在稳定时间内频率未恢复到死区内，则在到达稳定时间时，判为一次调频结束；步骤3 监测机组功率，判断功率是否响应；从一次调频开始时刻监测功率变化， 如超过功率变化门槛值，判为功率响应；步骤4:记录一次调频开始时刻前有功数据，判断有功曲线斜率是否大于定值，如有，则判为此时存在AGC指令，在后续计算一次调频性能时要滤除AGC的影响。步骤5 计算一次调频性能参数，如调差系数、贡献电量和是否正确动作等；并校核一次调频参数，如调频死区、响应时间、稳定时间；最后将结果存入Oracle数据库。调差系数计算公式-(细_ ))冲11*100%/ (Pm-PO) *fn。贡献电量有功功率从一次调频开始时刻到结束时刻的积分量。是否正确动作如果频率下降，贡献电量增加，判为正确动作；反之错误；如果频率上升，贡献电量减少，判为正确动作；反之错误。下面是本发明的一个优选实例，以下结合本附图对本发明实现的技术方案作进一步说明。
实施例如图1所示灰色曲线是原始有功曲线，绿色曲线是经滤波处理的有功曲线，红色曲线是滤除AGC影响后的有功曲线，蓝色曲线是频率曲线。在红色竖直线时刻发生了频率波动，频率减小，一次调频动作，有功应增加出力。 从未滤除AGC指令的绿色曲线看，有功并未增加出力，相反减少了出力，从表面现象看，一次调频动作错误，该发电厂要接受相应的处罚。从一次调频开始时刻前的有功曲线看，绿色曲线已经成下降趋势，而正常情况下有功曲线应近似成一条直线，通过相应的计算，判断此时有AGC指令下达。在原始有功曲线上叠加反向的有功对AGC指令响应的拟合曲线，即可得到红色的滤除AGC影响的曲线。从红色曲线可以明显看出，一次调频开始时刻前的有功呈现正常的平稳功率曲线，一次调频开始后，有功曲线呈现上升趋势，反应出该机组正确响应了一次调频的动作指令，对该发电厂的惩罚也将变成奖励。本发明采用WAMS系统数据，其具有采集密度高、数据精度高、数据具有高精度时标等优点。数据刷新时间可达10ms，能够准确反应被监测量的变化情况。本发明提出了滤除AGC影响的算法。正常情况下的有功变化不大，有功曲线可以近似成一条直线。当AGC指令下达后，有功的增加或减少会平均分配到每分钟进行响应，因此，有功的AGC响应曲线可以拟合成一条斜率固定的斜线。
本发明将一次调频发生时刻前一段时间的有功数据记录，分析其属于正常有功数据或是响应AGC指令的有功数据。如果发现该段数据具有一个固定的斜率，且大于设定值， 则判断此时有AGC指令下达，并根据该段数据计算出AGC曲线的斜率，拟合出AGC有功响应曲线。在有AGC指令的情况下分析一次调频，实时采集的有功曲线叠加了有功对一次调频和AGC两种指令的响应，这并不能真实反应一次调频性能，甚至还有可能得出相反的结论。本方法在实时采集的有功曲线基础上滤除拟合的AGC有功响应曲线，即可得到仅响应一次调频的有功曲线。经验证，该方法能够比较准确的反应机组有功对一次调频的响应情况。由于WAMS数据采集密度较高，刷新时间可达10ms，满足实时运行的要求，实现了一次调频考核系统实时在线监测评估。本发明提供一种基于WAMS滤除AGC影响的一次调频在线评价方法。随着厂网分离和辅助服务的逐步推行，电网公司对发电厂一次调频的考核越来越迫切，特别是在发生大扰动时，一次调频作为维持频率稳定的第一道防线，显现出特别重要的地位，电网公司往往希望立即查看发电厂一次调频的动作情况。本发明实现了一次调频在线监测评估，能够实时给出一次调频监测评估结果，本方法采用先进的WAMS系统数据计算，并提出了滤除AGC 影响的方法，结果准确可靠，能够比较真实的反应发电厂一次调频情况，在实际应用中取得了较好的效果。最后应该说明的是结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。
权利要求
1.基于WAMS滤除AGC影响的一次调频在线评价方法，其特征在于，所述方法计算分析采用WAMS数据；所述方法在一次调频分析过程中自动滤除AGC影响；所述方法包括下述步骤A、监测发电机组频率，判断是否发生频率扰动；B、监测所述频率扰动后的发电机组频率，判断一次调频是否结束；C、监测机组功率，判断功率是否响应；D、利用一次调频开始前数据判断是否有AGC指令；E、计算一次调频性能参数，并校核一次调频参数，最后将结果存入数据库。
2.如权利要求1所述的基于WAMS滤除AGC影响的一次调频在线评价方法，其特征在于，所述步骤A中，所述频率扰动根据扰动特性不同，分为大扰动和小扰动；发生所述频率扰动意味着机组一次调频应动作，通过增加或减少有功功率使频率恢复到50Hz。
3.如权利要求1所述的基于WAMS滤除AGC影响的一次调频在线评价方法，其特征在于，所述步骤B中，所述一次调频的结束时间为在稳定时间内频率恢复到一次调频死区以内的时间点，所述一次调频死区一般设为0. 033Hz ；如在稳定时间内频率未恢复到死区内， 则在到达稳定时间时，判为一次调频结束。
4.如权利要求1所述的基于WAMS滤除AGC影响的一次调频在线评价方法，其特征在于，所述步骤C中，从一次调频开始时刻监测所述机组功率变化，如超过机组功率变化门槛值，判为功率响应。
5.如权利要求1所述的基于WAMS滤除AGC影响的一次调频在线评价方法，其特征在于，所述步骤D中，记录一次调频开始时刻前有功数据，判断有功曲线斜率是否大于定值， 如大于定值，则判为此时存在AGC指令，在后续计算一次调频性能时要滤除AGC的影响。
6.如权利要求1所述的基于WAMS滤除AGC影响的一次调频在线评价方法，其特征在于，所述步骤E中，所述一次调频性能参数包括调差系数、贡献电量和是否正确动作；所述一次调频参数校核包括调频死区、响应时间和稳定时间校核；所述数据库为Oracle数据库中“一次调频性能表”。
全文摘要
本发明涉及基于WAMS滤除AGC影响的一次调频在线评价方法，该方法计算分析采用WAMS数据；该方法在一次调频分析过程中能自动滤除AGC影响；该方法包括下述步骤监测发电机组频率，判断是否发生频率扰动；监测频率扰动后的发电机组频率，判断一次调频是否结束；监测机组功率，判断功率是否响应；利用一次调频开始前数据判断是否有AGC指令；计算一次调频性能参数，并校核一次调频参数，最后将结果存入数据库；本方法采用先进的WAMS系统数据计算，并提出了滤除AGC影响的方法，结果准确可靠，能够比较真实的反应发电厂一次调频情况，在实际应用中取得了较好的效果。
文档编号G01R31/00GK102288842SQ201110119038
公开日2011年12月21日 申请日期2011年5月10日 优先权日2011年5月10日
发明者施秀萍, 李倩, 许勇, 赵恩东 申请人:中国电力科学研究院, 中电普瑞科技有限公司