一种互联电网中各控制区的频率控制性能评价方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种性能评价方法，具体涉及一种互联电网中各控制区的频率控制性 能评价方法。
【背景技术】
[0002] 互联电网运行中，需要控制性能的评价方法及标准来评价和规范各控制区域的行 为，使其既能满足电网的可靠性要求，又能公平地分享电网互联带来的益处。对互联电网的 各控制区控制性能评价方法最早采用A标准进行评价，实践表明，采用A标准进行各控制区 的控制性能评价并不能保证整个互联电网好的频率质量，一旦互联电网中某个控制区发生 故障，无法短时期恢复正常控制时，其他控制区为了保持其A指标，并不能很好地给予支援 以维持整个互联电网的频率质量。因此，目前国内外普遍采用CPS标准来评价互联电网中 各控制区的控制性能，其目的是为了更加客观地评价各控制区的控制行为对互联电网的作 用，确保控制区的交换功率满足交换计划要求，并使互联电网的频率保持在规定范围以内。
[0003] 目前的CPS标准采用频率分布统计指标作为频率控制的评价依据。其方法是统计 全年系统频率偏差标准频率（我国为50Hz，美国为60Hz)的均方误差e作为频率控制目标 值，且是一长期的考核指标，如下式所式：
[0005] 式中afi为第i分钟的频率偏差；fi为第i分钟的频率平均值；f^为系统标准频 率；n为一年时间段中的分钟数。
[0006] 具体评价标准包括CPS1和CPS2两部分，其中CPS1是控制区在一个长的时间段 (如一天、一月、一年等）内，其区域控制偏差ACE满足如下要求：
[0008] 式中：ACEiS控制区i的ACE的lmin平均值
[0009]Bi为控制区i的频率偏差系数，为负数，单位为MW/0. 1Hz
[0010]CPS1评价以频率的均方误差e作为频率控制目标值保证了电网运行频率在标准 频率附近，有利于提高系统频率质量。但是近些年，在我国某些部分区域电网的运行频率总 体上虽仍满足上述要求，但是出现了总体平均频率偏高的现象，造成了能源的浪费，如我国 西北电网2015年1月份的某日的平均频率为50. 03Hz。原因是我国的一些电厂为了完成发 电指标，存在"抢发电"的现象。并且近些年，随着风电的大开发，风电密集的区域在电网低 谷时不舍弃风，更加剧了抢发电的现象。
[0011] 鉴于目前控制性能评价标准及方法，目前的评价标准从根本上是以频率偏差标准 频率的均方误差作为评价目标，并没有对频率偏差的均值、方差等统计指标作明晰的规定。 因此这也造成了各控制区的控制目标只顾及频率的均方误差，确保系统频率在标准频率附 近，而对系统平均频率等统计指标的控制不够精细。
【发明内容】
[0012] 为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种互联电网中各控制区的频率控制 性能评价方法，既考虑了系统频率均方误差的评价指标，保证系统频率在标准频率附近运 行，提高发电设备和用电设备的运行效率，又考虑了系统平均频率的评价指标，加强了对系 统抢发电或欠发电等投机行为的评判，避免了能源的浪费，提高了电力能源的利用效率。
[0013] 为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
[0014] 1. -种互联电网中各控制区的频率控制性能评价方法，其特征在于，所述方法包 括如下步骤：
[0015] (1)准备控制性能评价数据；
[0016] (2)对滤波后的ACE信号ACElmin _和频差信号Aflmin _，分别计算系统平均频率 控制性能指标CPS1_1与系统频率波动控制性能指标CPS1_2 ;
[0017] (3)根据评价指标CPS1_1与CPS1_2,按照设定的评价规则，评价该控制区的控制 性能。
[0018] 本发明提供的优选技术方案中，所述步骤（1)包括如下步骤：
[0019] A、确定性能评价周期T分钟，采样控制区在该评价周期内的实时数据，所述实时 数据包括网运行频率f、联络线交换功率Pti;
[0020] B、计算控制区在评价周期内区域控制偏差ACE、频差Af:
[0021] ACE=BjAf+(2：Pti-2：I0i)
[0022] 式中，Af?为频差，Af=f-fQ，f为当前控制周期内的电网频率实际测量值，fQ为 标称频率；Bi为控制区域i的频差系数，2Pti为控制区域i所有联络线交换功率的实际量 测值之和，联络线计2IM为控制区域i与外控制区的交易计划之和；
[0023] C、对该评价周期内区域控制偏差ACE、频差Af?信号进行滤波；
[0024] 滤波器采用平均器，通过实时计算在第T1分钟的ACE平均值ACElminave和频差平均 值Aflmin_aTC;具体地，在第m个ACE、Af采样点，其前T1分钟内的平均值的计算公式为：
[0027] 式中，n为在T1分钟内共采样了n次，A&是控制区域i的频差。
[0028] 本发明提供的第二优选技术方案中，所述步骤（2)中系统平均频率控制性能指标 CPS1_1计算公式如下：
[0030] 所述系统频率波动控制性能指标CPS1_2计算公式如下：
[0031]
[0032]式中AVE(X)为平均算子，是评价周期T分钟内的X信号的平均值，
[0033] y2为系统平均频率控制方差的设定目标，〇2为系统频率波动控制方差的设定目 标。
[0034] 本发明提供的第三优选技术方案中，所述步骤（3)的评价规则如下：
[0035] 系统平均频率控制性能评价规则：
[0036] CPS1_1多2,则控制区对系统平均频率控制评价为优；
[0037] 1 <CPS1_1 < 2,则控制区对系统平均频率控制评价为良；
[0038] CPS1_1 < 1，则控制区对系统平均频率控制评价为差；
[0039] 系统频率波动控制评价规则：
[0040] CPS1_2多2,则控制区对系统频率波动控制评价为优；
[0041] 1 <CPS1_2 < 2,则控制区对系统频率波动控制评价为良；
[0042]CPS1_2 < 1，则控制区对系统频率波动控制评价为差；
[0043] 控制区综合性能评价规则：
[0044] 只有同时满足CPS1_1彡1和CPS1_2彡1，对该控制区性能评价为合格；
[0045] 否则为不合格。
[0046] 本发明提供的第四优选技术方案中，所述系统平均频率控制方差的设定目标y2 不超过控制区一次调频的死区。
[0047] 本发明提供的第五优选技术方案中，所述系统频率波动控制方差的设定目标 〇2 根据如下进行设定：
[0048] 〇 2=e2-y2
[0049] 其中，e为全年系统频率偏差的均方误差：
[0051] 式中&为第i分钟的频率平均值；f^为系统标准频率；n为一年时间段中的分钟 数。
[0052] 与最接近的现有技术比，本发明的有益效果在于：
[0053] 本发明既考虑了系统频率均方误差的评价指标，保证系统频率在标准频率附近运 行，提高发电设备和用电设备的运行效率，又考虑了系统平均频率的评价指标，加强了对系 统抢发电或欠发电等投机行为的评判，避免了能源的浪费，提高了电力能源的利用效率。
[0054] 本发明对频率偏差的均值、方差等统计指标有了明确规定，对控制区对系统频率 控制性能评价更加精细，更加全面。
[0055] 本发明对控制区对系统频率控制性能评价更加精细，更加全面，但计算方法简单， 实现代价低。
【附图说明】
[0056] 图1是一种互联电网中各控制区的频率控制性能评价方法流程图
【具体实施方式】
[0057] 下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0058] 如图1所示，一种互联电网中各控制区的频率控制性能评价方法，包括以下三个 阶段：