钢铁企业电网协调控制方法及系统的制作方法

文档序号:9416593阅读:396来源:国知局
钢铁企业电网协调控制方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于工业生产过程的控制领域,特别涉及一种钢铁企业电网协调控制方法 及系统。
【背景技术】
[0002] 随着电力体制改革的不断推进,以及智能电网背景下电力二次一体化、需求响应 等相关研究的进展,在大型钢铁企业电网内实现电力系统实时优化与控制,提高区域电网 的安全性和经济性显得越发重要。钢铁企业电力系统包括发电、输电、配电和用电4个环 节,一定程度上构成了自成体系的微网。对于大电网来说,钢铁企业既是终端用户又是电源 点,因此,在保证企业电网安全稳定运行的基础上,一方面应通过参与电力需求侧响应及负 荷管理措施,节省用电成本,并在电力系统发挥重要作用,如平抑峰值负荷、参与动态电价 形成机制等;另一方面应挖掘企业自身潜力,结合钢铁企业的生产特点和两部制电价的收 费细则,以厂级控制方法分析企业电力系统中存在的控制问题,找出实现企业关口平衡控 制、自动发电控制、自动电压控制、电力需量控制、用电负荷管理的协调控制方法,提高钢铁 企业电网的优化调度和控制水平,提高企业的综合竞争力。
[0003] 在钢铁企业电网中存在一些孤立的控制子系统,如电力需量控制、自动发电控制、 自动电压控制和用电负荷管理。各控制子系统根据自己的控制目标对所辖区域的控制对象 进行实时控制,在一定程度上提升了电网的实时控制水平。但是,目前在线有功功率控制是 由AGC承担的,其目标是跟踪负荷变化,维持系统关口有功功率接近计划值,很少考虑其调 整对系统电压稳定的影响;加之PDC和LMS要结合自身控制目标对负荷端的有功功率进行 控制,因此AGC、AVC、PDC和LMS在控制中无论是在控制目标,还是受控对象都存在交互影 响。在系统运行中,由于子系统之间缺乏联系和信息交互,并且控制目标不统一,往往会出 现过度控制和反复调节的问题,降低了企业电网运行的经济型和安全性。因此,在钢铁企业 电网的控制中,迫切需要对这些控制子系统进行整合,使其在实现各自基本功能的同时,兼 顾系统全局的安全性和经济性,实现控制体系与调节措施间的协调。
[0004] 本发明涉及的名词定义如下:
[0005] 电力需量控制(PDC):通过功率改变、功率延时、功率切除等手段减少企业峰值负 荷,保证企业月最大需量在合同限值以内,降低企业用电成本。
[0006] 自动发电控制(AGC):在钢铁企业中AGC与电网的差别较大,由于企业用户都与电 网公司的大电网相连,一般不需要考虑频率的问题,而联络线功率要考虑的就是与电网的 边界,因此AGC要解决的最重要问题应该是关口平衡问题。
[0007] 自动电压控制(AVC):该系统是对所辖电网的变压器分接头和容抗器进行调节, 保证区域电网的电压和功率因数在合理范围内。在钢铁企业的220kV变电站一般都配置了 容抗器,但是却很少参与电压和无功调节,一个主要的原因就是缺乏一套适合钢铁企业的 AVC系统。
[0008] 用电负荷管理(LMS):该系统是对电力负荷进行监控、管理的综合管理信息系统。 在钢铁企业,电能使用贯穿在钢铁生产的整个过程,由于其具有用电量大、负荷波动大、负 荷变化与生产状况直接相关等特点,可以通过负荷监测、负荷控制、用电分析、负荷预测等 手段加强对企业内部各个车间的用电管理,提高企业的用电效率。

【发明内容】

[0009] 本发明的目的,在于提供一种钢铁企业电网协调控制方法及系统,其根据钢铁企 业电网的实时控制需要,建立供电网络模型,并采用厂级控制方法对实时控制系统进行分 析。在此基础上采用分层控制、逐级细化的思想对整个系统的进行重新设计,建立钢铁企业 电网的综合优化协调控制系统,该系统由超前优化调度、协调优化控制和常规控制构成。在 超前优化调度环节建立对未来电网的潮流变化趋势进行分析,在协调优化控制环节,通过 改进超前自动发电控制和电力需量控制的控制策略,实现了钢铁企业电网系统经济性和安 全性的综合优化协调控制。
[0010] 本发明的技术方案是:钢铁企业电网协调控制方法,其特征在于:包括最上层的 超前优化调度层、中间层的协调优化控制层、下层的实时控制系统;所述超前优化调度层用 于将电网模型、计划数据、负荷预测结果融合起来,形成未来方式断面;所述协调优化控制 层用于通过潮流计算对不同时段的运行方式断面集合的潮流变化进行分析,结合关口需量 预测、考核功率因数计算结果,形成调度决策信息;所述调度决策信息包括超前PDC控制指 令、超前AGC控制指令和AVC控制指令;所述协调优化控制层还通过灵敏度因子对超前AGC 和超前roc的控制策略进行修正,以提高有功调节的响应速度;同时协调优化控制层采用 启发式交叉递进的方法对超前AGC控制指令与AVC控制指令进行校核修正,得到综合协调 控制指令,以降低超前AGC控制指令与AVC控制指令的相互影响;;所述协调优化控制层将 超前PDC控制指令、超前AGC控制指令和AVC控制指令发送给实实时控制层;实时控制系统 根据自身运行状态和调度决策信息进行自动调节。
[0011] 进一步的,所述超前优化调度层根据生产作业计划、工序检修计划、特殊工序趋势 分析结果,结合钢铁企业各种工序的用电特点,采用多种预测算法生成用电总加预测曲线 和各个分厂或工序的关口负荷预测结果;根据上一周期制定的30分钟发电计划和用电总 加预测曲线,确定未来30分钟外购电计划,并对其进行峰谷平经济性评估 [2],实现对发电 计划的修正;以状态估计实时断面为基础,融合工序检修计划、关口负荷预测结果、未来30 分钟发电计划,生成未来方式断面;以潮流计算结果为基础,结合特殊工序(如电炉)趋势 分析结果,得到关口需量预测结果,以此判断未来30分钟需量是否超过设定限值,并通过 考核功率因数计算判断功率因数是否越限;根据超前优化调度层的分析结果,结合当前时 刻电网实时运行情况,依据启发式专家规则制定实时控制策略,向实时控制层下发调度决 策?目息;
[0012] 进一步的,所述协调优化控制层以优化设定值的方式下发调度决策信给电炉电极 升降调节系统、发电机自动电压调节装置AVR和机组协调控制系统;实时控制层根据自身 运行状态和限制约束进行自动调节,而可间断负荷控制、变压器分接头、容抗器开关采用遥 控命令进行直接控制。
[0013] 进一步的,超前优化调度层的综合负荷预测模块采用多时间粒度、多模式的综合 预测方法,对电网的用电总加负荷和关口负荷进行预测,并通过特殊工序趋势分析结果、生 产作业计划和工序检修计划,对预测结果进行二次修正。
[0014] 进一步的,超前优化调度层根据钢铁企业电网的供电网络和用电特点,建立企业 厂级负荷预测流程网络模型;针对钢铁企业的各个分厂用户的负荷特性,分类进行预测: 用电总加负荷预测、外购电关口负荷预测、等值用电负荷预测、特殊工序趋势分析,并匹配 不同的预测算法;对于各类负荷预测采用不同的预测口径,其中用电总加负荷预测口径为 5分钟,预测时间长度为120分钟,外购电关口负荷预测、等值用电负荷预测口径为1分钟, 预测时间长度为60分钟;特殊工序趋势分析的预测口径为10秒,预测时间长度为5分钟; 引入作业计划和工序检修计划信息,对等值用电负荷预测结果和特殊工序趋势分析进行修 正,并通过分用户汇总对用电总加预测结果进行校核,提高预测准确率。
[0015] 进一步的,所述超前优化调度层通过峰平谷经济性评估模块,根据电网公司的分 时电价对外购电计划进行经济性校核,并通过调整发电计划和合理调整外购电计划,保证 峰时段多发电少买电,谷时段少发电多买电。
[0016] 进一步的,所述超前优化调度层通过生成未来方式断面模块,以状态估计实时断 面为基础,融合工序检修计划、关口负荷预测结果、未来30分钟发电计划,生成时间间隔为 1分钟的30个未来方式断面,并对每个方式断面进行基态潮流计算
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