一种抽蓄机组的控制方法、装置及电网稳定控制系统与流程

本发明涉及电力自动化控制技术领域，更具体地说，它涉及一种抽蓄机组的控制方法、装置及电网稳定控制系统。

背景技术：

抽蓄机组具备多种优良的性能，可以运行在机组和负荷两种模式，机组出力的调节速率较快。

目前在电网稳定控制方面，若系统发生稳定问题需要采取切负荷措施时，为了保证其他用电负荷的供电可靠性和持续性，往往优先切除运行在负荷模式的抽蓄机组，若需要采取切机组措施时，为了减少对大型火电机组的冲击，往往优先切除运行在发电模式的抽蓄机组。这种控制方式虽然能够快速地匹配不平衡量，平息系统故障对电网安全稳定运行带来的影响，但直接将抽蓄机组切除会给抽蓄电站带来重新并网的麻烦，而且浪费了抽蓄机组快速调节出力的优异性能。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种抽蓄机组的控制方法、装置及电网稳定控制系统，有助于促进电网安全稳定运行，且能够避免抽蓄机组重新并网带来的麻烦。

第一方面，本发明提供了一种抽蓄机组的控制方法包括如下步骤：

将监测的断面潮流与设定的潮流越限定值进行比较，确定需下调抽蓄机组的总功率；

确定各抽蓄机组实际最大可下调功率；

根据需下调抽蓄机组的总功率及各抽蓄机组实际最大可下调功率，计算分配至各抽蓄机组的需下调功率；

根据各抽蓄机组的需下调功率和各抽蓄机组的实时出力，确定各抽蓄机组的目标出力；

将各抽蓄机组的目标出力经抽蓄机组执行站下发至抽蓄机组控制系统，以控制各抽蓄机组进行功率调节。

进一步地，确定需下调抽蓄机组的总功率的方法包括如下步骤：

将所监测的断面潮流pdm分别与设定的潮流上网越限定值pmk1、潮流下网越限定值pmk2进行比较：

若pdm＞pmk1，判定断面潮流上网越限，需下调抽蓄发电机组的总功率pdown-need＝k1*(pdm-pmk1)；

若pdm＜pmk2，判定断面潮流下网越限，需下调抽蓄负荷机组的总功率pdown-need＝k2*(pdm-pmk2)；

若pmk2≤pdm≤pmk1，需下调抽蓄负荷机组的总功率pdown-need＝0；

其中k1为所设定的断面潮流上网越限的安全系数定值，k2为所设定的断面潮流下网越限的安全系数定值。

进一步地，抽蓄机组实际最大可下调功率的确定方法包括如下步骤：

根据抽蓄机组的出力调节速率ratei和设定的潮流越限时间tset，计算抽蓄机组在限定时间内最大可下调功率pmax-i＝ratei*tset；

将抽蓄机组在限定时间内最大可下调功率pmax-i与抽蓄机组执行站上送抽蓄机组最大可下调功率pdown-max-i进行比较，取两者中的较小值作为该抽蓄机组实际最大可下调功率pmax-i-use。

进一步地，按照等比例分配原则计算分配至各抽蓄机组的需下调功率。

进一步地，所述抽蓄机组的目标出力pcmd-i根据下述公式计算获取：

pcmd-i＝pnow-i+pneed-i

其中pcmd-i表示抽蓄机组i的目标出力；pnow-i表示抽蓄机组i的实时出力；pneed-i表示抽蓄机组i需下调功率。

进一步地，当断面潮流上网越限时，仅控制运行在发电模式下的抽蓄机组进行功率调节；当断面潮流下网越限时，仅控制运行在负荷模式下的抽蓄机组进行功率调节。

第二方面，本发明提供了一种抽蓄机组的控制装置，所述装置包括：

第一确定模块：用于将根据监测的断面潮流与设定的潮流越限定值进行比较，确定需下调抽蓄机组的总功率；

第二确定模块：用于确定各抽蓄机组实际最大可下调功率；

计算模块：用于根据需下调抽蓄机组的总功率及各抽蓄机组实际最大可下调功率，计算分配至各抽蓄机组的需下调功率；

第三确定模块：用于根据各抽蓄机组的需下调功率和各抽蓄机组的实时出力，确定各抽蓄机组的目标出力；

下发模块：用于将各抽蓄机组的目标出力经抽蓄机组执行站下发至抽蓄机组控制系统，以控制各抽蓄机组进行功率调节。

第三方面，本发明提供了一种抽蓄机组的控制装置，包括处理器及存储介质；所述存储介质用于存储指令；

所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行抽蓄机组的控制方法中的步骤。

第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该程序被处理器执行时实现前述任一项所述方法的步骤。

第五方面，本发明提供了一种电网稳定控制系统，包括抽蓄机组控制系统、抽蓄机组执行站和区域主站，所述抽蓄机组控制系统将抽蓄机组实时运行数据经抽蓄机组执行站转发至区域主站；所述区域主站能够根据所获取的抽蓄机组实时运行数据执行前述任一项所述方法的步骤。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：

1、通过利用抽蓄机组快速调节出力的能力，在不停机的前提下提高电网的稳定性，代替直接切除抽蓄机组来提高电网稳定性的传统控制手段，避免抽蓄机组重新并网带来的麻烦，提升了抽蓄电站运行的经济效益；

2、对抽蓄机组按发电/负荷模式进行分类，在区域主站监测断面上网越限、下网越限时进行区别控制，充分利用了抽蓄机组对电网双向支撑的作用，有效弥补了电源或负荷的功率缺额。

3、各台抽蓄机组的调节量等比例分配，能够提高电网不平衡量的匹配精度，避免了对某台机组调节容量过大可能引起的机组跳闸、脱网等故障，更有利于机组的安全稳定运行。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种抽蓄机组的控制方法流程图；

图2是本发明实施例提供的抽蓄机组执行站对抽蓄机组出力的分配方法流程图；

图3是本本发明实施例提供的一种电网稳定控制系统的结构框图。

具体实施方式

对于一些线路热稳及功率越限问题，其本身允许在极限值附近运行一定时间，因此利用抽蓄机组快速调节出力的能力，通过抽蓄机组执行站与抽蓄机组控制系统构成的通信网络，将各台抽蓄机组的出力作为连续控制对象而不直接将机组切除，不但能够使匹配精度大幅度提高，有利于抽蓄电站电网安全稳定运行，而且避免了抽蓄机组重新并网的麻烦，提升了抽蓄电站的经济运行效益。基于该技术构思，本发明实施例提供了一种抽蓄机组的控制方法、装置及电网稳定控制系统。下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一：

如图1、2所示，一种抽蓄机组的控制方法，包括以下步骤：

步骤1：将根据监测的断面潮流与设定的潮流越限定值进行比较，确定需下调抽蓄机组的总功率pdown-need，包括如下步骤：

将所监测的断面潮流pdm分别与设定的潮流上网越限定值pmk1、潮流下网越限定值pmk2进行比较：

若pdm＞pmk1，判定断面潮流上网越限，需下调抽蓄发电机组的总功率pdown-need＝k1*(pdm-pmk1)；

若pdm＜pmk2，判定断面潮流下网越限，需下调抽蓄负荷机组的总功率pdown-need＝k2*(pdm-pmk2)；

若pmk2≤pdm≤pmk1，需下调抽蓄负荷机组的总功率pdown-need＝0；

其中k1为所设定的断面潮流上网越限的安全系数定值，k2为所设定的断面潮流下网越限的安全系数定值。k1、k2、pmk1和pmk2是人为预先设定好的数值，属于已知状态。

步骤2：确定各抽蓄机组实际最大可下调功率，包括如下步骤：

s201：根据抽蓄机组的出力调节速率ratei和设定的潮流越限时间tset，计算抽蓄机组在限定时间内最大可下调功率pmax-i＝ratei*tset；其中ratei代表抽蓄机组的调节速率，tset代表抽蓄机组允许的越限的工作的限位时间；

s202：将抽蓄机组在限定时间内最大可下调功率pmax-i与抽蓄机组执行站上送抽蓄机组最大可下调功率pdown-max-i进行比较：若pmax-i＜pdown-max-i，则令抽蓄机组实际最大可下调功率pmax-i-use＝pmax-i；否则，令抽蓄机组实际最大可下调功率pmax-i-use＝pdown-max-i。

步骤3，根据需下调抽蓄机组的总功率pdown-need及各抽蓄机组实际最大可下调功率pmax-i-use，计算分配至各抽蓄机组的需下调功率pneed-i。

首先判断断面潮流是否上网越限：若断面潮流上网越限，按照等比例分配原则将需下调抽蓄机组的总功率pdown-need在各发电机组中进行分配，分配至各抽蓄机组的需下调功率pneed-i＝pdown-need*(pmax-i-use/∑1p_maxi_use)，∑1p_maxi_use表示运行在发电模式的所有抽蓄机组最大可下调量的求和值；

若断面潮流下网越限，按照等比例分配原则将需下调抽蓄机组的总功率pdown-need在各负荷机组中进行分配，分配至各机组的下调量为p_needi＝pdown_need*(p_maxi_use/∑2p_maxi_use)，∑2p_maxi_use表示运行在负荷模式的所有抽蓄机组最大可下调量的求和值。

需要说明的是，断面潮流pdm上网越限时，只控制运行在发电模式的抽蓄机组，不对运行在负荷模式的抽蓄机组进行控制；断面潮流pdm下网越限时，只控制运行在负荷模式的抽蓄机组，不对运行在发电模式的抽蓄机组进行控制。其中由抽蓄机组执行站上送的抽蓄机组最大可下调功率pdown-max-i需要经过运行模式的控制处理，具体过程如图2所示，若某台机组既不是运行在发电模式，也不是运行在负荷模式，则程序判别该抽蓄机组为无效方式，不再将其纳入控制范围，同时将其实时出力及最大可下调量信息全部置为零。

步骤4，根据各抽蓄机组的需下调功率和各抽蓄机组的实时出力，确定各抽蓄机组的目标出力pcmd-i，将各抽蓄机组的目标出力经抽蓄机组执行站下发至抽蓄机组控制系统，以控制各抽蓄机组进行功率调节。

抽蓄机组的目标出力pcmd-i根据下述公式计算获取：

pcmd-i＝pnow-i+pneed-i

其中pcmd-i表示抽蓄机组i的目标出力；pnow-i表示抽蓄机组i的实时出力；pneed-i表示抽蓄机组i需下调功率。

当每台抽蓄机组到达设定的最终出力数值pcmd-i时，停止对抽蓄机组进行调节。

本发明实施例提供的抽蓄机组的控制方法，通过利用抽蓄机组快速调节出力的能力，在不停机的前提下调节电网的稳定性，代替直接切除抽蓄机组来调节电网稳定性的传统控制手段，避免抽蓄机组重新并网带来的麻烦，提升了抽蓄电站运行的经济效益；对抽蓄机组按发电/负荷模式进行分类，在区域主站监测断面上网越限、下网越限时进行区别控制，充分利用了抽蓄机组对电网双向支撑的作用，有效弥补了电源或负荷的功率缺额；各台抽蓄机组的调节量等比例分配，能够提高电网不平衡量的匹配精度，避免了对某台机组调节容量过大可能引起的机组跳闸、脱网等故障，更有利于机组的安全稳定运行。

实施例二：

本发明实施例提供了一种电网稳定控制中抽蓄机组的控制装置，能够用于于执行实施例一所述的方法，所述控制装置包括：

第一确定模块：用于将根据监测的断面潮流与设定的潮流越限定值进行比较，确定需下调抽蓄机组的总功率；

第二确定模块：用于确定各抽蓄机组实际最大可下调功率；

计算模块：用于根据需下调抽蓄机组的总功率及各抽蓄机组实际最大可下调功率，计算分配至各抽蓄机组的需下调功率；

第三确定模块：用于根据各抽蓄机组的需下调功率和各抽蓄机组的实时出力，确定各抽蓄机组的目标出力；

下发模块：用于将各抽蓄机组的目标出力经抽蓄机组执行站下发至抽蓄机组控制系统，以控制各抽蓄机组进行功率调节。

实施例三：

本发明实施例提供了一种电网稳定控制中抽蓄机组的控制装置，包括处理器及存储介质；存储介质用于存储指令；处理器用于根据所述指令进行操作以执行实施例一所述方法的步骤。

实施例四：

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现实施例一所述方法的步骤：

实施例五：

如图3所示，本发明实施例提供了一种电网稳定控制系统，包括抽蓄机组控制系统、抽蓄机组执行站和区域主站，抽蓄机组控制系统、抽蓄机组执行站和区域主站之间通过通信网络相互传递信息。抽蓄机组控制系统将抽蓄机组实时运行数据经抽蓄机组执行站转发至区域主站；区域主站能够根据所获取的抽蓄机组实时运行数据以执行实施例一所述方法的步骤。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。