一种发电机组自动发电控制功能投入状态在线优化方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统电力调度运行领域，尤其涉及一种发电机组自动发电控制功 能投入状态在线优化方法。
【背景技术】
[0002] 自动发电控制是电力系统电力调度中的重要环节，其作用是在控制时间不超过10 分钟的时间尺度范围内，根据电力系统频率联络线交换偏差，自动调节发电机组出力，满足 电力系统频率联络线交换偏差调控要求。只有当发电机组的自动发电控制功能处于投入状 态时，才会响应自动发电控制系统的控制要求。当前国内外发电机组自动发电控制功能是 否投入，均是由电力调度值班员下令执行。发电机组自动发电控制功能投入状态不仅直接 影响机组运行工况，同时对电力系统频率联络线交换偏差影响巨大，当发电机组自动发电 控制功能投入状态安排不合理时，不仅影响发电机组效率，同时可能导致大电网运行过程 中频率联络线交换偏差调整响应不及时，造成大电网严重事故。
[0003] 然而，电力调度值班员如何决定哪些发电机组的自动发电控制功能投入其依据则 存在较大差别。
[0004] 国外先进的电力市场环境下，例如美国PJM电力市场，发电机组自动发电控制功 能的投入由其市场报价决定，电力调度机构将实时发布下一时刻的自动发电控制调节需 求，各发电机组根据其实际运行工况报价，通过统筹考虑自动发电控制调节需求和发电机 组报价，电力调度值班员制定发电机组自动发电控制功能投入状态分配计划。如果发电机 组自动发电控制调节速率达不到电力系统标准，则对其进行考核。相关参考资料见PJM电 力市场手册，国内目前没有对发电机组自动发电控制投入状态的相关规定规程，发电机组 自动发电控制功能是否投入，目前完全由电力调度机构调度员人工经验判定，缺乏相关规 程支撑。目前仅通过辅助服务管理考核系统实现了对发电机组自动发电控制调节速率的在 线监测。该系统能够实现以固定时间间隔（目前一般为15分钟）对处于投入状态的发电机 组自动发电控制功能其调节速率给出评价，判定其是否达标，对其自动发电控制调节速率 进行排序。
[0005] 从上述国内外实现情况来看，国外单纯考虑发电机组报价的发电机组自动发电控 制投入状态优化方法，仅追求经济效益最大化，而没有考虑发电机组的实际运行工况是否 能满足电力系统实际运行要求，为电力系统实时运行埋下隐患。当出现大量发电机组自动 发电控制调节速率和真实的自动发电控制调节容量不能达到要求的时候，可能造成频率失 控，造成电力系统严重事故。
[0006] 而国内由于缺乏相关规程规定，实际执行过程中，电力调度机构调度员往往缺乏 有力依据支撑。为保证电力系统运行正常，而将大量发电机组自动发电控制功能投入，大大 超出了电力系统真实需求，实际上大大影响了发电机组正常运行，降低了发电机组运行效 率。
【发明内容】
[0007] 本发明要解决的技术问题：提供一种发电机组自动发电控制功能投入状态在线优 化方法，以解决现有技术中发电机组的自动发电控制功能投入单纯考虑发电机组报价的发 电机组自动发电控制投入状态优化方法，仅追求经济效益最大化，而没有考虑发电机组的 实际运行工况是否能满足电力系统实际运行要求，为电力系统实时运行埋下隐患，根据调 度员人工投入影响了发电机组正常运行，降低了发电机组运行效率等技术问题。
[0008] 本发明技术方案： 一种发电机组自动发电控制功能投入状态在线优化方法，它包括： 步骤1、处理基础数据，将已投入自动发电控制功能的发电机组实际调节速率与达标值 进行比较； 步骤2、取消不达标发电机组自动发电控制的投入状态； 步骤3、对已投入自动发电控制功能的发电机组进行自动发电控制调节需求判断；自 动发电控制调节需求满足则结束，不满足则执行步骤4 ; 步骤4、选取当前未投入自动发电控制功能的所有发电机组，按照过去一个月内自动发 电控制调节速率进行排序，选取调节速率最大且未被选取过的一台发电机组； 步骤5、将步骤4选取的未投入自动发电控制功能的发电机组假定投入自动发电控制 功能，并进行断面越限判断，满足断面越限控制要求，则执行步骤6,不满足则返回步骤4 ; 步骤6、对所有投入自动发电控制功能的发电机组进行自动发电控制调节需求判断，满 足自动发电控制调节需求则结束，不满足则返回步骤4。
[0009] 步骤1所述处理基础数据包括： 将已投入自动发电控制功能的发电机组实际上限调节速率和下限调节速率与达标值 进行比较，当上限调节速率和下限调节速率均超过达标值，则该发电机组自动发电控制功 能调节速率达标；将未投入自动发电控制功能的发电机组过去1个月内自动发电控制调节 速率平均值对其按照从高到低顺序排序；计算发电机组自动发电控制调节容量，发电机组 自动发电控制调节容量=min {0;发电机组发电计划-发电机组自动发电控制功能调节下 限；发电机组自动发电控制功能调节上限-发电机组发电计划；发电机组过去1个月调节 速率平均值*10分钟};未来15分钟后电力系统潮流计算，根据发电机组发电计划和负荷 预测，调用潮流计算程序，得到未来15分钟电力系统潮流。
[0010] 步骤3所述的对已投入自动发电控制功能的发电机组进行自动发电控制调节需 求判断，其判断步骤包括： 步骤3. 1、计算自动发电控制调节容量，自动发电控制调节容量等于所有自动发电控制 处于投入状态的发电机组自动发电控制容量之和； 步骤3. 2、当自动发电控制调节容量大于等于自动发电控制调节需求，则满足自动发电 控制调节需求则结束；若自动发电控制调节容量小于自动发电控制调节需求，则不满足自 动发电控制调节需求，执行步骤4。
[0011] 步骤5所述进行断面越限判断，其判断方法包括： 步骤5. 1、计算断面预想潮流，所述断面预想潮流包括断面正预想潮流和断面负预想潮 流，其计算公式为：断面正预想潮流=基态潮流+正幅值*转移分布因子；断面负预想潮流 =基态潮流-负幅值*转移分布因子；所述正幅值=min{发电机组自动发电控制功能调节 上限-发电机组发电计划；发电机组过去1个月调节速率平均值*10分钟};所述负幅值 =min{发电机组发电计划-发电机组自动发电控制功能调节下限；发电机组过去1个月调 节速率平均值*10分钟}; 步骤5. 2、当某一断面正、负预想潮流均小于其断面限值时，则该发电机组投入自动控 制功能后，满足该断面的调控要求；当所有的断面的正、负预想潮流均满足小于其断面限值 时，则该发电机组自动发电控制功能投入满足断面越限控制要求。
[0012] 步骤6所述对所有投入自动发电控制功能的发电机进行自动发电控制调节需求 判断，其判断方法包括： 步骤6. 1、计算自动发电控制调节容量，自动发电控制调节容量=所有自动发电控制功 能处于投入状态的发电机组自动发电控制容量之和+该发电机组自动发电控制容量； 步骤6. 2、自动发电控制调节容量大于等于自动发电控制调节需求，则满足需求，则结 束；若自动发电控制调节容量小于自动发电控制调节需求，则不满足需求，返回执行步骤 3,直至满足需求。
[0013] 本发明的有益效果： 本发明充分考虑了发电机组自动发电控制调节速率和调节容量，并考虑发电机组自动 发电控制功能投入后对电力系统断面控制的影响，本发明的核心技术特点在于充分考虑发 电机组自动发电控制调节速率达标情况、发电机组自动发电控制投入状态下对电网安全断 面调控影响两方面约束，合理编制发电机组自动发电控制投入状态，一方面最大程度确保 满足电力系统自动发电控制调节需求，保证频率联络线交换偏差调节要求；另一方面考虑 发电机组自动发电控制对电网运行安全性影响，保证断面不越线，避免了大量发电机组自 动发电控制功能长期处于投入状态下造成的工况负面影响，本发明流程简单，实现简便，调 节速度快捷，完全可由计算机自动编程实现，不会增加调度员额外调整工作量，实用性强； 解决了现有技术中发电机组的自动发电控制功能投入单纯考虑发电机组报价的发电机组 自动发电控制投入状态优化方法，仅追求经济效益最大化，而没有考虑发电机组的实际运 行工况是否能满足电力系统实际运行要求，为电力系统实时运行埋下隐患，根据调度员人 工投入影响了发电机组正常运行，降低了发电机组运行效率等技术问题。
【具体实施方式】
[0014] 本发明充分考虑发电机组自动发电控制调节速率、调节容量和发电机组自动发电 控制投入后对电力系统断面控制的影响，提出了一种发电机组自动发电控制功能投入状态 在线优化方法，它是基于实时性能监测排序来实现的。其实施步骤如下： 一种发电机组自动发电控制功能投入状态在线优化方法，它包括： 步骤1、处理基础数据，将已投入自动发电控制功能的发电机组实际调节速率与达标值 进行比较； 步骤1所述处理基础数据包括： 将已投入自动发电控制功能的发电机组实际上限调节速率和下限调节速率与达标值 进行比较，当上限调节速率和下限调节速率均超过达标值，则该发电机组自动发电控制功 能调节速率达标；将未投入自动发电控制功能的发电机组过去1个月内自动发电控制调节 速率平均值对其按照从高到低顺序排序；计算发电机组自动发电控制调节容量，发电机组 自动发电控制调节容量=min{0;发电机组发电计划-发电机组自动发电控制功能调节下 限