基于在线安全稳定分析的电网自动发电控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电网调度运行领域，具体设及一种基于在线安全稳定分析的电网自动 发电控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着国家经济技术的发展和人民生活水平的日益提高，电能的需求日益增大，而 且供电质量的要求也越来越高。
[0003] 电力调度又称发电调度，是指为了保证电网安全稳定运行、对外可靠供电、各类电 力生产工作有序进行而采用的一种有效的管理手段。电力调度的具体工作内容是依据各类 信息采集设备反馈回来的数据信息，或监控人员提供的信息，结合电网实际运行参数，综合 考虑各项生产工作开展情况，对电网安全、经济运行状态进行判断，通过电话或自动系统发 布操作指令，指挥现场操作人员或自动控制系统进行调整，如调整发电机出力、调整负荷分 布等，从而确保电网持续安全稳定运行。
[0004] 我国已经进入特高压大电网时代，电网互联规模升级，同时大量新能源接入系统， 客观上提高了电网调度工作的难度。目前，自动发电控制（AGC:automatic generation control)的流程如下：（1)电网正常情况下，AGC由调度员根据总体负荷走势及局部电网重 载情况，人工分配并输入各机组出力增减量指令，AGC将指令下达到各机组，各机组按此执 行；（2)若是要对某设备按计划停电并进行日常检修，为防止停电后其他设备过载，需要提 前调整周围机组的出力，此时也由调度人员通过对电网进行计算后通过AGC输入并下发指 令；（3)若突然发生设备跳闽事故，系统也是首先由调度员人员人工分析需要增加和减少 哪些机组的出力，然后手动将指令输入AGC系统并下达到相应的发电机组。
[0005] 由上述描述可知，目前AGC系统和方法自动化程度不高，在很大程度上依靠调度 人员的经验和理论知识对电网进行分析和计算；AGC系统和方法依赖调度员主导，需综合 考察电网安全、经济需求及电源限制、负荷波动、日常工作安排等情况进行被动控制，其劳 动强度大且控制实时性、稳定性不佳，应变抗灾能力不强，难W保障特高压大电网安全稳定 运行。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种能够自动实时保证电网安全控制、发电调节和经济调 度的基于在线安全稳定分析的电网自动发电控制方法。
[0007] 本发明的提供的运种基于在线安全稳定分析的电网自动发电控制方法，包括如下 步骤：
[0008] SI.读取电网能量管理系统实时数据库，获取当前电网的运行模式和运行数据；
[0009] S2.判断电网是否有分/合闽动作：
[0010] 若电网正常运行，则自动发电控制系统继续运行基于在线安全稳定分析的电网自 动发电控制方法；
[0011] 若电网存在预期的设备停电操作，则由调度员通过停电操作预置界面设置预期停 电设备的运行状态，形成虚拟电网潮流图，并W该虚拟电网潮流图作为电网发电控制的依 据，自动发电控制系统继续电网自动发电控制流程，并在该停电操作结束后重新W实时潮 流图作为发电控制依据；
[0012] 若电网存在突发故障导致设备跳闽，自动发电控制系统立即获取突发的跳闽信 息，告警、刷新能量管理系统中全网潮流数据和机组-断面灵敏度矩阵，并判断此时电网运 行时，频率、电压、功率因数角、潮流指标是否满足安全约束；
[0013] S3.进行全网负荷超短期I次预测和节点负荷超短期II次预测；
[0014] S4.根据步骤S3获取的全网负荷超短期I次预测结果，判断全网是否有足够的可 调容量；
[0015] S5.根据步骤S3获取的节点负荷超短期II次预测，根据调度前后电网负荷量、电 网系统重载断面数限制、单台调节机组可调容量限制和火力发电厂年度发电计划完成率， 利用如下算式进行实时发电调节计算：
[0020] 式中：min为取最小值操作；假设并网水、火电机组台数分别为e、f、i和j为相应 的并网水电、火电机组的编号，且1《i《e，l《j《f ;待求变量Aps 1、Aph j分别为电网 系统对并网水、火电机组的有功调节指令，氏i、Gh ,与i、G^h ,则表示该机组当前出力与计 划出力；Fz为优化子目标，F康示本次调节后水、火电机组出力与日前发电计划的总偏 差量，Fz表示本次参与调节的机组台数；a为目标量纲系数，〇《a和h,为火电/ 水电机组参与调度标志，若火电/水电机组参与调度，则取值为1，否则取值为0 ;
[0021] S6.根据步骤S4的可调判断结果，进行开/停机筛选；
[0022] S7.对步骤S5所述的实时发电调节计算结果进行潮流验算和校核；
[0023] S8.根据步骤S6的开/停机筛选结果和/或步骤S7的验算和校核结果，下达开/ 停机指令和机组发电调节指令，完成电网的自动发电控制。
[0024] 步骤S4所述的判断全网是否有足够的可调容量，采用下式判断电网是否需要开/ 停机调节：
[00幼若武表+呀-王货'(1 +按)《&牛/|+货，则全网有足够的可调容量，电网不需要额 外的开启或关停发电机组的运行来进行电网调节；
[002引若脚.(14巧>；VkPs + &，则全网没有足够的可调容量，因此电网需 要额外的开启或关停发电机组的运行来进行电网调节；
[0027] 式中，a为主网实时网损系数；L似为当前时间点全网负荷；L巧+ 1)为下一时间 点k+1的全网负荷超短期I次预测值；Pw为期间区外（包括联络线及区内非统调机组）送 入有功计划增量；Ps为水电可调负荷容量；增为火电可调负荷容量。
[0028] 若步骤S2所述的频率、电压、功率因数角、潮流指标不满足安全约束，所述的基于 在线安全稳定分析的电网自动发电控制方法包括如下步骤：
[0029] ①利用如下算式进行指令校核计算：
[0035] 式中，min为求取最小值操作；St. 1为约束条件；Fi为紧急调节后联络线预期功率 偏差；为当前联络线送入有功计划值；。2为紧急调节后全网预期重载断面数；0为目标 量纲系数，取值范围为50~100 ;
[0036] ②根据步骤①的计算结果，判断如下算式是否成立：
[0039] ③根据步骤②的判断结果，进行紧急开/停机筛选；
[0040] ④根据步骤③的判断结果和指令校核计算结果，下达紧急发电调节指令和紧急开 /停机指令；
[0041] ⑥步骤④的指令完成后，若电网满足安全约束条件，则继续执行所述的基于在线 安全稳定分析的电网自动发电控制方法，进行电网自动发电控制；若电网不满足安全约束 条件，则报警，并请求人工干预。
[0042] 步骤S6所述的开/停机筛选，包括开机筛选和停机筛选；开机筛选的步骤如下：
[0043]1)若￡(足十1)-乙(灰）>0'，側为开机筛选；
[0044] 。对所有可开机机组，采用如下四个算式分别进行评分，并求和： 「 1 而TN-n,,<〇
[0045]VVW 1 :c.U=l 其他 _ c.t.2=5 若WL" >WWL、,，且 FL', >打-
[0046] ② 。，付A
[c.t.2=l 其他 「 1 ^fc:itj=2 若风 己r
[0047] ③ 'S 1 c.t3=l 其他 「 1 ^fc瓜Nl机组婚籍尉阐最长
[0048] ④*心 c：.t.4=0 其他
[0049] 式中Dy为当前电网任一有功断面的有功需求；13；为所述断面的控制限额；Hy,t 为机组t对该断面的机组-断面有功灵敏度；S为断面警戒系数，〇.8《5《l;WLgt、 WWL, t、FL"; ,、FL;:",分别表示机组t所在电站的实时水位、警戒水位、入库流量、出库流量； Ws t、w，i,表示机M t所在电站的当前日完成电量、计划电量；
[0050] 3)根据步骤2)得到的各个可开机机组的评分求和结果，依次选取评分最大的机 组到开机序列，直至下式判断成立：
[0052] ；nf、完戶三ji'表示所选出的开机序列中机组的可调上限、下限出力之和；
[005引 4)根据步骤扣得到的开机序列，对序列内的机组下令开机，完成开机筛选过程。 [0054] 停机筛选的步骤如下：
[005引 1)若+ i)- ￡(A')< 0，则为停机筛选；
[0056] 2)对所有可停机机组，采用如下四个算式分别进行评分，并求和： 「 1 ^ fci.l=M 若D,含易瓦且n", >0
[0057] ① f " R'! ^ e.il=l其化 「 1 ^ fc.iJ=5 若WLw. < WWL,^,.且 FIt,' < FL:",'
[0058] ② j 4 、CiJ=I其他 k.i.3过若巧^ , > Wf,
[0059] ③ ^ ^c.i.4=l化組/运巧时间最长
[0060] @4 .,…J ^ C丄4=0其他
[006。 式中Dy为当前电网任一有功断面的有功需求；为所述断面的控制限额；IIy 1 为机组i对该断面的机组-断面有功灵敏度；S为断面警戒系数，0.8《5《l;WLgi、 WWLg 1、FItf、FL:',分别表示机组i所在电站的实时水位、警戒水位、入库流量、出库流量； Ws 1、表示机组i所在电站的当前日完成电量、计划电量；
[0062] 3)根据步骤2)得到的各个可停机机组的评分求和结果，依次选取评分最大的机 组到停机序列，直至下式判断成立：
[0063]
[0064] 表示所选出的停机序列中机组的可调下限出力之和；
[0065] 4)根据步骤3)得到的停机序列，对序列内的机组下令停机，完成停机筛选过程。
[0066] 步骤③所述的紧急开/停机筛选，包括紧急开机筛选和紧急停机筛选；紧急开机 筛选包括如下步骤：
[0067] 1)若>0，则为紧急开机筛选；
[0068] 2)对所有可开机机组，采用如下两个算式分别进行评分，并求和： 闺叫CtJH K他' 。。7。3 ②户t.2二5 若且町 &