一种基于同步协调控制的火电厂全功率控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电网控制技术领域，尤其涉及一种基于同步协调控制的火电厂全功率 控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国电网发展步入以"大容量、高参数、自动化"为标志的新阶段，电力系统自 动发电控制(AGC)技术和自动电压控制(AVC)技术已成为调度自动化的必要手段。通过自动 发电控制系统来及时调节系统内并联运行机组的输入功率，维持电网的有功功率平衡，保 证电力系统的频率在允许的频率范围内。同时，通过自动电压控制系统来及时调节各个厂 站内的无功出力，维持电网的无功电压平衡，确保电网电压在允许的安全范围之内。从某种 意义上来说，火电厂的全功率控制系统不仅是现代电网控制中心维持电源和负荷两者功率 平衡和维持电网无功电压平衡的一种有效技术手段，也是保证电能质量的主要方法和重要 措施，可以提高电网运行的安全性、经济性和可靠性。
[0003] 目前火电厂的全功率控制系统一般都是自动发电控制(AGC)系统和自动电压控制 (AVC)系统互相独立，是一个异步控制过程。由自动发电控制系统实现有功功率的自动跟踪 调节，维持电网的有功功率平衡和系统频率在允许范围，而由自动电压控制系统来实现电 网的无功电压平衡和火电厂内各机组的无功合理分配。在实际应用中，由于二者是异步控 制过程，在机组是恒功率因数运行方式下，自动发电控制系统在对机组进行有功功率调节 的时候，由于没有考虑需要同时对机组的无功功率进行同步协调控制，因而机组无功功率 也会随着有功功率变化而变化，改变了无功电压平衡状态，进而会造成系统电压的波动，影 响到系统电压的平稳。
【发明内容】
[0004] 基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种基于同步协调控制的火电厂全 功率控制方法。
[0005] 本发明提出的一种基于同步协调控制的火电厂全功率控制方法，包括以下步骤：
[0006] Sl、预设自动发电控制系统的负荷优化目标函数，负荷优化目标函数为：
[0007]
，B表示全厂总的标准煤耗量，Bi表示第i台机组的标准煤耗 量，P1表示第i台机组的有功功率，F1(P1)表示第i台机组的煤耗特性方程，η表示全厂并列运 行机组数量；
[0008] S2、预设负荷优化分配的安全约束条件，安全约束条件为：
[0009] 其中，？_表示全厂总有功负荷目标值，Pimin表示第i 台机组承担功率的下限值，Pimax表示第i台机组承担功率的上限值；
[0010] S3、结合负荷优化目标函数和安全约束条件构建自动发电控制系统的负荷优化分 配模型；
[0011] S4、根据优化分配模型，计算全厂总的标准煤耗量B最小时各机组的有功功率 计算值，并根据Pimin < Pi < Pimax确定各机组的有功功率Pi对应的有功功率目标值 P i agc t arg et ；
[0012] S5、根据预设的功率因数计算模型，结合各机组的有功功率目标值P1^t arg et计 算无功协调控制目标功率因数eGS& ;
[0013] S6、分别将各机组的有功功率目标值Pmt arg et和无功协调控制目标功率因数 cos仍,下发至各机组的协调控制系统进行协调控制。
[0014] 优选地，步骤Sl中，设置全厂各机组煤耗特性为:Bi = Fi(Pi)=ai+biPi+CiPi2。
[0015] 优选地，步骤S4中，全厂各并列机组以同一耗量微增率运行时，全厂总的标准煤耗 量B最小。
[0016] 优选地，步骤S4具体分为以下步骤：
[0017] S41、根据优化分配模型，计算全厂总的标准煤耗量B最小时各机组的有功功率P1 的计算值；
[0018] S42、根据有功功率Pi的计算值，令超过复合限定值的有功功率Pi承担边界负荷，当 agc_t arg et Pi min，当 Pi > Pimax 时，取Pi_ agc_t arg et Pi max；
[0019] S43、排除承担边界负荷的机组，对余下的机组返回步骤S41再进行优化分配计算， 直至获得全部机组的有功功率目标值Py gC^t _ et。
[0020] 优选地，步骤S4中根据负荷优化分配模型，通过构造格朗日函数，求取在负荷平衡 条件下的目标函数的极小值；
[0021] 格朗日函数为
）λ为拉格朗日因子。
[0022] 优选地，功率因数计算模型为
为机组的目标功率因数。
[0023] 优选地，机组的目标功率因数CQS根据各机组的无功功率实时值计算。
[0024] 本发明提供的一种基于同步协调控制的火电厂全功率控制方法，在机组处于恒功 率因数运行方式下，全厂自动发电控制系统根据主站下发的全厂有功功率目标值，通过等 耗量微增率分配策略，优化计算出各台机组的有功功率目标值，同时根据各机组的无功功 率实时值，计算出维持机组当前无功功率对应的目标功率因数，再将机组有功功率目标值 和目标功率因数同时下发至机组协调控制系统，完成有功功率和无功功率的同步协调控 制，保证了在对机组进行有功功率控制过程中，同时维持了无功功率平衡和系统电压的平 稳。
[0025] 本发明在火电厂自动发电控制和自动电压控制的异步控制过程中，通过在对各机 组进行有功功率控制的同时，对各机组无功功率进行同步协调控制，解决了在有功功率控 制过程中会造成机组无功功率波动的问题，有效的提高了火电厂全功率控制过程中系统电 压的稳定性，提升了并网点电压安全运行水平。
【附图说明】
[0026] 图1为本发明提出的一种基于同步协调控制的火电厂全功率控制方法流程图。
【具体实施方式】
[0027] 参照图1，本发明提出的一种基于同步协调控制的火电厂全功率控制方法，包括以 下步骤：
[0028] S1、预设自动发电控制系统的负荷优化目标函数，负荷优化目标函数为：
[0029] (1)
[0030] B表示全厂总的标准煤耗量，Bi表示第i台机组的标准煤耗量，Pi表示第i台机组的 有功功率，F 1(P1)表示第i台机组的煤耗特性方程，η表示全厂并列运行机组数量。
[0031] 本实施方式中，负荷优化目标函数为以供电煤耗作为负荷优化目标的数学模型， 其以各机组的负荷即有功功率Pi，（ i = 1，2，...，η)作为决策变量。本实施方式中，通过对机 组运行数据进行二次函数拟合得到全厂各机组煤耗特性为：
[0032] Bi = Fi(Pi) =ai+biPi+CiPi2 (2)
[0033] i = l，2, · · ·，n，ai、bi、Ci为各机组煤耗特性参数。
[0034] 将公式(2)代入(1)可得：
[0035] (3)
[0036] 本实施方式中，对火电厂进行功率控制的目标是实现最小的全厂总的标准煤耗 量。负荷优化分配的数学函数模型可以表示为：
[0037] (4.)
[0038] S2、预设负荷优化分配的安全约束条件，安全约束条件为：
[0039]
且Pimin < Pi < Pimax (5)
[0040] 其中，Psum表示全厂总有功功率目标值，Pimin表示第i台机组承担功率的下限值， Pimax表示第i台机组承担功率的上限值。
[0041] 本实施方式中，安全约束条件由两个条件组成，其中：
b系统的负荷平 衡约束，该约束条件使得任何时段，全厂投入厂级负荷优化分配的并列运行机组在进行负 荷优化分配时，必须保证电网调度下发的