一种基于机组组合出力模型的水电站agc有功分配方法

一种基于机组组合出力模型的水电站agc有功分配方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于机组组合出力模型的水电站AGC有功分配方法，机组AGC控制模块接收全站AGC有功分配值，并将其与机组组合出力模型模块给出的运行区域进行比较，启动AGC分配流程获取各台投入AGC机组的单机AGC有功分配值并下发至机组；本发明解决了有功功率分配、规避水电站机组振动区(或称禁止运行区)、兼容一次调频等问题，对水电站自动发电有功控制进行功能划分、参数梳理、策略设计，并使功能块之间通过数据交换和策略配合而形成一个有机整体。
【专利说明】
-种基于机组组合出力模型的水电站AGC有功分配方法
技术领域
[0001] 本发明属于水力发电控制技术领域，设及一种基于机组组合出力模型的水电站 AGC有功分配方法。
【背景技术】
[0002] 水电站对于有功出力的控制普遍采用先将全厂有功目标值通过自动发电量控制 功能(Automatic Generation Control，简称AGC)分配至各台水轮发电机组(简称机组），然 后由各台机组分别通过计算机监控系统可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller,简称化C)或调速器进行比例积分微分(简称PID)闭环调节的方式。但目前为止 尚未有一种涵盖并指导水电站机组出力建模、全站有功分配、单机有功调节W及一次调频 等所有有功控制环节的系统性算法。各水电站实际应用中的自动发电有功控制功能，普遍 存在算法粗糖、完整性缺乏、各功能块衔接性差、策略之间逻辑不匹配甚或冲突等缺点，导 致电站在面对较为复杂的工况(如：一二次调频冲突、穿越振动区等)时容易出现各种异常 情况。为解决生产中出现的各种问题，或应答电网的辅助服务考核标准及其它特殊要求，由 于没有统一的算法作为指导，水电站在对自动发电有功控制功能进行修改时，不是W功能 的整体作为优化对象，而是无视策略和参数之间的整体联系，简单粗暴地对部分策略和参 数进行孤立修改，于是在解决问题的同时带来了新的问题，反而增加了水电站自动发电控 制功能的无序程度。
[0003] 文献1《一种水电站发电机组AGC控制方法》（申请公布号CN 102664430A)披露了一 种水电站发电机组的AGC控制方法。文中提出通过确定电站有功调节范围、分配发电机组的 有功出力、在不可避免的情况下让机组轮流进入振动区运行来保证水电站机组的安全稳 定。然而文献1的问题在于:仅设及振动区规避问题，未提出通过单台机组的振动区得出多 台机组联合振动区或运行区（除联合振动区W外的其它有功出力区域）的具体建模或计算 方式;提出机组在振动区内的运行时间不得超过10分钟，但是未对"10分钟"的振动区运行 时长进行任何论证；提出根据运行累计时间长短和机组优先级让机组轮流进入振动区运 行，但是未提出任何设及时间统计、优先级计算、功率分配的具体办法。
[0004] 文献2《一种自动发电控制水电站防止水头信号改变引起的功率波动的方法》（申 请公布号CN 104638681A)披露了一种自动发电控制水电站防止水头信号改变引起功率波 动的方法，文中提出当水头信号值改变导致全厂有功出力上限改变时，通过拒绝执行分配 值或退出AGC的方式防止水头异常引起全厂功率波动。然而文献2的问题在于:仅设及水头 方面的相关问题，未设及自动发电有功控制的其它环节;仅提出水头异常时防止有功波动 的策略，未对如何提高水电站水头测量功能的可靠性提出建议。
[0005] 文献3《大规模水电站群短期优化调度方法II:高水头多振动区问题》（水利学报 2011年第42卷第10期第1168页)披露了一种高水头、大容量、多振动区机组的联合振动区建 模方式，探讨了机组的组合方式、振动区组合、振动区避开策略W及求解流程，对高水头多 振动区的巨型水电站群的短期发电优化问题具有指导意义。然而文献3的关注重点是水电 站群的梯级调度，未设及单一水电站在自动发电有功控制中机组规避振动区或穿越振动区 的相关问题。
[0006] 文献4《水电机组一次调频与AGC典型控制策略的工程分析与优化》（电力系统自动 化2015年第39卷第3期第146页)披露了一次调频与AGC控制的配合问题，着重探讨了在调速 器功率控制模式和开度控制模式下，一次调频与AGC配合的不同策略。然而文献4并未解决 在目前主流的开度控制模式下，一次调频与AGC的配合问题。
[0007] 上述文献，均未完整给出水电站自动发电有功控制的系统化解决方案。如何保证 机组在给定条件下分配最优目标出力，使水电站实现经济效益、安全效益的最大化，尚是一 个有待解决的问题。

【发明内容】

[0008] 本发明解决的问题在于提供一种基于机组组合出力模型的水电站AGC有功分配方 法，解决了有功功率分配、规避水电站机组振动区（或称禁止运行区）、兼容一次调频等问 题，使各功能模块之间通过数据交换和策略配合而形成一个有机整体的方法。
[0009] -种基于机组组合出力模型的水电站AGC有功分配方法，包括W下操作：
[0010] 机组AGC控制模块接收全站AGC有功分配值，并将其与机组组合出力模型模块给出 的运行区域进行比较，启动AGC分配流程获取各台投入AGC机组的单机AGC有功分配值并下 发至机组；
[0011] 投入AGC各台发电机组根据的所分到的单机AGC有功分配值及机组PID功能投退状 态和AGC投退状态，确定单机有功设定值;再将各台发电机组单机调频修正有功叠加至单机 有功设定值，得出单机有功设定修正值并发送给PID功能块；
[0012] 各台发电机组PID执行设备根据单机有功设定修正值，进行PID闭环调节。
[001引所述的全站AGC有功分配值PAGG的获取为
其中，Pset为全 站有功目标值，:piec为机组的单机AGC有功分配值，01为机组投入AGC变量，当机组投入AGC 时，Θ值为1，当机组退出AGC时，Θ值为0。
[0014]所述的机组组合出力模型模块给出的运行区域包括联合最优运行区和联合限制 运行区；比较并判断全站AGC有功分配值处于投入AGC发电机组的联合最优运行区还是联合 限制运行区；
[001引在满足从下条件时启动AGC分配流程：
[0016] 所有投入AGC机组的单机AGC有功分配值总和与全站AGC有功分配值的差值超过 AGC有功调节死区；或者投入AGC机组的组合出力模型或联合最优运行区、联合限制运行区 发生变化。
[0017] 所述的投入AGC机组的组合出力模型或联合最优运行区、联合限制运行区发生变 化，下之一为触发条件：
[001引1)有机组投入AGC或有机组退出AGC;
[0019] 2)水头变化导致投入AGC机组的出力上限、单机振动区、单机限制运行区发生变 化。
[0020] 在进行AGC分配时，若全站AGC有功分配值在投入AGC发电机组的联合最优运行区， 则启动最优分配算法;若全站AGC有功分配值在投入AGC发电机组的联合限制运行区，则启 动限制分配算法。
[0021] 所述的AGC分配在启动最优分配算法时，包括W下步骤：
[0022] 确定投入AGC发电机组的目标分布组合方式和目标出力组合方式;在目标出力组 合方式下，若没有发电机组的单机运行区发生变化则采用依次分配模式;若有发电机组的 单机运行区发生变化，则采用等比例分配模式或采用跨区依次分配模式。
[0023] 所述的投入AGC机组的目标分布组合方式的确定，包括W下步骤：
[0024] 1)确定能够满足全站AGC有功分配值的投入AGC机组的所有最优分布组合方式：
[0025] 2)将投入AGC机组能够满足全站AGC有功分配值的最优分布组合方式与当前的分 布组合方式进行比较，选择机组穿越振动区台次最少的最优分布组合方式作为目标分布组 合方式，如果有多个最优分布组合方式机组穿越振动区台次均为最少并且相同，则全部作 为目标分布组合方式：
[0026] 2.1)将投入AGC机组相邻的单机最优运行区和单机限制运行区归并为单机非振动 区，将机组在单机最优运行区、单机限制运行区、单机运行区的最优分布组合方式转换为机 组在单机非振动区的最优分布组合方式；
[0027] 2.2)根据机组在单机非振动区的最优分布组合方式，分组计算机组穿越振动区的 台次，设当前某组机组在单机非振动区的分布方式为(Xl，X2，X3，…Xm)，其中Xm为处于第m个 非振动区的机组台数，在第巧巾可W满足全站AGC有功分配值的最优分布组合方式下，该组 机组在单机非振动区的分布方式为（封，起，4，...xi。），则该组机组穿越振动区的台次 为：
[002引
[0029] 2.3)将第巧巾最优分布组合方式下，所有分组机组穿越振动区的台次相加，即为投 入AGC机组在第巧巾最优分布组合方式下的穿越振动区台次；
[0030] 2.4)从投入AGC机组所有满足全站AGC有功分配值的最优分布组合方式中，选择机 组穿越振动区台次最少的最优分布组合方式作为目标分布组合方式，如果有多个最优分布 组合方式机组穿越振动区台次均为最少并且相同，则全部作为目标分布组合方式。
[0031] 所述的AGC分配在启动限制分配算法时，包括W下步骤：
[0032] 10)确定投入AGC机组的目标分布组合方式：
[0033] 11)根据投入AGC机组在联合限制运行区内各出力区间下的可用分布组合方式，确 定可W满足全站AGC有功分配值的投入AGC机组的所有分布组合方式；
[0034] 12)从投入AGC机组可W满足全站AGC有功分配值的所有分布组合方式中选择最少 机组处于单机限制运行区的组合方式；
[0035] 13)如果投入AGC机组有多个分布组合方式处于单机限制运行区的机组均为最少 并且相同，则与当前的分布组合方式进行比较，选择机组穿越振动区台次最少的分布组合 方式作为目标分布组合方式，如果有多个分布组合方式机组穿越振动区台次均为最少并且 相同，则全部作为目标分布组合方式；
[0036] 20)确定投入AGC机组的目标出力组合方式：
[0037] 21)列举投入AGC机组可W满足目标分布组合方式的所有出力组合方式；
[0038] 22)对所有可W满足目标分布组合方式的出力组合方式，加权投入AGC机组的不良 工况运行优先级后，选择最少机组处于单机限制运行区的出力组合方式作为目标出力组合 方式；
[0039] 23)如果步骤22)得出的目标出力组合方式多于1种，则从中选择机组穿越振动区 台次最少的出力组合方式作为目标出力组合方式；
[0040] 24)如果步骤23)得出的目标出力组合方式多于1种，贝阳日权机组不良工况运行优 先级后再进行比较；
[0041 ] 30)在目标出力组合方式下，如果没有机组的单机运行区发生变化，则采用依次分 配模式；
[0042] 40)在目标出力组合方式下，如果有机组的单机运行区发生变化，可采用等比例分 配模式；
[0043] 50)在目标出力组合方式下，如果有机组的单机运行区发生变化，也可采用跨区依 次分配模式。
[0044] 与现有技术相比，本发明具有W下有益的技术效果：
[0045] 1、本发明的基于机组组合出力模型的水电站AGC有功分配方法，在单机AGC有功分 配值计算过程中依据机组出力模型和全站有功目标值采用不同形式的分配方法，足W满足 多振动区、多机组类型的不同大中型水电站的自动有功出力控制需求。
[0046] 2、本发明的基于机组组合出力模型的水电站AGC有功分配方法，解决了有功功率 分配、规避水电站机组振动区（或称禁止运行区）、兼容一次调频等问题，对水电站自动发电 有功控制进行功能划分、参数梳理、策略设计，并使功能块之间通过数据交换和策略配合而 形成一个有机整体。
【附图说明】
[0047] 图1为本发明的AGC依次分配模式的流程图。
[0048] 图2为本发明的计算单机有功设定值的流程图。
【具体实施方式】
[0049] 下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而 不是限定。
[0050] 本发明提供的水电站自动发基于机组组合出力模型的水电站AGC有功分配方法， 在机组AGC控制模块机组组合出力模型模块给出运行区域之后进行全站AGC有功分配，包括 W下操作：
[0051] 机组AGC控制模块接收全站AGC有功分配值，并将其与机组组合出力模型模块给出 的运行区域进行比较，启动AGC分配流程获取各台投入AGC机组的单机AGC有功分配值并下 发至机组；
[0052] 投入AGC各台发电机组根据的所分到的单机AGC有功分配值及机组PID功能投退状 态和AGC投退状态，确定单机有功设定值;再将各台发电机组单机调频修正有功叠加至单机 有功设定值，得出单机有功设定修正值并发送给PID功能块；
[0053] 各台发电机组PID执行设备根据单机有功设定修正值，进行PID闭环调节。具体包 括w下步骤：
[0054] S6100)计算全站AGC有功分配值，并判断处于投入AGC机组的联合最优运行区还是 联合限制运行区；
[0055] S6200)在满足特定条件时，启动AGC分配流程；
[0056] S6300)若全站AGC有功分配值在投入AGC机组的联合最优运行区，则启动最优分配 算法；
[0057] S6400)若全站AGC有功分配值在投入AGC机组的联合限制运行区，则启动限制分配 算法；
[005引S6500)根据投入AGC各机组的单机AGC有功目标值计算单机AGC有功分配值，并下 发至机组。
[0059] 进一步的，所述S6100)，包括W下步骤：
[0060] 1)计算全站AGC有功分配值PAGC:
[0061 ]
痒中，Pset为全站有功目标值，piAcc为机组的单机AGC有功 分配值，Θ功机组投入AGC变量，当机组投入AGC时，Θ值为1，当机组退出AGC时，Θ值为0;
[0062] 2)与投入AGC机组的联合最优运行区、联合限制运行区进行比较，假设投入AGC机 组的联合限制运行区为300MW至700MW，联合最优运行区为700MW至1500MW，则当全站AGC有 功分配值在300MW至700MW之间时，处于联合限制运行区，全站AGC有功分配值在700MW至 1500MW之间时，处于联合最优运行区。
[0063] 所述S6200)在满足W下条件之一时，启动AGC分配流程：
[0064] S6210)所有投入AGC机组的单机AGC有功分配值总和与全站AGC有功分配值的差值 超过AGC有功调节死区：
[00 化]
[0066] S6220)投入AGC机组的组合出力模型或联合运行区、联合限制运行区、联合最优运 行区发生变化，W W下之一为触发条件：
[0067] 1)有机组投入AGC或有机组退出AGC
[006引其中Δ 为机组原投入AGC变量，在机组投入AG別寸Δ Θ值为1，反之Δ Θ值为0。
[0069] 2)水头变化导致投入AGC机组的出力上限、单机振动区、单机限制运行区发生变 化。
[0070] 所述S6300)若全站AGC有功分配值在投入AGC机组的联合最优运行区，则启动最优 分配算法，包括W下步骤：
[0071] S6310)确定投入AGC机组的目标分布组合方式，包括W下步骤：
[0072] S6311)确定可W满足全站AGC有功分配值的投入AGC机组的所有最优分布组合方 式：
[0073] 1)假设有两种机组，每组有两个单机最优运行区域，分别有两台机组投入AGC，第1 组机组的单机最优运行区域为100MW至200MW、300MW至400MW，第2组机组的单机最优运行区 域为50MW至150MW、300MW至350MW，则组合方式有：
[0074] {(100,200)X化（50,150)X2,（100,200)X化（50,150)+(300,350),
[00巧](100,200) X化（300,350) X2, (100,200) + (300,400) + (50,150) X2,
[0076] (100,200)+(300,400)+(50,150)+(300,350),(100,200)+(300,400)+(300,350) 乂2,
[0077] (300,400)X化（50,150)X2,（300,400)X化（50,150)X1+(300,350)，
[007引（300,400) X化（300,350) X2}
[0079] 2)每种组合方式对应的组合最优运行区域为：
[0080] {(300,700),(550,900),(800,1100),
[0081 ] (500,900),(750,1100),(1000,1300),
[0082] (700,1100),(950,1300),(1200,1500)}
[0083] 3)则投入AGC机组的联合最优运行区域为W上所有出力区域的并集，300MW至 1500MW。
[0084] 4)将每种组合最优运行区域的上下限进行排序，得到数组为：
[00 化]{300，500，550，700，750，800，900，950，1000，1100，1200，1300，1500}
[0086] 5)按照排序后各组合的组合最优运行区域的上下限对投入AGC机组的联合最优运 行区域进行分割，得出多个连续区间：
[0087] {(300,500)，（500,550)，（550,700)，（700,750)，（750,800)，（800,900)，（900， 950)，
[0088] (950,1000),(1000,1100),(1100,1200),(1200,1300),(1300,1500)}
[0089] 6)将各连续区间与各组合最优运行区域进行对比，得出各区间的可用分布组合方 式，分别为：
[0090] {(2020),(2020,1120),(2020,2011,1120),(2011,1120,0220),(2011,1120, 1111,0220),
[0091] (2011,2002,1120,1111,0220),(2002,1111,0220),(2002,1111,0220,0211),
[0092] (2002,1111,1102,0220,0211),(1102,0211),(1102,0211,0202),(0202)}
[0093] 作为嵌套数组最基本组成元素的四位数中，千位上的数字代表第1组机组中处于 第1最优运行区间的机组台数，百位上的数字代表第1组机组中处于第2最优运行区间的机 组台数，十位上的数字代表第2组机组中处于第1最优运行区间的机组台数，个位上的数字 代表第2组机组中处于第2最优运行区间的机组台数。
[0094] 7)当全站AGC有功分配值为600MW时，有2020、2011、1120Ξ种最优分布组合方式， 分别是第1组机组有2台处于第1最优运行区域，第2组机组有2台处于第1最优运行区域;第1 组机组有2台处于第1最优运行区域，第2组机组有1台处于第1最优运行区域、1台处于第2最 优运行区域;第1组机组有1台处于第1最优运行区域、1台处于第2最优运行区域，第2组机组 有2台处于第1最优运行区域。
[00Μ] S6312)将投入AGC机组可W满足全站AGC有功分配值的最优分布组合方式与当前 的分布组合方式进行比较，选择机组穿越振动区台次最少的最优分布组合方式作为目标分 布组合方式，如果有多个最优分布组合方式机组穿越振动区台次均为最少并且相同，则全 部作为目标分布组合方式，包括W下步骤：
[0096] 1)将投入AGC机组相邻的单机最优运行区和单机限制运行区归并为单机非振动 区，将机组在单机最优运行区、单机限制运行区、单机运行区的最优分布组合方式转换为机 组在单机非振动区的最优分布组合方式，假设当前水头下机组单机限制运行区为0至 120MW、210MW至420MW，单机振动区为120MW至21OMW，单机最优运行区为420MW至700MW，则机 组的单机非振动区为0至120MW、210MW至700MW，当机组有功出力在420MW至700MW之间时，机 组处于第3个单机运行区且处于第2个单机非振动区。
[0097] 2)根据机组在单机非振动区的最优分布组合方式，分组计算机组穿越振动区的台 次，假设当前某组机组在单机非振动区的分布方式为(Xl，X2，X3，…Xm)，其中Xm为处于第m个 非振动区的机组台数，在第巧巾可W满足全站AGC有功分配值的最优分布组合方式下，该组 机组在单机非振动区的分布方式为（χ-?，XI，起，...媒），则该组机组穿越振动区的台次 为：
[009引
[0099] 3)将第巧巾最优分布组合方式下，所有分组机组穿越振动区的台次相加，即为投入 AGC机组在第巧巾最优分布组合方式下的穿越振动区台次；
[0100] 4)从投入AGC机组所有满足全站AGC有功分配值的最优分布组合方式中，选择机组 穿越振动区台次最少的最优分布组合方式作为目标分布组合方式，如果有多个最优分布组 合方式机组穿越振动区台次均为最少并且相同，则全部作为目标分布组合方式。
[0101] S6320)确定投入AGC机组的目标出力组合方式，包括W下步骤：
[0102] S6321)列举投入AGC机组可W满足目标分布组合方式的所有出力组合方式，假设 投入AGC的机组有2组，第1组有3台机组，第2组有2台机组，目标分布组合方式为：{[(2,1)， (1，1 )]}，即第1组机组有2台处于第1个单机最优运行区，1台处于第2个单机最优运行区，第 2组机组有1台处于第1个单机最优运行区，1台处于第2个单机最优运行区，则出力组合方式 包括：
[0103] {[(1,1,2),(1,2)],[(1,2,1),(1,2)],[(2,1,1),(1,2)],[(1,1,2),(2,1)],[(1, 2,1),(2,1)1,[(2,1,1),(2,1)]}
[0104] 其中数组中的第一个元素[(1，1，2)，（1，2)]代表，第1组机组的第1、2台机组处于 第1个单机最优运行区，第3台机组处于第2个单机最优运行区，第2组机组的第1台机组处于 第1个单机最优运行区，第2台机组处于第2个单机最优运行区，也可W将出力组合方式简化 显不为：
[0105] {(1,1,2,1,2),(1,2,1,1,2),(2,1,1,1,2),(1,1,2,2,1),(1,2,1,2,1),(2,1,1, 2,1)}
[0106] S6322)将可W满足目标分布组合方式的出力组合方式与投入AGC各机组当前所处 的运行区进行比较，选择机组穿越振动区台次最少的出力组合方式作为目标出力组合方 式，包括：
[0107] 1)将投入AGC机组相邻的单机最优运行区和单机限制运行区归并为单机非振动 区，将投入AGC机组在单机最优运行区、单机限制运行区、单机运行区的出力组合方式转换 为在单机非振动区的出力组合方式，方法参考S6312;
[0108] 2)根据投入AGC机组在单机非振动区的出力组合方式，计算穿越振动区的台次，假 设有m台机组投入AGC，原单机非振动区的出力组合方式为(扎趴亂。'加），在第巧巾可^满 足目标分布组合方式的出力组合方式下，投入AGC机组在单机非振动区的出力组合方式为 (xj,，培.，.為，...女。），则投入46巧几组穿越振动区的台次为：
[0109]
[0110] 3)从所有满足目标分布组合方式的出力组合方式中，选择投入AGC机组穿越振动 区台次最少的出力组合方式作为目标出力组合方式。
[0111] S6323)如果有多个出力组合方式穿越振动区台次均为最少并且相同，贝阳日权投入 AGC机组的不良工况运行优先级后再进行比较，假设共有η个出力组合方式穿越振动区台次 均为最少并且相同，则计算公式为：
[0112]
[0113] 其中η为机组不良工况运行优先级。
[0114] S6330)在目标出力组合方式下，如果没有机组的单机运行区发生变化，则采用依 次分配模式，分配流程示意图如图1所示，包括W下步骤：
[0115] S6331)计算全站AGC有功分配值与所有投入AGC机组单机AGC有功分配值总和的差 值，作为待分配值，假设有η台机组投入AGC，则待分配值Δ Ρ为：
[0116]
[0117] S6332)如果待分配值大于0,则计算投入AGC各机组单机AGC有功分配值与当前单 机最优运行区上限的差值绝对值，作为单机可分配值，并依大小排列，如果待分配值小于0， 则计算投入AGC各机组单机AGC有功分配值与当前单机最优运行区下限的差值绝对值，作为 单机可分配值，并依大小排列，假设有η台机组投入AGC，当前最优运行区范围分别为 U竺，Λ)，也，护2)，...(也，Ρ,,);，则单机可分配值pi'为：
[011 引
[0119] S6333)选择S6332单机可分配值排序第1的机组，取单机可分配值、待分配值绝对 值、单机AGC有功分配步长中的最小值，并进行方向修正后作为单机分配值，待分配值扣除 单机分配值后得到新的待分配值，单机可分配值扣除单机分配值绝对值后得到新的单机可 分配值；
[0120] S6334)若待分配值不等于0,则选择S6332单机可分配值排序第2的机组，取单机可 分配值、待分配值绝对值、单机AGC有功分配步长中的最小值，并进行方向修正后作为单机 分配值，待分配值扣除单机分配值后得到新的待分配值，单机可分配值扣除单机分配值绝 对值后得到新的单机可分配值；
[0121] S6335)若待分配值不等于0,则继续W上过程，直到待分配值等于0;
[0122] S6336)若所有机组分配完毕后，待分配值不等于0,则重复执行S6333、S6334、 S6335,直到待分配值等于0。
[0123] S6337)将投入AGC各台机组的单机分配值叠加至单机AGC有功分配值，得到各台机 组的单机AGC有功目标值托gt:
[0124]
[0125] 其中Δ pi为分配到机组i的单机分配值。
[01%] S6340)在目标出力组合方式下，如果有机组的单机运行区发生变化，则采用等比 例分配模式，包括W下步骤：
[0127] S6341)计算目标出力组合方式下投入AGC机组的组合最优运行区的中值，假设有η 台机组投入46(：，目标单机最优运行区范围分别为!(/^，如，(心扔)、...(/^.化,)1，其中口。为最优运 行区范围下限，;^为最优运行区范围上限，则组合最优运行区的中值为：
[012 引
[0129] S6342)计算全站AGC有功分配值与组合最优运行区中值的差值，作为待分配值Δ Ρ:
[0130]
[0131] S6343)按照目标出力组合方式下投入AGC各机组单机最优运行区范围的大小，将 待分配值等比例分配到各台机组，得到各台机组的单机分配值Api:
[0132]
[0133] S6344)将投入AGC各台机组的单机分配值叠加至各机组目标单机最优运行区的中 值，得到各台机组的单机AGC有功目标值pigc;
[0134]
[0135] S6350)在目标出力组合方式下，如果有机组的单机运行区发生变化，也可采用跨 区依次分配模式，包括W下步骤：
[0136] 1)将目标出力组合方式与投入AGC各机组当前所处的运行区进行比较，对于单机 运行区改变的机组，将目标单机最优运行区上下限值中最靠近原单机运行区的限值作为修 正单机AGC有功分配值，对于单机运行区未改变的机组，将单机AGC有功分配值作为修正单 机AGC有功分配值；
[0137] 2)基于投入AGC各机组修正单机AGC有功分配值和目标单机最优运行区，采用依次 分配模式，方法与步骤参考S6330,但需要使用前者替换投入AGC各机组单机AGC有功分配 值，使用后者替换当前单机最优运行区。
[0138] 所述S6400)若全站AGC有功分配值在投入AGC机组的联合限制运行区，则启动限制 分配算法，包括W下步骤：
[0139] S6410)确定投入AGC机组的目标分布组合方式，包括W下步骤：
[0140] S6411)根据投入AGC机组在联合限制运行区内各出力区间下的可用分布组合方 式，确定可W满足全站AGC有功分配值的投入AGC机组的所有分布组合方式，方法与步骤参 考S6311;
[0141] S6412)从投入AGC机组可W满足全站AGC有功分配值的所有分布组合方式中选择 最少机组处于单机限制运行区的组合方式，假设有两种机组，每组有两个可行运行区域，分 别有两台机组投入AGC，第1组机组的可行运行区域为100丽至200丽、300丽至400丽，其中前 者是限制运行区域，或者是最优运行区域，第2组机组的可行运行区域为50MW至150MW、 30(MW至350丽，两者都是最优运行区域，当全站AGC有功分配值大于500丽、小于550丽时，分 布组合方式有{[(2,0)，（2,0)]，[(1，1)，（2,0)]}，其中[(2,0),(2,0)]的分布组合方式下有 2台机组处于单机限制运行区，[(1，1),(2,0)]的分布组合方式下有1台机组处于单机限制 运行区，因此选择后者作为目标分布组合方式；
[0142] S6413)如果投入AGC机组有多个分布组合方式处于单机限制运行区的机组均为最 少并且相同，则与当前的分布组合方式进行比较，选择机组穿越振动区台次最少的分布组 合方式作为目标分布组合方式，如果有多个分布组合方式机组穿越振动区台次均为最少并 且相同，则全部作为目标分布组合方式，方法与步骤参考S6312。
[0143] S6420)确定投入AGC机组的目标出力组合方式：
[0144] S6421)列举投入AGC机组可W满足目标分布组合方式的所有出力组合方式，方法 与步骤参考S6321;
[0145] S6422)对所有可W满足目标分布组合方式的出力组合方式，加权投入AGC机组的 不良工况运行优先级后，选择最少机组处于单机限制运行区的出力组合方式作为目标出力 组合方式：
[0146] 1)将机组的出力组合方式转换显示，替换单机运行区序号为该单机运行区的性质 丫，当该单机运行区为单机限制运行区时丫值为1，当该单机运行区为单机最优运行区时丫 值为0，假设有m台机组，则转换后的力组合方式为：
[0147] (丫 1，丫 2, 丫 3, . . .，丫m)
[0148] 2)加权机组不良工况运行优先级后，选择最少机组处于单机限制运行区的出力组 合方式作为目标出力组合方式，假设共有η种出力组合方式满足目标分布组合方式，则计算 公式为：
[0149]
[0150] 其中η为机组不良工况运行优先级。
[0151] S6423)如果S6422得出的目标出力组合方式多于1种，则从中选择机组穿越振动区 台次最少的出力组合方式作为目标出力组合方式，方法与步骤参考S6322;
[0152] S6424)如果S6423得出的目标出力组合方式多于1种，贝阳日权机组不良工况运行优 先级后再进行比较，方法与步骤参考S6323。
[0153] S6430)在目标出力组合方式下，如果没有机组的单机运行区发生变化，则采用依 次分配模式，方法与步骤参考S6330。
[0154] S6440)在目标出力组合方式下，如果有机组的单机运行区发生变化，可采用等比 例分配模式，方法与步骤参考S6340。
[0Κ5] S6450)在目标出力组合方式下，如果有机组的单机运行区发生变化，也可采用跨 区依次分配模式，方法与步骤参考S6350。
[0156] 所述S6500)根据投入AGC各机组的单机AGC有功目标值计算单机AGC有功分配值， 并下发至机组，包括W下步骤：
[0157] S6510)计算单机AGC有功调整值Apigc;
[015 引
[0159] S6520)如果单机AGC有功调整值小于或等于单机AGC有功分配步长，则直接将单机 AGC有功目标值作为单机AGC有功分配值，并下发至机组：
[0162] S6530)如果单机AGC有功调整值大于单机AGC有功分配步长，则分步将单机AGC有 功目标值转化为单机AGC有功分配值，并下发至机组，流程如图2所示，包括W下步骤：
[0163] S6531)如果单机AGC有功目标值大于单机有功实发值，则将单机有功实发值加上 单机AGC有功分配步长，作为单机AGC有功分配值下发至机组，反之则将单机有功实发值减 去单机AGC有功分配步长，下发至机组作为单机AGC有功分配值：
[0164]
[0165] S6532)等待固定时间t6(即为图2中插入延时）：
[0166] t3 = t6Xn nEN+
[0167] 其中，当单机有功设定值不等于单机AGC有功分配值，并持续一段时间t3时，机组 退出AGC;
[0168] S6533)重新计算单机AGC有功调整值：
[0169]
[0170] S6534)如果单机AGC有功调整值小于或等于单机AGC有功分配步长，则直接将单机 AGC有功目标值作为单机AGC有功分配值，并下发至机组，否则重复执行S653US6532、 S6533,S6534〇
[0171] 本发明所述的组合出力模型可W是现有的模型，或者采用W下的建模方法。
[0172] 建立水电站机组的组合出力模型并计算联合运行区、联合最优运行区、联合限制 运行区，包括W下步骤：
[0173] S5100)在设置设备参数时，对各机组在不同水头下的各单机振动区范围和单机限 制运行区范围进行修正；
[0174] S5200)建立投入AGC机组的最优组合出力模型，并计算投入AGC机组的联合最优运 行区；
[0175] S5300)建立投入AGC机组的限制组合出力模型，并计算投入AGC机组的联合运行区 和联合限制运行区；
[0176] S5400)将投入AGC机组的联合最优运行区加上所有未投入AGC机组的单机AGC有功 分配值，得到全站联合最优运行区，为运行人员设置全站有功设定值提供参考；
[0177] S5500)将投入AGC机组的联合运行区和联合限制运行区加上所有未投入AGC机组 的单机AGC有功分配值，得到全站联合运行区和全站联合限制运行区，为运行人员设置全站 有功设定值提供参考。
[0178] 所述S5100)在设置设备参数时，对各机组在不同水头下的各单机振动区范围和单 机限制运行区范围进行修正，包括：
[0179] S5110)降维修正，通过适当降低机组调节性能，达到简化有功控制策略的目的；
[0180] S5111)对机组单机振动区和单机限制运行区比较接近的不同水头进行归并处理， 其中单机振动区的归并优先级高于单机限制运行区。例如电站某机组在水头204米时，单机 振动区为0至120MWJ10MW至420MW，单机限制运行区为120MW至210MW，在水头206米时，单机 振动区为0至120MW、240MW至480MW，单机限制运行区为120MW至240MW，则在允许的情况下可 W对水头204米至206米的单机振动区和单机限制运行区进行归并处理，归并后单机振动区 为0至120MW、210MW至480MW，单机限制运行区为120MW至210MW;
[0181] S5112)对单机振动区和单机限制运行区比较接近的不同机组进行归并处理，方法 与步骤参考S5111。
[0182] S5120)扩大修正，为了防止机组因为单机有功调节死区或一次调频产生的有功偏 差滑入振动区或限制运行区，对振动区和限制运行区的范围适当扩大，其中单机振动区的 扩大优先级高于单机限制运行区。例如电站某机组在水头204米时，单机振动区为0至 120MW，单机限制运行区为120MW至210MW，则可扩大修正单机振动区为0至130MW，扩大修正 单机限制运行区为130MW至220MW。
[0183] 所述S5200)建立投入AGC的机组的最优组合出力模型，并计算投入AGC机组的联合 最优运行区，包括：
[0184] S5210)根据机组各水头下出力上限、各单机振动区范围、各单机限制运行区范围， 对投入AGC的机组进行分组，在分组时可W通过降维归并近似参数的方法将不同类型的机 组归并为同一类型，也可W从简化算法(但可能降低程序执行效率）的角度出发，将每台机 组单独分组；
[0185] S5220)在当前水头下，根据机组单机振动区范围、单机限制运行区范围、出力上 限，计算各组机组的单机最优运行区：
[0186] 单机最优运行区= [0,出力上限]-单机限制运行区-单机振动区
[0187] 例如某机组在当前水头下出力上限700MW，单机振动区为0至120MWJ10MW至 420MW，单机限制运行区为120MW至210MW，则单机最优运行区为420MW至700MW。
[0188] S5230)针对各组机组，根据机组出力在各单机最优运行区的分布情况，计算各组 机组在各种最优分布方式下的组合最优运行区，W某一组机组为例：
[0189] S5231)列出该组机组有功出力在各单机最优运行区的所有最优分布方式，假设该 分组有η台机组，每台机组有m个单机最优运行区，则所有的最优分布方式为下列方程组的 解集：
[0190]
[0191] 其中χι，χ2，···，χη依次代表处于第1，2,…，m个单机最优运行区的机组台数，将方程 组的解Wm维列向量的形式表示，假设共有ΠΑ种最优分布方式：
[0192]
[0193] 则方程组的解集可W表示为矩阵a:
[0194]
[01M]计算该组机组在每种最优分布方式下的组合最优运行区，所有的组合最优运行区 可W表示为行向量A，最优运行区的集合A的向量元素[Ai，A2,…AnA]与最优分布方式的集合 a的向量元素[31，32，···3ηΑ]互相对应：
[0196]
[0197] 其中依次为该组机组第1、2、···πι个单机最优运行区的下限， 异、^、...忘依次为该组机组第1、2、...口个单机最优运行区的上限。
[0198] S5240)针对所有投入AGC的机组，根据各组机组处于单机最优运行区的不同最优 分布方式及对应的各组机组的组合最优运行区，计算各种最优分布组合方式下的所有投入 AGC机组的组合最优运行区，包括：
[0199] S5241)列举投入AGC机组的所有最优分布组合方式，假设投入AGC的机组被分为a, b，C…组，最优分布方式个数分别为114，邮，扣-'，包括^下步骤：
[0200] 1)将a，b，c…组机组的最优分布方式的集合a、b、c···转换为最优分布方式序号的 集合 Δ a、Δ b、Δ C...:
[0201]
[0202] 2)计算a组、b组的所有最优分布组合方式元素组成的矩阵Sab,并展开为行向量Δ ab ：
[0203]
[0204] Δ ab= {[1，0，...，0] X Sab, [0，l，...，0]XSab，...，[0,0，...，1]X Sab}
[0205] 3)计算a组、b组、c组的所有最优分布组合方式元素组成的矩阵Sabc，并展开为行 向量Δ abc:
[0206]
[0207] Δ abc= {[1,0,...,0]X 5abc ,[0,1,...,0]X Sabc Sabc}
[0208] 4)继续W上过程，直到得出投入AGC机组的所有最优分布组合方式组成的行向量 Aabc···，行向量中每个元素数字从高位到低位，依次为a、b、c、…组机组的最优分布方式序 号。
[0209] S5242)计算投入AGC机组在每种最优分布组合方式下的组合最优运行区，包括：
[0210] 1)计算a组、b组在所有最优分布组合方式下的组合最优运行区元素组成的矩阵δ ΑΒ，并展开为行向量ΑΒ:
[0211]
[0別^ ΑΒ={[1，0，...，0]ΧδΑΒ, [0,1，...，0] ΧδΑΒ，...，[0,0，...，1]ΧδΑΒ}
[0213] 2)计算a组、b组、c组在所有最优分布组合方式下的组合最优运行区元素组成的矩 阵SABC，并展开为行向量ABC:
[0214]
[0215] ABC={[1,0,...,0] XSABC, [0,1，...，0] XSABC，...，[0,0，...，1]XSABC}
[0216] 3)继续W上过程，直到得出投入AGC机组在所有最优分布组合方式下的组合最优 运行区组成的行向量ω，并与最优分布组合方式组成的行向量Δ abc···互相对应。
[0217] S5250)根据投入AGC机组在所有最优分布组合方式下的组合最优运行区的并集， 得出投入AGC机组的联合最优运行区Ω :
[0220] S5260)根据投入AGC机组在各种最优分布组合方式下的组合最优运行区，确定投 入AGC机组在联合最优运行区内各出力区间下的可用最优分布组合方式，包括W下步骤：
[0221] S5261)将S5242所述的每种最优分布方式对应的最优组合运行区的上下限按大小 进行排序，大小相同的则进行合并；
[0222] S5262)按照排序后的上下限对投入AGC机组的联合最优运行区进行分割，得出多 个出力区间，假设出力区间个数为η:
[0223]
[0224] S5263)将各出力区间与投入AGC各种最优分布组合方式所对应的组合最优运行区 进行对比，得出各出力区间下的可用最优分布组合方式，假设最优分布组合方式共有m种， 对应的组合最优运行区分别为：
[0225] c〇=[C0i,C02,...,t0m]
[0226] 则：
[0227]
[0228] 其中fi是表示第i个出力区间下的可用最优分布组合方式的行向量，与S5241所述 的行向量Aabc···相对应，当行向量fi的元素值为1时，对应的行向量Δ abc···中元素所代表 的最优分布组合方式可用。
[0229] 具体的，1)假设所有投入AGC的机组分为2组，每组2台机组，每台机组2个单机运行 区，第1组机组的单机运行区为100MW至200MW、300MW至400MW，其中前者是单机限制运行区， 后者是单机最优运行区，第2组机组的单机运行区为50MW至150MW、300MW至350MW，两者都是 单机最优运行区，则最优分布组合方式包括：
[0230] {[(0,2),(2,0)],[(0,2),(1,1)],[(0,2),(0,2)]}
[0231 ] 2)每种分布组合方式对应的组合运行区为：
[0232] {(300,400)X化（50,150)X2,（300,400)X化（50,150)+(300,350),
[0233] (300,400)X化(300,350)X2}={(700,1100),(950,1300),(1200,1500)}
[0234] 3)投入AGC机组的联合运行区为所有组合运行区的并集，700MW至1500MW。
[0235] 4)将投入AGC机组的所有组合最优运行区的上下限进行排序
[0236] {700,950,1100,1200,1300,1500}；
[0237] 5)按照排序后的上下限对投入AGC机组的联合最优运行区进行分割，得出多个出 力区间：
[023引{(700,950),(950,1100),(1100,1200),(1200,1300),(1300,1500)}
[0239] 6)将各出力区间与各种最优分布组合方式下的组合最优运行区进行比对，得出投 入AGC机组在联合最优运行区各出力区间下的可用最优分布组合方式，分别为
[0240] {[(0,2),(2,0)]},{[(0,2),(2,0)],[(0,2),(1,1)]},{[(0,2),(1,1)]},
[0241] {[(0,2),(1,1)],[(0,2),(0,2)]},{(0,2),(0,2)]}
[0242] 所述S5300)建立投入AGC机组的限制组合出力模型，并计算投入AGC机组的联合运 行区和联合限制运行区，包括W下步骤：
[0243] S5310)按照S5210的分组方式，对投入AGC的机组进行分组。
[0244] S5320)在当前水头下，根据机组单机振动区、出力上限，计算各组机组的单机运行 区：单机运行区=[0，出力上限]-单机振动区
[0245] 例如某机组在当前水头下出力上限700MW，单机振动区为0至120MWJ10MW至 420MW，则单机运行区为 120MW至 210MW、420MW至 700MW。
[0246] S5330)针对各组机组，根据机组出力在各单机运行区的分布情况，计算各组机组 在各种分布方式下的组合运行区，方法与步骤参考S5230。
[0247] S5340)针对所有投入AGC的机组，根据各组机组处于单机运行区的不同分布方式 及对应的各组机组的组合运行区，计算各种分布组合方式下的所有投入AGC机组的组合运 行区，方法与步骤参考S5240;
[0248] S5350)计算投入AGC机组的联合运行区和联合限制运行区，包括W下步骤：
[0249] S5351)根据投入AGC机组在所有分布组合方式下的组合运行区的并集，得出投入 AGC机组的联合运行区，方法与步骤参考S5250;
[0250] S5352)从投入AGC机组的联合运行区中扣除S5250得出的联合最优运行区，得出投 入AGC机组的联合限制运行区。
[0251] S5360)根据投入AGC机组在各种分布组合方式下的组合运行区，确定投入AGC机组 在联合限制运行区内各出力区间下的可用分布组合方式，方法与步骤参考S5260:
[0252] 1)假设所有投入AGC的机组分为2组，每组2台机组，每台机组2个单机运行区，第1 组机组的单机运行区为100MW至200MW、300MW至400MW，其中前者是单机限制运行区，后者是 单机最优运行区，第2组机组的单机运行区为50MW至150MW、300MW至350MW，两者都是单机最 优运行区，则分布组合方式包括：
[0253] {[(2,0),(2,0)1,[(2,0),(1,1)1,[(2,0),(0,2)],[(1,1),(2,0)],[(!,1),(1, 1)]，
[0254] [(1,1), (0,2)],[(0,2),(2,0)],[(0,2),(1,1)],[(0,2),(0,2)]}
[02W] 2)每种分布组合方式对应的组合运行区为：
[0巧6] {(100,200)X化（50,150)X2,（100,200)X化（50,150)+(300,350),
[0257] (100,200) X化（300,350) X2, (100,200) + (300,400) + (50,150) X2,
[0258] (100,200)+(300,400)+(50,150)+(300,350),(100,200)+(300,400)+(300,350) 乂2,
[0259] (300,400)X化（50,150)X2,（300,400)X化（50,150)+(300,350),
[0260] (300，400)X 化(300，350)X 2} = {(300，700)，（550，900)，（800，1100)， 幽](500,900) ,(750,1100) ,(1000,1300) ,(700,1100) ,(950,1300) ,(1200,1500)} [0262 ] 3)投入AGC机组的联合运行区为所有组合运行区的并集，300MW至1500MW。
[0263] 4)根据S5260,投入AGC机组的联合最优运行区为700MW至1500MW。
[0264] 5)从投入AGC机组的联合运行区中扣除联合最优运行区，得到投入AGC机组的联合 限制运行区，300MW至700MW。
[0265] 6)将投入AGC机组的所有组合运行区的上下限进行排序：
[0%6] {300，500，550，700，750，800，900，950，1000，1100，1200，1300，1500}
[0267] 7)按照排序后的上下限对投入AGC机组的联合限制运行区进行分割，得出多个出 力区间：
[0%引{(300,500),(500,550),(550,700)}
[0269] 8)将各出力区间与各种分布组合方式下的组合运行区进行对比，得出投入AGC机 组在联合限制运行区各出力区间下的可用分布组合方式，分别为：
[0270] {[(2,0),(2,0)]},{[(2,0),(2,0)1,[(1,1),(2,0)]},
[0271] {[(2,0),(2,0)1,[(2,0),(1,1)1,[(1,1),(2,0)]}
[0272] 所述S5400)将投入AGC机组的联合最优运行区加上所有未投入AGC机组的单机AGC 有功分配值，得到全站联合最优运行区：
[0273]
[0274] 所述S5500)将投入AGC机组的联合运行区和联合限制运行区加上所有未投入AGC 机组的单机AGC有功分配值，得到全站联合运行区和全站联合限制运行区，计算公式参考 S5400。
[0275] 本发明所述根据投入AGC各台机组的单机AGC有功分配值及及机组PID功能投退状 态、AGC投退状态等，确定单机有功设定值，包括W下操作：
[0276] 1)当单机PID功能退出时，取机组单机有功实发值作为单机有功设定值；
[0277] 2)当单机PID功能投入且机组未投入AGOTt，取单机有功设定值作为单机AGC有功 分配值，若手动设值与单机有功实发值的差值在单机有功设定差限范围内且小于或等于机 组出力上限，则取运行人员手动设值作为单机有功设定值，反之则保持单机有功设定值不 变；
[0278] 3)当单机PID功能投入且机组投入AGOTt，若单机AGC有功分配值与单机有功实发 值的差值在单机有功设定差限范围内且小于或等于机组出力上限，则取单机AGC有功分配 值作为单机有功设定值，反之则保持单机有功设定值不变。
[0279] 最后将各台机组单机调频修正有功叠加至单机有功设定值，得出单机有功设定修 正值
[0280] 各台机组PID执行设备根据单机有功设定修正值，进行PID闭环调节，使单机有功 实发值趋向于单机有功设定修正值，并保持在死区范围内，当调节模式为调速器开度模式 时，PID执行设备是计算机监控系统机组化C;当调节模式为调速器功率模式时，PID执行设 备是调速器。
[0281] 本发明的基于机组组合出力模型的水电站AGC有功分配方法，解决了有功功率分 配、规避水电站机组振动区（或称禁止运行区）、兼容一次调频等问题，对水电站自动发电有 功控制进行功能划分、参数梳理、策略设计，并使功能块之间通过数据交换和策略配合而形 成一个有机整体。
[0282] W上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征W及本发明的优点。本行业的技 术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发 明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，运些变化 和改进都在要求保护的本发明范围内。
【主权项】
1. 一种基于机组组合出力模型的水电站AGC有功分配方法，其特征在于，包括以下操 作： 机组AGC控制模块接收全站AGC有功分配值，并将其与机组组合出力模型模块给出的运 行区域进行比较，启动AGC分配流程获取各台投入AGC机组的单机AGC有功分配值并下发至 机组； 投入AGC各台发电机组根据所分到的单机AGC有功分配值及机组PID功能投退状态和 AGC投退状态，确定单机有功设定值;再将各台发电机组单机调频修正有功叠加至单机有功 设定值，得出单机有功设定修正值并发送给PID功能模块； 各台发电机组PID执行设备根据单机有功设定修正值，进行PID闭环调节。2. 如权利要求1所述的基于机组组合出力模型的水电站AGC有功分配方法，其特征在 于，所述的全站AGC有功分配值pACC的获取为$其中，Pset为全站有 功目标值，PL。为机组的单机AGC有功分配值，Θ1为机组投入AGC变量，当机组投入AGC时，Θ 值为1，当机组退出AGC时，Θ值为〇; 所述的机组组合出力模型模块给出的运行区域包括联合最优运行区和联合限制运行 区；比较并判断全站AGC有功分配值位于投入AGC发电机组的联合最优运行区还是联合限制 运行区； 在满足以下条件时启动AGC分配流程： 所有投入AGC机组的单机AGC有功分配值总和与全站AGC有功分配值的差值超过AGC有 功调节死区；或者投入AGC机组的组合出力模型或联合最优运行区、联合限制运行区发生变 化。3. 如权利要求2所述的基于机组组合出力模型的水电站AGC有功分配方法，所述的投入 AGC机组的组合出力模型或联合最优运行区、联合限制运行区发生变化，以以下之一为触发 条件： 1) 有机组投入AGC或有机组退出AGC; 2) 水头变化导致投入AGC机组的出力上限、单机振动区、单机限制运行区发生变化。4. 如权利要求2所述的基于机组组合出力模型的水电站AGC有功分配方法，其特征在 于，在进行AGC分配时，若全站AGC有功分配值在投入AGC发电机组的联合最优运行区，则启 动最优分配算法;若全站AGC有功分配值在投入AGC发电机组的联合限制运行区，则启动限 制分配算法。5. 如权利要求4所述的基于机组组合出力模型的水电站AGC有功分配方法，其特征在 于，所述的AGC分配在启动最优分配算法时，包括以下步骤： 确定投入AGC发电机组的目标分布组合方式和目标出力组合方式;在目标出力组合方 式下，若没有发电机组的单机运行区发生变化则采用依次分配模式;若有发电机组的单机 运行区发生变化，则采用等比例分配模式或采用跨区依次分配模式。6. 如权利要求5所述的基于机组组合出力模型的水电站AGC有功分配方法，其特征在 于，所述的投入AGC机组的目标分布组合方式的确定，包括以下步骤： 1) 确定能够满足全站AGC有功分配值的投入AGC机组的所有最优分布组合方式； 2) 将投入AGC机组能够满足全站AGC有功分配值的最优分布组合方式与当前的分布组 合方式进行比较，选择机组穿越振动区台次最少的最优分布组合方式作为目标分布组合方 式，如果有多个最优分布组合方式机组穿越振动区台次均为最少并且相同，则全部作为目 标分布组合方式： 2.1) 将投入AGC机组相邻的单机最优运行区和单机限制运行区归并为单机非振动区， 将机组在单机最优运行区、单机限制运行区、单机运行区的最优分布组合方式转换为机组 在单机非振动区的最优分布组合方式； 2.2) 根据机组在单机非振动区的最优分布组合方式，分组计算机组穿越振动区的台 次，设当前某组机组在单机非振动区的分布方式为(XI，X2，X3，…Xm)，其中Xm为处于第m个非 振动区的机组台数，在第j种可以满足全站AGC有功分配值的最优分布组合方式下，该组机 组在单机非振动区的分布方式为U，xl，xl，.:.,xt)，则该组机组穿越振动区的台次为：2.3) 将第j种最优分布组合方式下，所有分组机组穿越振动区的台次相加，即为投入 AGC机组在第j种最优分布组合方式下的穿越振动区台次； 2.4) 从投入AGC机组所有满足全站AGC有功分配值的最优分布组合方式中，选择机组穿 越振动区台次最少的最优分布组合方式作为目标分布组合方式，如果有多个最优分布组合 方式机组穿越振动区台次均为最少并且相同，则全部作为目标分布组合方式。7. 如权利要求5所述的基于机组组合出力模型的水电站AGC有功分配方法，其特征在 于，所述投入AGC机组的目标出力组合方式的确定，包括以下步骤： 1) 列举投入AGC机组可以满足目标分布组合方式的所有出力组合方式； 2) 将可以满足目标分布组合方式的出力组合方式与投入AGC各机组当前所处的运行区 进行比较，选择机组穿越振动区台次最少的出力组合方式作为目标出力组合方式： 2.1) 将投入AGC机组相邻的单机最优运行区和单机限制运行区归并为单机非振动区， 将投入AGC机组在单机最优运行区、单机限制运行区、单机运行区的出力组合方式转换为在 单机非振动区的出力组合方式； 2.2) 根据投入AGC机组在单机非振动区的出力组合方式，计算穿越振动区的台次，设有 m台机组投入AGC，原单机非振动区的出力组合方式为(^^，^，…&八在第货中可以满足目 标分布组合方式的出力组合方式下，投入AGC机组在单机非振动区的出力组合方式为 (X;，X〗，xi，则投入AGC机组穿越振动区的台次为:?|>·/-Ψ ?=1 2.3) 从所有满足目标分布组合方式的出力组合方式中，选择投入AGC机组穿越振动区 台次最少的出力组合方式作为目标出力组合方式； 3) 如果有多个出力组合方式穿越振动区台次均为最少并且相同，则加权投入AGC机组 的不良工况运行优先级后再进行比较，设共有η个出力组合方式穿越振动区台次均为最少 并且相同，则计算式为：其中η为机组不良工况运行优先级。8. 如权利要求5所述的基于机组组合出力模型的水电站AGC有功分配方法，其特征在 于，所述的依次分配模式包括以下步骤： 1) 计算全站AGC有功分配值与所有投入AGC机组单机AGC有功分配值总和的差值，作为 待分配值，设有η台机组投入AGC，则待分配值△ p为：2) 如果待分配值大于0,则计算投入AGC各机组单机AGC有功分配值与当前单机最优运 行区上限的差值绝对值，作为单机可分配值，并依大小排列;如果待分配值小于0，则计算投 入AGC各机组单机AGC有功分配值与当前单机最优运行区下限的差值绝对值，作为单机可分 配值，并依大小排列，设有η台机组投入A G C，当前最优运行区范围分别为 丨(4/丨L，其中pn为最优运行区范围下限，凡为最优运行区范围上限，则单 机可分配值P1'为：3) 选择步骤2)单机可分配值排序第1的机组，取单机可分配值、待分配值绝对值、单机 AGC有功分配步长中的最小值，并进行方向修正后作为单机分配值，待分配值扣除单机分配 值后得到新的待分配值，单机可分配值扣除单机分配值绝对值后得到新的单机可分配值； 4) 若待分配值还不等于0,则选择步骤2)单机可分配值排序第2的机组，取单机可分配 值、待分配值绝对值、单机AGC有功分配步长中的最小值，并进行方向修正后作为单机分配 值，待分配值扣除单机分配值后得到新的待分配值，单机可分配值扣除单机分配值绝对值 后得到新的单机可分配值； 5) 若待分配值还不等于0，则继续以上过程，直到待分配值等于0; 6) 若所有机组分配完毕后，待分配值不等于0,则重复执行步骤3)、4)5)，直到待分配值 等于〇; 7) 将投入AGC各台机组的单机分配值叠加至单机AGC有功分配值，得到各台机组的单机 AGC有功目标值 p;gf: = ￥ + Xcc 其中A p1为分配到机组i的单机分配值。9.如权利要求5所述的基于机组组合出力模型的水电站AGC有功分配方法，其特征在 于，所述等比例分配模式的分配包括以下步骤： 1) 计算目标出力组合方式下投入AGC机组的组合最优运行区的中值，设有η台机组投入 AGC，目标单机最优运行区范围分别为：则组合最优运行区的中值为:￡么+ 2 + Κ + ; i=l 2) 计算全站AGC有功分配值与组合最优运行区中值的差值，作为待分配值Δ p : 3) 按照目标出力组合方式下投入AGC各机组单机最优运行区范围的大小，将待分配值 等比例分配到各台机组，得到各台机组的单机分配值Ap 1:4)将投入AGC各台机组的单机分配值叠加至各机组目标单机最优运行区的中值，得到 各台机组的单机AGC有功目标值-么)+2_。10. 如权利要求5或9所述的基于机组组合出力模型的水电站AGC有功分配方法，其特征 在于，所述的采用跨区依次分配模式的分配包括以下步骤： 1) 将目标出力组合方式与投入AGC各机组当前所处的运行区进行比较，对于单机运行 区改变的机组，将目标单机最优运行区上下限值中最靠近原单机运行区的限值作为修正单 机AGC有功分配值，对于单机运行区未改变的机组，将单机AGC有功分配值作为修正单机AGC 有功分配值； 2) 基于投入AGC各机组修正单机AGC有功分配值和目标单机最优运行区，采用依次分配 模式;其中使用投入AGC各机组修正单机AGC有功分配值替换投入AGC各机组单机AGC有功分 配值，使用目标单机最优运行区替换当前单机最优运行区。11. 如权利要求3、8、9或10所述的基于机组组合出力模型的水电站AGC有功分配方法， 其特征在于，所述的AGC分配在启动限制分配算法时，包括以下步骤： 10) 确定投入AGC机组的目标分布组合方式： 11) 根据投入AGC机组在联合限制运行区内各出力区间下的可用分布组合方式，确定可 以满足全站AGC有功分配值的投入AGC机组的所有分布组合方式； 12) 从投入AGC机组可以满足全站AGC有功分配值的所有分布组合方式中选择最少机组 处于单机限制运行区的组合方式； 13) 如果投入AGC机组有多个分布组合方式处于单机限制运行区的机组均为最少并且 相同，则与当前的分布组合方式进行比较，选择机组穿越振动区台次最少的分布组合方式 作为目标分布组合方式，如果有多个分布组合方式机组穿越振动区台次均为最少并且相 同，则全部作为目标分布组合方式； 20) 确定投入AGC机组的目标出力组合方式： 21) 列举投入AGC机组可以满足目标分布组合方式的所有出力组合方式； 22) 对所有可以满足目标分布组合方式的出力组合方式，加权投入AGC机组的不良工况 运行优先级后，选择最少机组处于单机限制运行区的出力组合方式作为目标出力组合方 式； 23) 如果步骤22)得出的目标出力组合方式多于1种，则从中选择机组穿越振动区台次 最少的出力组合方式作为目标出力组合方式； 24) 如果步骤23)得出的目标出力组合方式多于1种，则加权机组不良工况运行优先级 后再进行比较； 30)在目标出力组合方式下，如果没有机组的单机运行区发生变化，则采用依次分配模 式； 40)在目标出力组合方式下，如果有机组的单机运行区发生变化，可采用等比例分配模 式； 50)在目标出力组合方式下，如果有机组的单机运行区发生变化，也可采用跨区依次分 配模式。12. 如权利要求11所述的基于机组组合出力模型的水电站AGC有功分配方法，其特征在 于，所述步骤22)具体包括以下操作： 1) 将机组的出力组合方式转换显示，替换单机运行区序号为该单机运行区的性质γ， 当该单机运行区为单机限制运行区时γ值为1，当该单机运行区为单机最优运行区时γ值 为〇，设有m台机组，则转换后的力组合方式为： (Π, T2, T3, . . . , Ym) 2) 加权机组不良工况运行优先级后，选择最少机组处于单机限制运行区的出力组合方 式作为目标出力组合方式，假设共有η种出力组合方式满足目标分布组合方式，则计算公式 为：其中η为机组不良工况运行优先级。13. 如权利要求1所述的基于机组组合出力模型的水电站AGC有功分配方法，其特征在 于，所述单机AGC有功分配值的获取为:计算单机AGC有功调整值;如果单机AGC有功调整值 小于或等于单机AGC有功分配步长，直接将单机AGC有功目标值作为单机AGC有功分配值，并 下发至发电机组;否则，将单机AGC有功目标值分步转化为单机AGC有功分配值，并下发至发 电机组。14. 如权利要求13所述的基于机组组合出力模型的水电站AGC有功分配方法，其特征在 于，所述的单机AGC有功调整值为Δρ_: = |;其中，Pi?为单机AGC有功目标值，ρ1为机组单机有功实发值； 所述分步将单机AGC有功目标值转化为单机AGC有功分配值，并下发至机组，包括以下 步骤： 1) 如果单机AGC有功目标值大于单机有功实发值，则将单机有功实发值加上单机AGC有 功分配步长，作为单机AGC有功分配值下发至机组，反之则将单机有功实发值减去单机AGC 有功分配步长，下发至机组作为单机AGC有功分配值：2) 等待固定时间t6: t3 = t6Xn η^Ν+ 其中，当单机有功设定值不等于单机AGC有功分配值，并持续一段时间t3时，机组退出 AGC； 3) 重新计算单机AGC有功调整值:=及' ? 4) 如果单机AGC有功调整值小于或等于单机AGC有功分配步长，则直接将单机AGC有功 目标值作为单机AGC有功分配值，并下发至机组，否则重复执行步骤1)、2)、3)和4)。15. 根据权利要求1所述的水电站自动发电有功出力控制方法，其特征在于，所述的单 机有功设定值的获取为： 1) 当单机PID功能退出时，取机组单机有功实发值作为单机有功设定值； 2) 当单机PID功能投入且机组未投入AGC时，取单机有功设定值作为单机AGC有功分配 值，若手动设值与单机有功实发值的差值在单机有功设定差限范围内且小于或等于机组出 力上限，则取运行人员手动设值作为单机有功设定值，反之则保持单机有功设定值不变； 3)当单机PID功能投入且机组投入AGC时，若单机AGC有功分配值与单机有功实发值的 差值在单机有功设定差限范围内且小于或等于机组出力上限，则取单机AGC有功分配值作 为单机有功设定值，反之则保持单机有功设定值不变。
【文档编号】H02J3/48GK105870979SQ201610332678
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月19日
【发明人】胡林, 吴英, 何跃, 王占平, 李铁山, 郑雪筠, 马月姣, 陈伟, 彭亚杰, 何伟
【申请人】华能澜沧江水电股份有限公司