一种负荷侧资源参与电网控制过程数据稽查方法及系统与流程

本发明属于电力系统频率控制技术领域，具体涉及一种负荷侧资源参与电网控制过程数据稽查方法，还涉及一种负荷侧资源参与电网控制过程数据稽查系统。

背景技术：

随着集中式、分布式新能源持续大规模并网，电网运行形态发生了剧烈变化，电网整体调节能力愈发缺乏，表现在电网调峰压力越来越大，电网接纳新能源空间愈加局限，迫切需要引入部分新的调节资源尤其是负荷侧调节资源，一方面增加电网调节能力，另一方面通过负荷平移来削峰填谷，提高电网整理调节效能。但考虑到绝大部分负荷侧资源往往处于电网末端，在电网主站不能直接采集到负荷相关实时量测数据，负荷侧资源参与电网主站控制后，为确保负荷侧资源参与的相关市场能够公平、有序开展，首先要保证负荷参与电网调峰调频调节过程相关数据的真实性和可靠性，在主站侧对负荷侧资源参与主站闭环控制调节过程的响应数据和控制效果能够进行数据稽查至关重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种负荷侧资源参与电网控制过程数据稽查方法，解决的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种负荷侧资源参与电网控制过程数据稽查方法，包括以下过程：

获取参与电网控制过程的负荷侧资源的历史采样数据，所述采样数据包括实际功率和控制目标；

基于历史采样数据，计算得到每个固定间隔的响应过程指标，所述响应过程指标包括响应相关性指标、响应距离性指标和响应过程相似性指标；

基于每个固定间隔的响应过程指标，计算得到每个时段的响应过程指标；累计历史所有时段的响应过程指标，计算得到每个时段的每个指标的概率分布曲线；

以待稽查考核时间所对应的固定间隔作为稽查考核点，计算稽查考核点的响应过程指标；

基于稽查考核点的响应过程指标与稽查考核点所属时段的概率分布曲线的对比，判断各指标下该稽查考核点是否是可疑调节时段；

基于各指标下该稽查考核点是否是可疑调节时段的判断结果，判断是否存在调节过程异常。

进一步的，所述固定间隔为15分钟。

进一步的，所述响应相关性指标是负荷侧资源响应主站控制的实际功率和控制目标两个序列的相关性，如式(1)所示：

式中：xi，yi分别为负荷侧资源的实际功率和控制目标采样数据，为两个序列的平均值，n为采样点数。

进一步的，所述响应距离性指标是负荷侧资源实际功率与理想跟踪功率的欧式距离，计算公式如下：

式中：xi为负荷侧资源的实际功率数据，yi是根据理想跟踪曲线虚拟得出的理想跟踪功率；n为采样点数。

进一步的，所述响应过程相似性指标是指，以每5分钟作为计算时段间隔，分别计算任意两个5分钟之间的实际功率采样数据序列的相关性，将三个相关性值的平均值作为该15分钟固定间隔的响应过程相似性指标。

进一步的，所述基于每个固定间隔的响应过程指标，计算得到每个时段的响应过程指标，包括：

基于每个固定间隔的响应过程指标，计算得到每小时的响应过程指标；

基于每小时的响应过程指标，计算得到每个时段的响应过程指标。

进一步的，所述基于每个固定间隔的响应过程指标，计算得到每小时的响应过程指标，包括：

按照每小时统计负荷侧资源响应主站控制的整体性平均性指标：

其中：rh、dh、lh分别每小时负荷侧资源响应主站控制的响应相关性指标，响应距离性指标和响应相似性指标，ri、di、li分别为1小时内第i个15分钟固定间隔的响应相关性指标，响应距离性指标和响应相似性指标。

进一步的，所述时段包括爬坡时段、下坡时段和平峰时段。

进一步的，基于稽查考核点的响应过程指标与稽查考核点所属时段的概率分布曲线的对比，判断各指标下该稽查考核点是否是可疑调节时段，包括：

当稽查考核点的响应相关性指标位于稽查考核点所属时段的响应相关性指标的概率分布曲线的预设门槛以外时，则认为在响应相关性指标下该稽查考核点时段是可疑调节时段。

当稽查考核点的响应距离性指标位于稽查考核点所属时段的响应距离性指标的概率分布曲线的预设门槛以外时，则认为在响应据理性指标下该稽查考核点时段是可疑调节时段。

当稽查考核点的响应过程相似性指标位于稽查考核点所属时段的响应过程相似性指标的概率分布曲线的预设门槛以外时，则认为在响应过程相似性指标下该稽查考核点时段是可疑调节时段。

进一步的，所述基于各指标下该稽查考核点是否是可疑调节时段的判断结果，判断是否存在调节过程异常，包括：

如果稽查考核点存在任意两个指标下都认为该稽查考核时段为一个可疑调节时段，则判断存在调节过程异常问题。

相应的，本发明还提供了一种负荷侧资源参与电网控制过程数据稽查系统，包括：

数据获取模块，用于获取参与电网控制过程的负荷侧资源的历史采样数据，所述采样数据包括实际功率和控制目标；

历史指标计算模块，用于基于历史采样数据，计算得到每个固定间隔的响应过程指标，所述响应过程指标包括响应相关性指标、响应距离性指标和响应过程相似性指标；

概率分布计算模块，用于基于每个固定间隔的响应过程指标，计算得到每个时段的响应过程指标；累计历史所有时段的响应过程指标，计算得到每个时段的每个指标的概率分布曲线；

稽查指标计算模块，用于以待稽查考核时间所对应的固定间隔作为稽查考核点，计算稽查考核点的响应过程指标；

稽查判断模块，用于基于稽查考核点的响应过程指标与稽查考核点所属时段的概率分布曲线的对比，判断各指标下该稽查考核点是否是可疑调节时段；

以及，稽查结果确定模块，用于基于各指标下该稽查考核点是否是可疑调节时段的判断结果，判断是否存在调节过程异常。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明实现了负荷侧资源参与主站控制调节过程数据真实性的稽查方法，确保负荷侧资源参与主站控制过程和效果真实、可靠，支撑负荷侧资源参与电网统一调峰调频辅助服务市场。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1是负荷侧自动参与主站agc控制架构示意图。

具体实施方式

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。

本发明针对负荷侧资源侧参与主站控制后调节效果的真实性问题，提出负荷侧资源参与主站控制调节过程和调节效果的数据真实性的稽查方法，确保公平、有序开展负荷侧资源参与主站控制，支撑负荷侧资源参与电网统一调峰调频辅助服务市场。

实施例1

本发明的一种负荷侧资源参与电网控制过程数据稽查方法，负荷侧自动参与主站agc控制架构如图1所示，如图1所示，将负荷侧资源聚合后等效成一个负荷侧资源虚拟机组，该虚拟机组的调节过程是负荷聚合商控制单个负荷侧资源来实现的，最终实现响应电网调峰控制需求。

数据稽查主要步骤包括：

步骤1)对参与电网控制过程(主站控制)的负荷侧资源对象，在电网主站agc中以虚拟机组方式进行建模。然后按照每3秒一个采样点，每分钟共20个数据采样点记录负荷侧资源虚拟机组的主站控制投入状态、控制模式、实际功率和控制目标，并将采集到的采样数据写入历史采样文件。

所述主站控制投入状态是虚拟机组是否投入agc主站闭环控制的一个遥信状态，0或1。控制模式包括当地模式、离线模式、自动模式和计划模式等。

步骤2)对于记录在历史采样文件中的历史采样数据，以某个固定间隔(例如一般负荷控制计划15分钟)为一个整体间隔，计算负荷侧资源的响应过程指标，如步骤3)所述。

如果在该15分钟内有超过一定时间长度(例如1分钟)主站控制投入状态为“分”或控制模式不为“自动控制”的，认为该时段负荷侧资源未参与电网闭环控制，记为无效时段，不计算响应过程指标。

步骤3)负荷侧资源的响应过程指标分为三个指标：响应相关性指标r，响应距离性指标d和响应过程相似性指标l。

各个指标的详细定义如下：

(31)响应相关性指标r是以15分钟数据采样值为基础，将每15分钟数据采样点构成一个数据序列，计算负荷侧资源响应主站控制的实际功率和控制目标两个序列的相关性，如式(1)所示：

式中：xi，yi分别为负荷侧资源的实际功率和控制目标采样数据，为两个序列的平均值，n为采样点数。

(32)响应距离性指标d是以15分钟数据采样点为基础，先根据负荷侧资源上报其理想跟踪曲线，主站根据这个理想跟踪曲线计算负荷侧资源实际功率与理想跟踪功率的欧式距离，计算公式如下：

式中：xi为负荷侧资源的实际功率数据，yi是根据理想跟踪曲线虚拟得出的理想跟踪功率；n为采样点数。

(33)响应过程相似性指标l是以15分钟数据采样点为基础，以每5分钟作为计算时段间隔，分别计算任意两个5分钟之间的实际功率采样数据序列的相关性(总共有3个相关性值)，将三个相关性值的平均值作为该15分钟时段的响应过程相似性指标。

步骤4)在计算负荷侧资源响应主站控制过程三个指标结果的基础上，按照每小时统计负荷侧资源响应主站控制的整体性平均性指标。

其中：rh、dh、lh分别每小时负荷侧资源响应主站控制的响应相关性指标，响应距离性指标和响应相似性指标，ri、di、li分别为1小时内第i个15分钟时段间隔的响应相关性指标，响应距离性指标和响应相似性指标。

步骤5)将每天24个小时根据电网实际运行过程分为三个时段，分别为爬坡时段(例如9:00-12:00)、下坡时段(15:00-18:00)和平峰时段(其余时段)。按照不同时段分别计算对应时段内负荷侧资源的响应相关性指标，响应距离性指标和响应过程相似性指标(即时段平均值)。

步骤6)基于历史采样数据，计算各个时段的三个相关指标作为基础数据，累计历史所有相关指标计算结果，按照概率分布计算得到每个时段的每个相关指标的概率分布曲线。

即得到爬坡时段的响应相关性指标的概率分布曲线，爬坡时段的响应距离性指标的概率分布曲线，爬坡时段的响应过程相似性指标的概率分布曲线，下坡时段的响应相关性指标的概率分布曲线，下坡时段的响应距离性指标的概率分布曲线，下坡时段的响应过程相似性指标的概率分布曲线，平峰时段的响应相关性指标的概率分布曲线，平峰时段的响应距离性指标的概率分布曲线，平峰时段的响应过程相似性指标的概率分布曲线，共9个概率分布曲线。将超过概率95％的列为告警门槛。

步骤7)负荷侧资源参与电网控制调节数据稽查过程如下：

(71)以待稽查考核时间所对应的15分钟固定间隔作为稽查考核点(例如稽查考核时间是14分则选取0-15分钟时段，稽查考核时间是20分则选取15-30分钟时段)，分别计算稽查考核点的响应相关性指标r，响应距离性指标d和响应过程相似性指标l。

(72)当稽查考核点的响应相关性指标r位于稽查考核点所属时段的响应相关性指标的概率分布某个门槛(例如95％)以外时，认为是可疑调节过程，即认为在响应相关性指标下该稽查考核点是可疑调节时段。

(73)当稽查考核点的响应距离性指标d位于稽查考核点所属时段的响应距离性指标的概率分布某个门槛(例如95％)以外时，认为是可疑调节过程，即认为在响应距离性指标下该稽查考核点是可疑调节时段。

(74)当稽查考核点的响应过程相似性指标l位于稽查考核点所属时段的响应过程相似性指标的概率分布某个门槛(例如95％)以外时，认为是可以调节过程，即认为在响应过程相似性指标下该稽查考核点是可疑调节时段。

步骤8)根据上述三个指标的稽查结果，如果该稽查考核点存在任意两个指标都认为该稽查考核点为一个可疑调节时段，则判断存在调节过程异常问题。

当判断存在调节过程异常时，在实际控制中，还需要配合人工核查。例如列出该可疑调节时段的虚拟机组名称、控制时段和控制目标，再向负荷聚合商调取指定时段所有参与主站调节的单体负荷基础数据(包括控制目标和实际出力数据)，再基于主站采集数据和单体负荷基础数据累加进行最后校核(将各个单体累加得到的出力总和跟聚合商上送的出力总和对比)，确认是否存在调节过程异常问题。如果单体累加的总出力与聚合商上送的总出力差别很大，就说明聚合商对上送的数据造假，就可以认为这个调节过程异常。

本发明实现了针对数量多、容量下、分散式的负荷侧资源聚合参与电网调峰控制、电网主站无法实时获取所有参与调节负荷实时量测数据的运行现状，提出负荷侧资源参与主站控制调节过程和调节效果的数据真实性的稽查方法，确保负荷侧资源参与主站控制过程和效果真实可靠，支撑负荷侧资源参与电网统一调峰调频辅助服务市场。

实施例2

相应的，本发明的一种负荷侧资源参与电网控制过程数据稽查系统，包括：

数据获取模块，用于获取参与电网控制过程的负荷侧资源的历史采样数据，所述采样数据包括实际功率和控制目标；

历史指标计算模块，用于基于历史采样数据，计算得到每个固定间隔的响应过程指标，所述响应过程指标包括响应相关性指标、响应距离性指标和响应过程相似性指标；

概率分布计算模块，用于基于每个固定间隔的响应过程指标，计算得到每个时段的响应过程指标；累计历史所有时段的响应过程指标，计算得到每个时段的每个指标的概率分布曲线；

稽查指标计算模块，用于以待稽查考核时间所对应的固定间隔作为稽查考核点，计算稽查考核点的响应过程指标；

稽查判断模块，用于基于稽查考核点的响应过程指标与稽查考核点所属时段的概率分布曲线的对比，判断各指标下该稽查考核点是否是可疑调节时段；

以及，稽查结果确定模块，用于基于各指标下该稽查考核点是否是可疑调节时段的判断结果，判断是否存在调节过程异常。

本发明系统的各个模块的具体实现方案参见上述方法的具体实现过程。

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型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。