一种互联电网区域间有功功率自动支援方法与流程

本发明涉及一种互联电网区域间有功功率自动支援方法，属于电力系统技术领域。

背景技术：

目前我国各互联大电网一般采用两级控制结构，由分中心调度机构负责区域电网的频率控制和考核，区域电网各个省级控制分别构成省级独立子控制区，各子控制区一般采用tbc(tie-lineandbiaserrorcontrol，联络线频率偏差控制)模式进行控制。当省级控制区采用tbc模式时，在控制区频率偏差系数b系数设置为电网实际的自然频率系数时，各个控制区的ace(areacontrolerror，区域控制偏差)能够准确反映本控制区的发用电不平衡，上级调度机构能够通过控制区的ace准确对各子控制区的控制行为进行评价。

当互联电网中各省级控制区都采用tbc控制模式时，当区内某控制区发生大机组跳闸等大功率缺少扰动时，发生扰动的控制区的ace能够正确反映本控制区的功率不平衡量，而互联电网内部与之相邻的控制区由于采用tbc模式，对区外故障只能通过本控制区机组的一次调频对发生扰动的控制区进行功率支援，甚至当区域频率偏差系数(b系数)设置不合理时，本控制区ace与电网频率相反(例如电网频率偏低，而本控制区b系数设置偏导致ace为正，要求减出力)，导致反向调功率节，进一步恶化电网频率。如果发生故障的省级控制区由于备用不足或agc出现异常故障无法对调管范围内的机组进行有效控制时，将导致电网频率长时间无法恢复。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种互联电网区域间有功功率自动支援方法，解决现有技术中电网频率无法快速恢复的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种互联电网区域间有功功率自动支援方法，所述方法包括：

对于具备分部调度中心与省级控制区两级调度实时数据交互的区域电网：当区域电网的电网频率偏差超出设定支援限值时，则根据电网频率偏差计算有功功率支援总量，并将有功功率支援总量分配至参与支援的省级控制区，通过修改参与支援的省级控制区的交换计划，达到修改参与支援的省级控制区的ace的目的，实现互联电网区域间的有功功率自动支援；

对于不具备分部调度中心与省级控制区两级调度实时数据交互的区域电网：根据电网频率偏差所处区间不同，采取不同的省级控制区ace计算方法，根据省级控制区的ace进行互联电网区域间的有功功率自动支援。

进一步的，对于具备分部调度中心与省级控制区两级调度实时数据交互的区域电网：

当区域电网的电网频率偏差未超出设定支援限值时，由分部调度中心按照tbc模式自动计算各省级控制区的ace，再通过遥测转发方式将各省级控制区的ace实时发送到相应的省级控制区，由省级控制区agc对ace进行控制。

进一步的，根据公式(1)所示的计算公式计算获取有功功率支援总量：

δp＝br×δf(1)

式中：δp为有功功率支援总量；br为互联电网的频率偏差系数；δf为电网频率偏差。

进一步的，按照公式(2)所示的计算公式计算有功功率支援总量分配至参与支援的省级控制区的分配量：

式中：δpi为参与支援的第i个省级控制区的分配量；ki为参与支援的第i个省级控制区的分配系数；n为参与支援的省级控制区的总个数。

进一步的，对于具备分部调度中心与省级控制区两级调度实时数据交互的区域电网，当电网频率恢复至恢复死区时，将参与支援的省级控制区的分配量修改为0，有功功率自动支援结束。

进一步的，对于不具备分部调度中心与省级控制区两级调度实时数据交互的区域电网：

当电网频率偏差处于[0，0.03]hz时，省级控制区按照tbc模式计算ace。

进一步的，对于不具备分部调度中心与省级控制区两级调度实时数据交互的区域电网：

当电网频率偏差处于(0.03，0.05]hz时，省级控制区按照公式(3)计算ace：

式中：if为ace的频率分量，if＝bp×δf，bp为省级控制区的频率偏差系数，δf为电网频率偏差；it为联络线交换功率分量，it＝treal-tsche，treal为省级控制区实际交换功率，tsche为省级控制区计划交换功率。

进一步的，对于不具备分部调度中心与省级控制区两级调度实时数据交互的区域电网：

当电网频率偏差处于(0.05，∞)hz时，省级控制区按照公式(4)计算ace：

ace＝bp'×δf(4)

式中：bp'为省级控制区频率偏差系数的修正值，取1.2-1.5倍的bp；δf为电网频率偏差。

进一步的，对于不具备分部调度中心与省级控制区两级调度实时数据交互的区域电网，当电网频率恢复至恢复死区时，采用标准的tbc控制模式的ace计算方法计算省级控制区的ace，有功功率自动支援结束。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：对于具备分部调度中心与省级控制区两级调度实时数据交互的区域电网，由分部调度中心agc统一组织全网各省级控制区进行自动支援，针对不同的频率偏差分量，得到全网该频率偏差分量下新的频率偏差系数，能够更加准确调用合适电网的备用进行支援，实现电网频率快速恢复；对于不具备分部调度中心与省级控制区两级调度实时数据交互的区域电网，根据电网频率偏差大小分成不同的频率控制区，根据不同的频率控制区，ace采用不同的分量计算方法，通过突出电网频率分量的方法，使得agc控制中更能体现出电网频率控制目标。

附图说明

图1是本发明实施例提供的具备分部调度中心与省级控制区两级调度实时数据交互功能的电力系统结构示意图；

图2是本发明实施例提供的不具备分部调度中心与省级控制区两级调度实时数据交互功能的电力系统结构示意图；

图3是本发明实施例提供的电网频率偏差分段示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种互联电网区域间有功功率自动支援方法，对于具备分部调度中心与省级控制区两级调度实时数据交互的区域电网：当区域电网的电网频率偏差超出设定支援限值时，则根据电网频率偏差计算有功功率支援总量，并将有功功率支援总量分配至参与支援的省级控制区，通过修改参与支援的省级控制区的交换计划，达到修改参与支援的省级控制区的ace的目的，实现互联电网区域间的有功功率自动支援；对于不具备分部调度中心与省级控制区两级调度实时数据交互的区域电网：根据电网频率偏差所处区间不同，采取不同的省级控制区ace计算方法，根据省级控制区的ace进行互联电网区域间的有功功率自动支援。本发明实施例提供的互联电网区域间有功功率自动支援方法，能够更加准确调用合适电网的备用进行支援。

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。

如图1、图2所示，首先应在分部调度中心(以下简称分调)agc应用中建立一个主控制区域，实施分调整体区域的有功控制，主控制区域的控制目标为维持电网的频率在控制范围内，或为维持本控制区域与其他相邻控制区域交换功率为给定计划值，或上述两个控制目标同时满足；然后在分调agc中再建立分调调管范围内的所有省级控制区控制模型，省级控制区模型只包括频率模型和联络线模型，要求每个省级控制区采用同一个频率量测测点，联络线量测模型和联络线计划模型都统一采用输出为正的建模方法。

对于具备分部调度中心与省级控制区两级调度实时数据交互的区域电网，如图1所示，采用两级实时协调的方式实现自动支援，具体包括如下步骤：

31)在正常情况下，由分部调度中心按照tbc(tie-linebiascontrol,联络线偏差控制)模式自动计算各个省级控制区的ace(areacontrolerror,区域控制偏差)，再通过遥测转发将各省级控制区的ace实时发送到相应省级控制区，由省级控制区agc对ace进行控制；

32)当区域电网中某省级控制区发生大功率扰动，导致电网频率偏差超出设定支援限值时(例如：低频时电网频率低于49.93hz，高频时电网频率高于50.07hz)时，分调调度自动启动频率支援控制策略。

33)分调首先根据电网频率偏差量计算有功功率支援总量，即

δp＝br×δf(1)

式中：δp为有功功率支援总量；br为互联电网的频率偏差系数；δf为电网频率偏差。

34)基于有功功率支援总量，再按照全网除扰动发生区域外的负荷总量或调节裕度总量，按比例分配得到参与支援的省级控制区的分配量：

式中：δpi为参与支援的第i个省级控制区的分配量；ki为参与支援的第i个省级控制区的分配系数；n为参与支援的省级控制区的总个数。

35)将参与支援的省级控制区的分配量作为计划偏置量，叠加到相应省级控制区的交换计划上，通过修改计划的方式，间接修改参与支援的省级控制区的ace，再将ace下发到各个省调进行实时控制，最终实现相邻省级控制区对被扰动省级控制区的自动支援，同时利用修改后的ace对各个省级控制区进行考核。

36)当电网频率恢复至恢复死区时，将参与支援的省级控制区的分配量修改为0，有功功率自动支援结束。

对于不具备分部调度中心与省级控制区两级调度实时数据交互的区域电网，如图2所示，采用省级电网根据电网频率自动支援的控制策略，根据电网频率偏差所处区间不同，采取不同的省级控制区ace计算方法，根据省级控制区的ace进行互联电网区域间的有功功率自动支援。

如图3所示，是本发明实施例提供的电网频率偏差分段示意图，可以将电网频率偏差分为3段，第一段为频率波动区，电网频率偏差的取值范围是[0，0.03]hz；第二段为频率警戒区，电网频率偏差的取值范围是(0.03，0.05]hz；第三段为频率紧急区，电网频率偏差的取值范围是(0.05，∞)hz。

当电网频率偏差处于频率波动区时，省级控制区按照tbc模式的ace计算公式进行计算调节需求，认为电网频率处于正常波动状态，其他控制区不需要进行针对性的进行功率自动支援；

当电网频率偏差处于频率警戒区时，此时非扰动控制区ace的计算公式(3)和(4)所示：

if＝b×δf,it＝treal-tsche(3)

式中：if为ace的频率分量，if＝b×δf，if＝bp×δf，bp为省级控制区的频率偏差系数，δf为电网频率偏差；it为联络线交换功率分量，it＝treal-tsche，treal为省级控制区实际交换功率，tsche为省级控制区计划交换功率。

式(4)表明，当电网频率处于警戒区时，如果联络线交换功率分量与频率分量相反时，不考虑联络线交换功率分量；如果频率分量与联络线交换功率分量同向时，ace中同时考虑频率分量和联络线交换功率分量。

当电网频率偏差处于频率紧急区时，省级控制区ace的计算公式为：

ace＝bp'×δf(5)

式中：bp'为省级控制区频率偏差系数的修正值，可取1.2-1.5倍的bp；δf为电网频率偏差。bp'在正常b系数基础上进行放大，主要体现出当电网发生较大频率波动时，通过ace计算分量的变化，体现出全网频率支援控制策略。

当电网频率恢复至恢复死区时，ace计算采用标准tbc控制模式的ace计算方法，自动功率支援结束。

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形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。