一种发电机组一次调频补偿能力动态预测方法与流程

[0001]
本发明涉及发电机组调频补偿能力预测领域，具体是一种发电机组一次调频补偿能力动态预测方法。


背景技术：

[0002]
各机组并网运行时，受外界负荷变动影响，电网频率发生变化。各机组的调节系统参与调节作用，改变各机组所带的负荷，使之与外界负荷相平衡，同时还尽力减少电网频率的变化，这一过程即为一次调频。一次调频响应迅速，能快速纠正电网频率，是保证电网安全运行的重要手段。目前，山东电网火电所占比例越来越小，且直流炉机组越来越多，而增加部分如核电、特高压输入电量、风电等调频能力有限，因此准确预测未来一段时间内的一次调频补偿能力，能为电网的安全稳定运行提供有力支撑。
[0003]
目前电网调度控制中心定期对并网开机机组进行固定频差的一次调频远程试验，将试验结果与理论补偿值进行比较，验证其一次调频能力是否符合要求。现在的一次调频远程试验能够验证某一次调频能力是否符合要求，但是不能根据一次调频远程试验预测调频补偿能力。


技术实现要素：

[0004]
本发明要解决的技术问题是提供一种调频补偿能力动态预测方法，本方法依据一次调频远程测试结果，对试验数据进行分类整理及预处理，按照工况相近原则采用欧氏距离预测一次调频发生后不同的频差下各机组及全网的调频量动态变化过程，便于调度人员掌握发电机组的调频能力，支撑电网调度安全运行。
[0005]
为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种发电机组一次调频补偿能力动态预测方法，包括以下步骤：s01）、历史数据采集，采集单台发电机组一次调频试验的所有历史数据，所述历史数据包括一次调频试验动作前的有功功率、主控指令、主汽压力、试验频差及一次调频试验开始后机组的60s一次调频补偿曲线，并按照历史频差和目标频差的关系对一次调频补偿曲线进行折算，折算后的一次调频补偿曲线与采集的其他数据组成历史矩阵；当前时刻之前的所有一次调频试验数据为本步骤采集的所有历史数据，如果历史数据为空，则使用理论补偿曲线作为单台发电机组目标频差下的一次调频补偿曲线，如果历史数据不为空，则继续进行步骤s02；s02）、数据标幺，将历史矩阵中有功功率、主控指令、主汽压力进行标幺，标幺后的有功功率、主控指令、主汽压力组成标准位置矩阵a；s03）、实时数据采集与标幺，采集单台发电机组的实时有功功率、主控指令、主汽压力，并将有功功率、主控指令和主汽压力进行标幺，组成矩阵b；s04）、计算单台发电机组目标频差下的一次调频补偿曲线；计算矩阵a到矩阵b的距离，得到距离集合r，判断距离集合r中元素个数是否小于k，如
果小于k，则取r中全部值，如果大于k，则取r中最小的k个值，然后取出这些值对应的折算后的一次调频补偿曲线，取k个或r中全部元素个数的折算后的一次调频补偿曲线均值作为发电机组目标频差下的一次调频补偿曲线；s05）、计算全网机组一次调频补偿曲线，取全网发电机组一次调频补偿曲线的和作为全网最终一次调频补偿曲线。
[0006]
进一步的，步骤s01中，按照历史试验频差和目标频差的关系对一次调频补偿曲线进行折算的过程为：第n秒补偿量折算值=（第n秒有功功率-第0秒有功功率）*（|目标频差|-0.033）/（|试验频差|-0.033）；折算后第0s到第60s秒的补偿值就组成了折算后一次调频补偿曲线；第n秒有功功率折算值=第0秒有功功率+第n秒补偿量折算值。
[0007]
进一步的，步骤s01中，理论补偿曲线的计算过程为：首先计算理论补偿值：，其中f表示目标频差，pe表示发电机组额定功率；其次规定不同秒数的理论补偿值，第0秒取理论补偿值的0%，第3秒取理论补偿值的10%，第15秒取理论补偿值的75%，第30秒取理论补偿值的90%，第45秒取理论补偿值的100%，第60秒取理论补偿值的100%；最后将第0秒、第3秒、第15秒、第30秒、第45秒、第60秒的理论补偿值连线构成理论补偿曲线。
[0008]
进一步的，步骤s04中，计算单台发电机组目标频差下一次调频补偿曲线时，判断是否需要从当前目标频差折算到其他频差，如果是，则进行折算，折算过程为：第n秒补偿量折算值=第n秒补偿量*|目标频差|/|试验频差|，其中试验频差即为当前的目标频差，目标频差即为要折算到的其他频差；折算后第0s到第60s秒的补偿值就组成了目标频差下一次调频补偿曲线。
[0009]
进一步的，所述主控指令决定汽轮机调门开度。
[0010]
进一步的，目标频差为0.1hz。
[0011]
进一步的，发电机组为火电机组或者核电机组。
[0012]
进一步的，k=3。
[0013]
进一步的，步骤s04中，计算矩阵a到矩阵b的欧氏距离。
[0014]
本发明的有益效果：本发明根据各机组的历史表现，预测一次调频发生后机组调频量动态变化过程，便于调度直观了解发电机组当前动态响应一次调频的能力，对电网调度运行具有重要的指导意义。本发明把主控指令、主汽压力、有功功率作为主要影响因素计算，但实际可不限于这些因素，其他因素在进行折算和标幺后亦可加入该计算方法。
附图说明
[0015]
图1为一次调频补偿能力预测流程图。
具体实施方式
[0016]
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0017]
实施例1本实施例公开一种发电机组一次调频补偿能力动态预测方法。
[0018]
发电机组一次调频补偿能力主要考虑以下因素：（1）、汽轮机调门开度的影响：根据汽轮机调门当前开度位置、汽轮机调门开度和有功功率的线性对应关系，发电机组一次调频出力受调门实际出力的最大开度的限制，汽轮机调门开度由主控指令决定。
[0019]
（2）、主蒸汽压力、主蒸汽温度的影响：发电机组主参数如主蒸汽压力、主蒸汽温度明显超过机组允许范围后，机组自身控制策略会进行保护，限制一次调频出力继续增加。
[0020]
本实施例中使用到的名词解释计算方法如下：第n秒补偿量：一次调频远程试验开始前1秒记为第0秒，试验信号下发开始试验记为第1秒。第n秒补偿量即为试验开始后第n秒发电机组的一次调频补偿量。
[0021]
理论补偿值：，其中f表示目标频差，pe表示发电机组额定功率。
[0022]
理论补偿曲线：根据一次调频验收动态指标，本实施例中理论补偿曲线动态响应过程规定如下：第0秒取理论补偿值的0%。
[0023]
第3秒取理论补偿值的10%。
[0024]
第15秒取理论补偿值的75%。
[0025]
第30秒取理论补偿值的90%。
[0026]
第45秒取理论补偿值的100%。
[0027]
第60秒取理论补偿值的100%。
[0028]
将第0秒、第3秒、第15秒、第30秒、第45秒、第60秒的理论补偿值连线构成理论补偿曲线。
[0029]
如图1所示，本实施例所述发电机组一次调频补偿能力动态预测方法包括以下步骤：s01）、历史数据采集，采集单台发电机组一次调频试验的所有历史数据，所述历史数据包括一次调频试验动作前的有功功率、主控指令、主汽压力、试验频差及一次调频试验开始后机组的60s一次调频补偿曲线，并按照历史频差和目标频差的关系对一次调频补偿曲线进行折算，折算后的一次调频补偿曲线与采集的其他数据组成历史矩阵；当前时刻之前的所有一次调频试验数据为本步骤采集的所有历史数据，如果历史数据为空，则使用理论补偿曲线作为单台发电机组目标频差下的一次调频补偿曲线，如果历史数据不为空，则继续进行步骤s02；s02）、数据标幺，将历史矩阵中有功功率、主控指令、主汽压力进行标幺，标幺后的有功功率、主控指令、主汽压力组成标准位置矩阵a；s03）、实时数据采集与标幺，采集单台发电机组的实时有功功率、主控指令、主汽压力，
并将有功功率、主控指令和主汽压力进行标幺，组成矩阵b；s04）、计算单台发电机组目标频差下的一次调频补偿曲线；计算矩阵a到矩阵b的距离，得到距离集合r，判断距离集合r中元素个数是否小于3，如果小于3，则取r中全部值，如果大于3，则取r中最小的3个值，然后取出这些值对应的折算后的一次调频补偿曲线，取3个或r中全部元素的折算后的一次调频补偿曲线均值作为发电机组目标频差下的一次调频补偿曲线；s05）、计算全网机组一次调频补偿曲线，取全网发电机组一次调频补偿曲线的和作为全网一次调频补偿曲线。
[0030]
通常一次调频远程试验的测试频差会选择在0.1hz附近，单台发电机组一次调频补偿能力预测可将目标频差设定为0.1hz，优先计算和展示0.1hz典型频差下一次调频补偿能力。
[0031]
步骤s01中，按照历史试验频差和目标频差的关系对一次调频补偿曲线进行折算的过程为：第n秒补偿量折算值=（第n秒有功功率-第0秒有功功率）*（|目标频差|-0.033）/（|试验频差|-0.033）；折算后第0s到第60s秒的补偿值就组成了折算后一次调频补偿曲线；第n秒有功功率折算值=第0秒有功功率+第n秒补偿量折算值。
[0032]
步骤s04中，计算单台发电机组目标频差下一次调频补偿曲线时，判断是否需要从当前目标频差折算到其他频差，如果是，则进行折算，折算过程为：第n秒补偿量折算值=第n秒补偿量*|目标频差|/|试验频差|，其中试验频差即为当前的目标频差（0.1hz），目标频差即为要折算到的其他频差；折算后第0s到第60s秒的补偿值就组成了目标频差下一次调频补偿曲线。
[0033]
本实施例中，发电机组可以为火电机组或者核电机组。
[0034]
步骤s04中，计算矩阵a到矩阵b的欧氏距离。
[0035]
本发明基于一次调频远程测试结果，对试验数据进行分类整理及预处理，按照工况相近原则采用欧氏距离预测一次调频发生后不同的频差下各机组及全网的调频量动态变化过程，便于调度人员掌握发电机组的调频能力，支撑电网调度安全运行。
[0036]
以上描述的仅是本发明的基本原理和优选实施例，本领域技术人员根据本发明做出的改进和替换，属于本发明的保护范围。