一種基于動(dòng)態(tài)ace的區(qū)域電網(wǎng)一次調(diào)頻能力評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種區(qū)域電網(wǎng)一次調(diào)頻能力評(píng)價(jià)方法，特別是關(guān)于一種基于動(dòng)態(tài) ACE (Area Control Error，區(qū)域控制偏差）的區(qū)域一次調(diào)頻能力評(píng)價(jià)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 調(diào)頻是互聯(lián)電網(wǎng)不可缺少的一部分，對(duì)其安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，各類調(diào)頻方式 在不同時(shí)間尺度上相互配合以保證電網(wǎng)頻率保持相對(duì)穩(wěn)定（50±0. 2Hz)。其中，一次調(diào)頻 作為頻率調(diào)整的"第一道防線"，承擔(dān)著快速補(bǔ)充（吸收）有功功率，遏制電網(wǎng)頻率大幅變 化的重要任務(wù)。在大擾動(dòng)發(fā)生時(shí)，若一次調(diào)頻未及時(shí)足量響應(yīng)故障，會(huì)引起頻率質(zhì)量大幅降 低，嚴(yán)重時(shí)電網(wǎng)會(huì)啟用低頻減載，造成電網(wǎng)解列甚至崩潰事故，帶來巨大損失。在擾動(dòng)最初 時(shí)期，區(qū)域一次調(diào)頻動(dòng)作對(duì)于遏制頻率波動(dòng)意義重大，區(qū)域內(nèi)各機(jī)組的啟動(dòng)速度、爬坡速率 直接關(guān)系該區(qū)域能否有效控制頻率波動(dòng)，完成一次調(diào)頻任務(wù)。因此，監(jiān)督評(píng)價(jià)區(qū)域一次調(diào)頻 能力對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的安全性意義重大。
[0003] 在我國(guó)，二次頻率調(diào)節(jié)是有償服務(wù)，而一次頻率調(diào)節(jié)是發(fā)電機(jī)組的必備服務(wù)而不 予補(bǔ)償。正是由于二代標(biāo)準(zhǔn)對(duì)一次調(diào)節(jié)能力評(píng)價(jià)與考核的薄弱，使得被評(píng)價(jià)對(duì)象不愿提供 一次調(diào)節(jié)服務(wù)而將其功能閉鎖（電液控制可方便閉鎖一次調(diào)節(jié)功能），從而造成電網(wǎng)頻率 控制水平隨著機(jī)組控制手段提高反而下降的現(xiàn)象。另外電力生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過程中，區(qū)域各機(jī)組 參與一次調(diào)頻的情況可能會(huì)因機(jī)器老化、機(jī)械故障等因素影響，導(dǎo)致響應(yīng)不及時(shí)、響應(yīng)不足 量甚至無響應(yīng)的情況。這類非人為因素也會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)實(shí)一次調(diào)頻情況與既定發(fā)電調(diào)頻計(jì)劃不 同，造成一次調(diào)頻服務(wù)質(zhì)量差的情形。
[0004] 近幾年來，緊密"三華"電網(wǎng)的形成、三峽與西北大能源基地的功率外送，使得區(qū)域 (?。╇娋W(wǎng)間的相互影響更為嚴(yán)重，也更為頻繁；東北電網(wǎng)與主網(wǎng)直流連接后，因失去主網(wǎng) 支持，頻率質(zhì)量明顯降低；這些均要求更為先進(jìn)、更有針對(duì)性的互聯(lián)電網(wǎng)運(yùn)行控制性能評(píng)價(jià) 標(biāo)準(zhǔn)。而堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)的逐步開展、節(jié)能減排工作的逐步推行、電力市場(chǎng)化進(jìn)程的逐步 深化、國(guó)家電網(wǎng)精細(xì)化管理的全面鋪開等也對(duì)評(píng)價(jià)工作提出了新的要求。
[0005] 綜上，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)既不適合現(xiàn)有的頻率調(diào)節(jié)管理現(xiàn)狀，也不能提供清晰的經(jīng)濟(jì)信號(hào)， 缺乏對(duì)一次調(diào)頻的監(jiān)管。這既不利于電網(wǎng)安全運(yùn)行，也不利于調(diào)動(dòng)被評(píng)價(jià)對(duì)象的積極性，已 不能滿足精細(xì)評(píng)價(jià)的要求。需要對(duì)區(qū)域整體一次調(diào)頻響應(yīng)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)和監(jiān)管。區(qū)域一次 調(diào)頻真實(shí)的響應(yīng)情況，體現(xiàn)該區(qū)域電網(wǎng)在整個(gè)互聯(lián)電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)是否完成電網(wǎng)公司所規(guī) 定其所應(yīng)承擔(dān)的安全責(zé)任。
[0006] 現(xiàn)有對(duì)一次調(diào)頻評(píng)價(jià)的研宄只停留在評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)各機(jī)組一次調(diào)頻，而缺少對(duì)互聯(lián) 電網(wǎng)各區(qū)域整體一次調(diào)頻情況的評(píng)價(jià)和監(jiān)管?，F(xiàn)階段對(duì)區(qū)域真實(shí)一次調(diào)頻響應(yīng)難以監(jiān)管的 問題，使得電網(wǎng)公司在故障發(fā)生后，難以判斷各區(qū)域電網(wǎng)是否按規(guī)定責(zé)任量承擔(dān)調(diào)頻任務(wù)， 完成安全生產(chǎn)任務(wù)。故亟需加強(qiáng)對(duì)區(qū)域電網(wǎng)整體一次調(diào)頻的評(píng)價(jià)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于動(dòng)態(tài)ACE的區(qū)域電網(wǎng)一次調(diào)頻能力 評(píng)價(jià)方法，以此規(guī)范互聯(lián)電網(wǎng)各區(qū)域的一次調(diào)頻無償服務(wù)質(zhì)量。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方法：一種基于動(dòng)態(tài)ACE的區(qū)域電網(wǎng)一次 調(diào)頻能力評(píng)價(jià)方法，其包括以下步驟：1)收集故障數(shù)據(jù)，該故障數(shù)據(jù)包括故障發(fā)生區(qū)域的 負(fù)荷擾動(dòng)和故障發(fā)生區(qū)域；其中故障區(qū)域總?cè)萘繛镻g，該區(qū)域的負(fù)荷擾動(dòng)為ΔΡ1，且該負(fù) 荷擾動(dòng)ΛΡ1占故障區(qū)域總?cè)萘縋g的百分比為K，其為常數(shù)；2)確定互聯(lián)電網(wǎng)各區(qū)域參數(shù) 及區(qū)域互聯(lián)情況，其中區(qū)域參數(shù)包括該區(qū)域包含機(jī)組類型及每一類型對(duì)應(yīng)的臺(tái)數(shù)，每一臺(tái) 機(jī)組的調(diào)頻死區(qū)、調(diào)差系數(shù)、最大負(fù)荷限值和一次調(diào)頻責(zé)任量；區(qū)域互聯(lián)情況包括每一個(gè)區(qū) 域與哪些區(qū)域互聯(lián)；根據(jù)互聯(lián)電網(wǎng)各區(qū)域參數(shù)及區(qū)域互聯(lián)情況搭建實(shí)物仿真模型；3)取故 障區(qū)域總?cè)萘縋g的m%，且10彡m彡30，即Δ Pll = m% Pg作為負(fù)荷擾動(dòng)加入故障區(qū)域， 并測(cè)試待評(píng)價(jià)區(qū)域分別在電網(wǎng)公司規(guī)定能夠達(dá)到的一次調(diào)頻責(zé)任量Pr、9 0 % Pr、8 0 % Pr、 70% Pr、60% Pr和50% Pr時(shí)，得到其在該負(fù)荷擾動(dòng)下的動(dòng)態(tài)ACE曲線，并在該動(dòng)態(tài)ACE曲 線中，找出加權(quán)積分動(dòng)態(tài)ACE第一次到峰值標(biāo)桿ACE :QAeE(l、QAeE1、QAeE2、QAeE3、Q AeE4和Q AeE5;4) 計(jì)算故障區(qū)域的負(fù)荷擾動(dòng)為Δ Pl時(shí)，待評(píng)價(jià)區(qū)域的加權(quán)積分動(dòng)態(tài)ACE :QAeE^f Q AeE按照公式
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于動(dòng)態(tài)ACE的區(qū)域電網(wǎng)一次調(diào)頻能力評(píng)價(jià)方法，其包括以下步驟： 1) 收集故障數(shù)據(jù)，該故障數(shù)據(jù)包括故障發(fā)生區(qū)域的負(fù)荷擾動(dòng)和故障發(fā)生區(qū)域；其中故 障區(qū)域總?cè)萘繛镻g，該區(qū)域的負(fù)荷擾動(dòng)為ΔΡ1，且該負(fù)荷擾動(dòng)ΛΡ1占故障區(qū)域總?cè)萘縋g 的百分比為K，其為常數(shù)； 2) 確定互聯(lián)電網(wǎng)各區(qū)域參數(shù)及區(qū)域互聯(lián)情況，其中區(qū)域參數(shù)包括該區(qū)域包含機(jī)組類型 及每一類型對(duì)應(yīng)的臺(tái)數(shù)，每一臺(tái)機(jī)組的調(diào)頻死區(qū)、調(diào)差系數(shù)、最大負(fù)荷限值和一次調(diào)頻責(zé)任 量；區(qū)域互聯(lián)情況包括每一個(gè)區(qū)域與哪些區(qū)域互聯(lián)；根據(jù)互聯(lián)電網(wǎng)各區(qū)域參數(shù)及區(qū)域互聯(lián) 情況搭建實(shí)物仿真模型； 3) 取故障區(qū)域總?cè)萘縋g的m%，且10彡m彡30,即Δ Pll =m% Pg作為負(fù)荷擾動(dòng)加 入故障區(qū)域，并測(cè)試待評(píng)價(jià)區(qū)域分別在電網(wǎng)公司規(guī)定能夠達(dá)到的一次調(diào)頻責(zé)任量Pr、90% Pr、80% Pr、70% Pr、60% Pr和50% Pr時(shí)，得到其在該負(fù)荷擾動(dòng)下的動(dòng)態(tài)ACE曲線，并在該 動(dòng)態(tài)ACE曲線中，找出加權(quán)積分動(dòng)態(tài)ACE第一次到峰值標(biāo)桿ACE :QACE(i、QACE1、QACE2、QACE3、Q ace4 和 QaCE5; 4) 計(jì)算故障區(qū)域的負(fù)荷擾動(dòng)為Δ Pl時(shí)，待評(píng)價(jià)區(qū)域的加權(quán)積分動(dòng)態(tài)ACE :QAeE^f Qace m0/ 按照公式= 祈算成故障區(qū)域在負(fù)荷擾動(dòng)為ΛΡ11時(shí)，待評(píng)價(jià)區(qū)域一次調(diào)頻 K 時(shí)的加權(quán)積分動(dòng)態(tài)ACE:Qace' ； 5) 比較QAeE'與加權(quán)積分動(dòng)態(tài)ACE第一次到峰值的標(biāo)桿ACE :QAeE(l的大小來判定待評(píng)價(jià) 區(qū)域一次調(diào)頻響應(yīng)情況，以評(píng)判該區(qū)域真實(shí)一次調(diào)頻響應(yīng)的優(yōu)劣： 若Qaq/ = QACKI，則此次待評(píng)價(jià)區(qū)域一次調(diào)頻效果到達(dá)應(yīng)承擔(dān)一次調(diào)頻的責(zé)任量，一次 調(diào)頻響應(yīng)情況合格；若QACE' <Qacec1，則此次待評(píng)價(jià)區(qū)域一次調(diào)頻效果超出電網(wǎng)公司應(yīng)承擔(dān)一 次調(diào)頻的責(zé)任量，一次調(diào)頻響應(yīng)情況優(yōu)秀；若Q aJ >QA_，則此次待評(píng)價(jià)區(qū)域一次調(diào)頻效果 低于電網(wǎng)公司應(yīng)承擔(dān)一次調(diào)頻的責(zé)任量，即未達(dá)到其應(yīng)承擔(dān)責(zé)任。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種基于動(dòng)態(tài)ACE的區(qū)域電網(wǎng)一次調(diào)頻能力評(píng)價(jià)方法，其特征 在于：所述步驟4)中，待評(píng)價(jià)區(qū)域在故障區(qū)域的負(fù)荷擾動(dòng)為△ Pl和△ Pll時(shí)所采用的機(jī)組 一致。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的一種基于動(dòng)態(tài)ACE的區(qū)域電網(wǎng)一次調(diào)頻能力評(píng)價(jià)方法，其 特征在于： 所述步驟5)中，當(dāng)QAra' >Q_時(shí)，分為以下幾種情況： 若QAeE'在Q_~QAeE1ft，則待評(píng)價(jià)區(qū)域機(jī)組響應(yīng)容量為90% -100%，有0% -10%機(jī) 組沒有按規(guī)定參與一次調(diào)頻，屬于輕微不合格響應(yīng)情況； 若QAeE'在QAeE1~ QAeE2ft，則待評(píng)價(jià)區(qū)域機(jī)組響應(yīng)容量為80% -90%，有10% -20%機(jī) 組沒有按規(guī)定參與一次調(diào)頻，屬于一般不合格響應(yīng)情況； 若QAeE'在QAeE2~ QAeE3ft，則待評(píng)價(jià)區(qū)域機(jī)組響應(yīng)容量為70% -80%，有20% -30%機(jī) 組沒有按規(guī)定參與一次調(diào)頻，屬于嚴(yán)重不合格響應(yīng)情況； 若QAeE'在QAeE3~ QAeE4ft，則待評(píng)價(jià)區(qū)域機(jī)組響應(yīng)容量為60% -70%，有30% -40%機(jī) 組沒有按規(guī)定參與一次調(diào)頻，屬于重大不合格響應(yīng)情況； 若QAeE'在QAeE4~ QAeE5ft，則待評(píng)價(jià)區(qū)域機(jī)組響應(yīng)容量為50% -60%，有40% -50%機(jī) 組沒有按規(guī)定參與一次調(diào)頻，屬于特大不合格響應(yīng)情況。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于動(dòng)態(tài)ACE的區(qū)域電網(wǎng)一次調(diào)頻能力評(píng)價(jià)方法，其首先收集故障數(shù)據(jù)；其次根據(jù)確定互聯(lián)電網(wǎng)各區(qū)域參數(shù)及區(qū)域互聯(lián)情況建立仿真模型；再次在建立的仿真模型中，取故障區(qū)域總?cè)萘康膍％作為負(fù)荷擾動(dòng)加入到故障區(qū)域，并測(cè)試待評(píng)價(jià)區(qū)域在電網(wǎng)公司規(guī)定能夠達(dá)到的一次調(diào)頻責(zé)任量時(shí)的QACE0；然后將待評(píng)價(jià)區(qū)域在負(fù)荷擾動(dòng)為ΔPl時(shí)的QACE轉(zhuǎn)換成負(fù)荷擾動(dòng)為ΔPl1時(shí)的QACE'；最后將QACE'與QACE0做比對(duì)，判斷待評(píng)價(jià)區(qū)域一次調(diào)頻響應(yīng)情況。因此，本發(fā)明能夠廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)公司在故障發(fā)生后，了解其各區(qū)域電網(wǎng)的一次調(diào)頻真實(shí)響應(yīng)情況，評(píng)判各區(qū)域是否完成規(guī)定調(diào)頻任務(wù)，以規(guī)范各區(qū)域電力生產(chǎn)的有效性和安全性。
【IPC分類】G06Q50-06
【公開號(hào)】CN104732457
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510141090
【發(fā)明人】李衛(wèi)東, 張琳, 巴宇, 呂泉, 王海霞
【申請(qǐng)人】大連理工大學(xué)
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年3月27日