專利名稱：基于調節控制系統消除二次調頻影響的一次調頻定量評價方法
技術領域：
本發明涉及一種基于調節控制系統消除二次調頻影響的一次調頻定量評價方法， 屬于測量技術領域。
背景技術：
發電機組一次調頻功能是通過機組調節控制系統快速改變機組負荷，以響應電網突發事故時頻率快速的偏離，是控制電網頻率、保證電網安全穩定運行的重要手段，一次調頻動性能指標是網廠以及電力監管部門決策、考核的重要依據。但由實際運行分析，一次調頻動作時往往伴隨著二次調頻的動作，有時還經常出現反調，從而干擾到一次調頻性能的計算。由控制理論分析，機組負荷指令值一般由兩部分生成電網頻率偏差經轉換后產生的一次調頻指令、自動發電控制指令或操作員設定生成的二次調頻指令，因此如果二次調頻指令升降負荷過程中一次調頻動作，則機組負荷變化必然會受到二者的共同影響，方向一致則表現出一次調頻貢獻負荷大，反之則貢獻小。目前一次調頻性能考核評價方法及其不足主要表現在1、不考慮二次調頻的影響，使得一次調頻性能指標失真，掩蓋了機組一次調頻實際動作性能，造成一次調頻策略優化失去針對性、考核失去客觀公正性；2、采用一次調頻動作之前功率曲線斜率的方法濾除二次調頻的影響，只適用于一次調頻動作的全過程二次調頻必須穩定變化的情況，不能適應二次調頻隨機變化的實際情況，具有較大的局限性。

發明內容
本發明要解決的技術問題是，克服現有技術的缺點，提供一種基于調節控制系統消除二次調頻影響的一次調頻定量評價方法，實現機組一次調頻性能的客觀評價并給出性能評價結果，切實提高電網電能質量及運行穩定性。本發明采用調節控制系統的數據進行分析，提出了以負荷設定值判斷并消除二次調頻影響的方法，涵蓋了二次調頻對一次調頻性能影響的所有方式，經實際應用效果良好。本發明解決其技術問題所采用的技術方案如下
本發明一種基于調節控制系統消除二次調頻影響的一次調頻定量評價方法，其特征在于所述方法采用發電機組調節控制系統數據進行分析；在一次調頻評價時消除二次調頻影響；其包括下列步驟
步驟一、監測發電機組轉速，判斷電網是否發生有效擾動；
當轉速越過設定死區的持續時間超過設定時長、且在持續時間內的極值越過設定的轉速門檻值，則判斷電網發生有效擾動；
步驟二、監測發生有效擾動后的發電機組轉速，判斷電網有效擾動是否結束； 有效擾動發生時刻起在設定的穩定時間內轉速回調至死區則判斷此時刻擾動結束，否則取設定的穩定時間判為擾動結束時間；步驟三、基于擾動時段負荷設定值判斷二次調頻是否參與調節，計算調節量； 負荷設定值為二次調頻目標負荷經高負荷、低負荷、速率限制后的指令值，在擾動時段如果設定值超過設定門檻值則判斷二次調頻參與調節，根據實測的機組負荷變化與設
定值變化的延遲時間^%取1時刻二次調頻的調節量4的=鄧-么乃，式中_-厶71為 (￡-ΔΤ)時刻負荷設定值；
步驟四、定量分析評價一次調頻速度變動率、調節電量，判斷性能是否合格，并將結果存入數據文件。本發明所述負荷設定值在協調控制方式下取自DCS即分散控制系統；在其它控制方式下取自DEH即汽輪機數字式電液控制系統。本發明的有益效果為1、本發明提出的方法提高了一次調頻性能評價的準確性， 為網廠以及電力監管部門決策、考核提供技術支持，可切實提高電網電能質量及運行穩定性。2、本發明提出的方法，直接采用用于機組調節控制的現場數據，減少了數據傳輸中間環節的影響；3、本發明提出了以負荷設定值判斷并消除二次調頻影響的方法，在判斷時設定了門檻值以減少隨機的小幅干擾，并考慮到負荷設定值與負荷實際值間存在的動作延遲環節而計入了實測的延遲時間，提高了判斷的可信度以及調節量的準確度。4、本發明提出的方法，涵蓋了二次調頻對一次調頻性能影響的所有方式，可適用于機組不同運行控制方式下一次調頻性能的分析，亦可將設定值遠傳至遠程性能分析平臺，應用前景廣泛。


圖1為本發明實施例所述設定值在機組邏輯組態中的位置示意圖。圖2為本發明實施例所述負荷設定值、負荷、一次調頻、二次調頻及轉速曲線圖。
具體實施例方式1、本發明涉及一種基于調節控制系統消除二次調頻影響的一次調頻定量評價方法，所述方法采用發電機組調節控制系統數據，監測發電機組轉速，當電網發生有效擾動后判斷二次調頻是否參與調節，分析消除二次調頻影響的一次調頻性能，判斷性能是否合格并將結果存入數據文件。具體實施步驟如下
步驟一、監測發電機組轉速，判斷電網是否發生有效擾動；
當轉速越過設定死區的持續時間超過設定時長、且在持續時間內的極值越過設定的轉速門檻值，則判斷電網發生有效擾動。步驟二、監測發生有效擾動后的發電機組轉速，判斷電網有效擾動是否結束；
有效擾動發生時刻起在設定的穩定時間內轉速回調至死區則判斷此時刻擾動結束，否則取設定的穩定時間判為擾動結束時間。步驟三、基于擾動時段負荷設定值判斷二次調頻是否參與調節，計算調節量； 負荷設定值為二次調頻目標負荷經高負荷、低負荷、速率限制后的指令值，在擾動時
段如果設定值超過設定門檻值則判斷二次調頻參與調節，根據實測的機組負荷變化與設
定值變化的延遲時間ΔΤ,取I時刻二次調頻的調節量4 =邶-,式中邠-ΔΓ)為 u-m時刻負荷設定值。
步驟四、定量分析評價一次調頻速度變動率、貢獻電量，判斷性能是否合格，并將結果存入數據文件。下面是本發明的一個典型實例，以下結合本附圖對本發明實現的技術方案作進一步說明，但是本發明不限于給出的例子。
實施例本實例以轉速上升一次調頻調節負荷下降、二次調頻升負荷的過程進行說明。如圖1所示負荷設定值為二次調頻目標負荷經高負荷、低負荷、速率限制后的指令值，負荷設定值在協調控制方式下取自DCS，在其它控制方式下取自DEH。如圖2所示曲線0為負荷設定值曲線，曲線1為二次調頻曲線，曲線2為實際負荷曲線，曲線3為實際一次調頻曲線，曲線4為轉速曲線。在tl時刻轉速越過設定死區、持續時間超過設定時長、且在持續時間內的極值越過設定的轉速門檻值，則判斷電網發生有效擾動。有效擾動發生時刻起在設定的穩定時間內轉速回調至死區則判斷此時刻擾動結束，否則取設定的穩定時間判為擾動結束時間，記為t2。以現有技術分析由機組負荷曲線2看出在轉速升高電網發生有效擾動后，機組一次調頻快速響應，負荷迅速下降但隨后逐步回升，在擾動結束時刻t2的負荷與初始時刻 、的負荷相等，負荷未變化，速度變動率不合格，貢獻電量為曲線2與負荷初始值直線所組成區域的面積，由此判斷一次調頻動作正確但性能不合格。以本發明提出的方法分析在轉速升高電網發生有效擾動后，在擾動時段由負荷設定值曲線0看出在一次調頻動作過程中設定值變化較大超過門檻值，判斷二次調頻參與調節，由本發明方法取！時刻二次調頻的調節量4的=ΔΙ1得到二次調頻曲線1，將曲
線2與曲線1各時刻負荷值相減得到一次調頻動作曲線3。由曲線3可看出，負荷變化較大速度變動率合格，貢獻電量為曲線3與負荷初始值直線所組成區域的面積，由此判斷一次調頻動作正確且性能合格。對現有技術與本發明提出的方法對比發現由曲線2、曲線3可看出二次調頻對一次調頻判斷及性能指標的影響較大。本發明提出的方法，采用直接用于機組調節控制的現場數據，減少了數據傳輸中間環節的影響。本發明提出了以負荷設定值判斷并消除二次調頻影響的方法，在判斷時設定了門檻值以減少隨機的小幅干擾，并考慮到負荷設定值與負荷實際值間存在的動作延遲環節而計入了實測的延遲時間，提高了判斷的可信度以及調節量修正的準確度。本發明提出了一種基于調節控制系統消除二次調頻影響的一次調頻定量評價方法，實現了機組一次調頻性能的客觀評價并給出性能評價結果，可提高一次調頻性能評價的準確性，為網廠以及電力監管部門決策、考核提供技術支持，切實提高電網電能質量及運行穩定性。本發明采用調節控制系統數據，提出了以負荷設定值判斷并消除二次調頻影響的方法，涵蓋了二次調頻對一次調頻性能影響的所有方式，經實際應用效果良好。
權利要求
1.1、基于調節控制系統消除二次調頻影響的一次調頻定量評價方法，其特征在于，所述方法采用發電機組調節控制系統數據進行分析；在一次調頻評價時消除二次調頻影響； 其包括下列步驟步驟一、監測發電機組轉速，判斷電網是否發生有效擾動；當轉速越過設定死區的持續時間超過設定時長、且在持續時間內的極值越過設定的轉速門檻值，則判斷電網發生有效擾動；步驟二、監測發生有效擾動后的發電機組轉速，判斷電網有效擾動是否結束； 有效擾動發生時刻起在設定的穩定時間內轉速回調至死區則判斷此時刻擾動結束，否則取設定的穩定時間判為擾動結束時間；步驟三、基于擾動時段負荷設定值判斷二次調頻是否參與調節，計算調節量； 負荷設定值為二次調頻目標負荷經高負荷、低負荷、速率限制后的指令值，在擾動時段如果設定值超過設定門檻值則判斷二次調頻參與調節，根據實測的機組負荷變化與設定值變化的延遲時間 tr，取 時刻二次調頻的調節量4w = m-m ,式中3鉍_m為時刻負荷設定值；步驟四、定量分析評價一次調頻速度變動率、調節電量，判斷性能是否合格，并將結果存入數據文件。
2.根據權利要求ι所述的基于調節控制系統消除二次調頻影響的一次調頻定量評價方法，其特征在于負荷設定值在協調控制方式下取自DCS，在其它控制方式下取自DEH。
全文摘要
本發明屬于測量技術領域，涉及一種基于調節控制系統消除二次調頻影響的一次調頻定量評價方法，其包括下列步驟步驟一、監測發電機組轉速，判斷電網是否發生有效擾動；步驟二、監測發生有效擾動后的發電機組轉速，判斷電網有效擾動是否結束；步驟三、基于擾動時段負荷設定值判斷二次調頻是否參與調節，計算調節量；步驟四、定量分析評價一次調頻速度變動率、調節電量，判斷性能是否合格，并將結果存入數據文件。本發明克服現有技術的缺點，實現機組一次調頻性能的客觀評價并給出性能評價結果，切實提高電網電能質量及運行穩定性。
文檔編號G01R31/34GK102565705SQ201210011598
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月16日 優先權日2012年1月16日
發明者吳瑞濤, 李澤敏, 牟法海, 王文營, 賈文菊 申請人:河北省電力研究院