CN107749631B - 机组一次调频能力预估方法 - Google Patents

机组一次调频能力预估方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107749631B
CN107749631B CN201711008302.3A CN201711008302A CN107749631B CN 107749631 B CN107749631 B CN 107749631B CN 201711008302 A CN201711008302 A CN 201711008302A CN 107749631 B CN107749631 B CN 107749631B
Authority
CN
China
Prior art keywords
frequency modulation
unit
primary frequency
frequency difference
primary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711008302.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107749631A (zh
Inventor
苏大威
王波
刘栋
闪鑫
戴薇
张琦兵
张晓青
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Nari Technology Co Ltd
NARI Nanjing Control System Co Ltd
Original Assignee
State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Nari Technology Co Ltd
NARI Nanjing Control System Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd, Nari Technology Co Ltd, NARI Nanjing Control System Co Ltd filed Critical State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Priority to CN201711008302.3A priority Critical patent/CN107749631B/zh
Publication of CN107749631A publication Critical patent/CN107749631A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107749631B publication Critical patent/CN107749631B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/24—Arrangements for preventing or reducing oscillations of power in networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明公开了一种机组一次调频能力预估方法，包括如下步骤：将机组历史一次调频分析结果作为样本库，按时间维度和频差维度分配权重系数，并以此对机组一次调频出力贡献指数历史值进行综合的加权统计融合，最终得到指定预想频差的机组一次调频预估出力贡献量，实现对机组一次调频能力的预估。本发明可实现在线利用机组一次调频历史分析结果预估给定频差情况下的机组一次调频出力能力，弥补目前在机组一次调频能力评估技术上缺乏对机组一次调频能力预估手段的不足；且本发明可在线运行、计算方便、无特殊要求限制，可为预估机组一次调频能力提供参考。

Description

机组一次调频能力预估方法
技术领域
本发明涉及一种机组一次调频能力预估方法，属于电网技术领域。
背景技术
特高压输电***的自身故障会导致电网突然失去大功率电源，对电网频率产生巨大冲击，甚至威胁电网安全。理论上，在电网频率发生突变时，具备一次调频功能的发电机组应能迅速做出反应，有效抑制电网频率的波动幅度，缩短波动的过渡时间，迅速稳定动态过程中电网频率。而在故障后的十秒级时间段内，从电源侧来看，唯一能够对电网频率进行有效干预的只有发电机组的一次调频功能。因此，为加强电网抵御大功率扰动的能力、降低大功率电源失去后电网频率陡降的幅度、提高电网频率质量、确保电网安全运行，充分发挥发电机组的一次调频功能至关重要，而对机组一次调频能力进行合理的预估可以更好地为电网应对事故的调节能力进行评价，提前做好调频能力不足的应对准备，有助于确保电网安全稳定运行。
目前，在实际运行中运行人员越来越多的关心在电网出现较大的***频率偏差情况下，机组的一次调频能力是否能够满足调节的需要，而借助对机组一次调频能力的预估可以帮助运行人员更加清楚了解电网的一次调频能力。然而目前现有机组一次调频能力评估技术中尚缺乏有效的一次调频能力预估方法，而PMU(同步相量测量装置)数据由于具有高采样精度(毫秒级)和严格准确的时间标识特点，为更为准确地计算和预估机组在给定的预想频差下的一次调频能力提供了新的数据和技术手段，可以弥补当前技术方法的不足。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种机组一次调频能力预估方法，能够简单且准确有效地实现机组的一次调频能力的在线预估。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：机组一次调频能力预估方法，包括如下步骤：
将机组历史一次调频分析结果作为样本库，按时间维度和频差维度分配权重系数，并以此对机组一次调频出力贡献指数历史值进行综合的加权统计融合，最终得到指定预想频差的机组一次调频预估出力贡献量，实现对机组一次调频能力的预估。
所述样本库包含的样本数据有：一次调频发生时间、最大频率偏差以及出力贡献指数。
按时间维度分配权重系数的具体方法如下：
按照历史时段内一次调频事件发生的时间，对机组的全部一次调频事件以“月份”为单位进行聚类划分；
按照距当前时间由近到远的顺序对有一次调频事件发生的月份进行排序并分配加权系数，权重系数依次取为a，a2，a3，…，at，且权重系数满足公式(1)：
a+a2+a3+...+at＝1 (1)
其中，t为有调频事件发生的月份数目。
按频差维度分配权重系数的具体方法如下：
设定需要预估一次调频能力的预想频差Δf，将频差范围[Δf-df,Δf+df]划分为k个等分频差区间，并将机组单月内的所有一次调频事件的实际最大频率偏差划分聚类到对应的频差区间内；
按照距离预想频差值Δf由近及远的顺序对有一次调频事件的频差区间进行排序并分配加权系数，权重系数依次取为b，b2，b3，…，bm，且权重系数满足公式(2)：
b+b2+b3+...+bm＝1 (2)
其中，Δf为设定的与50Hz的偏差值，df为选取的频差范围宽度，m为有调频事件的频差区间数目。
计算机组一次调频预估出力贡献量的具体方法是：
计算频差区间的综合出力贡献指数，根据对应频差区间的分配权重系数进行加权计算，得到单月综合出力贡献指数预估值；
将各单月综合出力贡献指数预估值，根据对应时间维度的分配权重系数进行加权计算，得到出力贡献指数预估值；
计算机组在预想频差下的一次调频理论出力贡献量，结合出力贡献指数预估值，计算得到机组一次调频预估出力贡献量。
频差区间的综合出力贡献指数Idxfj是通过机组单月i内落在频差区间j内的一次调频出力贡献指数Idxn计算平均值得到的，具体计算如公式(3)所示：
Figure BDA0001444927800000031
其中，N为频差区间j内一次调频出力贡献指数数目。
机组在预想频差下的一次调频理论出力贡献量ΔP，采用如下公式计算得到
Figure BDA0001444927800000032
其中，PN为机组额定有功出力，Kc为机组额定转速不等率，Δfsq为机组一次调频死区，fN为电网额定频率，Δf为预想频差。
机组一次调频预估出力贡献量采用如下公式计算得到：
ΔPpre＝Idxpre×ΔP
其中，Idxpre为出力贡献指数预估值。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
可实现在线利用机组一次调频历史分析结果预估给定频差情况下的机组一次调频出力能力，弥补目前在机组一次调频能力评估技术上缺乏对机组一次调频能力预估手段的不足；且本发明可在线运行、计算方便、无特殊要求限制，可为预估机组一次调频能力提供参考。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
本发明机组一次调频能力预估方法，将机组历史一次调频分析结果作为样本库，按时间维度和频差维度分配权重系数，并以此对机组一次调频出力贡献指数历史值进行综合的加权统计融合，最终得到指定预想频差的机组一次调频预估出力贡献量，实现对机组一次调频能力的预估。
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所示，是本发明的流程图，包括如下步骤：
步骤一、以当前时间为起点，获取一段历史时间范围内基于PMU数据计算得到的机组一次调频分析结果作为样本库。主要样本数据包括：一次调频发生时间、最大频率偏差以及出力贡献指数。
步骤二、按照该历史时段内一次调频事件发生的时间，对机组的全部一次调频事件以“月份”为单位进行聚类划分。同时，按照距当前时间由近到远的顺序对有调频事件发生的月份进行排序并分配加权系数，权重系数依次取为a，a2，a3，…，at，且权重系数满足公式(1)：
a+a2+a3+...+at＝1 (1)
其中，t为有调频事件发生的月份数目。
步骤三、设定需要预估一次调频能力的预想频差Δf，将频差范围[Δf-df,Δf+df]划分为k个等分频差区间，并将机组单月内的所有一次调频事件的实际最大频率偏差划分聚类到对应的频差区间内。同时，按照距离预想频差值Δf由近及远的顺序对有调频事件的频差区间进行排序并分配加权系数，权重系数依次取为b，b2，b3，…，bm，且权重系数满足公式(2)：
b+b2+b3+...+bm＝1 (2)
其中，Δf为设定的与50Hz的偏差值，df为选取的频差范围宽度，m为有调频事件的频差区间数目。
步骤四、将机组单月i内落在频差区间j内的一次调频出力贡献指数Idxn采用公式(3)计算平均值得到频差区间j的综合出力贡献指数Idxfj，然后根据频差区间j的分配权重系数bj采用公式(4)进行加权计算得到该机组单月i的综合出力贡献指数预估值Idxmi：
Figure BDA0001444927800000051
Figure BDA0001444927800000052
其中，N为频差区间j内一次调频出力贡献指数数目，bj为频差区间j的分配权重系数。
步骤五、将各单月综合出力贡献指数预估值Idxmi按照时间维度的加权系数ai采用公式(5)进行加权计算得到出力贡献指数预估值Idxpre：
Figure BDA0001444927800000061
步骤六、采用公式(6)计算机组在预想频差Δf下的一次调频理论出力贡献量ΔP，并利用公式(7)计算得到机组一次调频预估出力贡献量ΔPpre：
Figure BDA0001444927800000062
ΔPpre＝Idxpre×ΔP (7)
其中，PN为机组额定有功出力，Kc为机组额定转速不等率，Δfsq为机组一次调频死区(一般取0.033Hz)，fN为电网额定频率(取50Hz)。
本发明可实现在线利用机组一次调频历史分析结果预估给定频差情况下的机组一次调频出力能力，弥补目前在机组一次调频能力评估技术上缺乏对机组一次调频能力预估手段的不足；且本发明可在线运行、计算方便、无特殊要求限制，可为预估机组一次调频能力提供参考。
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。

Claims (6)

1.机组一次调频能力预估方法，其特征在于，包括如下步骤：
将机组历史一次调频分析结果作为样本库，按时间维度和频差维度分配权重系数，并以此对机组一次调频出力贡献指数历史值进行综合的加权统计融合，最终得到指定预想频差的机组一次调频预估出力贡献量，实现对机组一次调频能力的预估；
按时间维度分配权重系数的具体方法如下：
按照历史时段内一次调频事件发生的时间，对机组的全部一次调频事件以“月份”为单位进行聚类划分；
按照距当前时间由近到远的顺序对有一次调频事件发生的月份进行排序并分配加权系数，权重系数依次取为a，a2，a3，…，at，且权重系数满足公式(1)：
a+a2+a3+...+at＝1 (1)
其中，t为有调频事件发生的月份数目；
按频差维度分配权重系数的具体方法如下：
设定需要预估一次调频能力的预想频差Δf，将频差范围[Δf-df,Δf+df]划分为k个等分频差区间，并将机组单月内的所有一次调频事件的实际最大频率偏差划分聚类到对应的频差区间内；
按照距离预想频差值Δf由近及远的顺序对有一次调频事件的频差区间进行排序并分配加权系数，权重系数依次取为b，b2，b3，…，bm，且权重系数满足公式(2)：
b+b2+b3+...+bm＝1 (2)
其中，Δf为设定的与50Hz的偏差值，df为选取的频差范围宽度，m为有调频事件的频差区间数目。
2.根据权利要求1所述的机组一次调频能力预估方法，其特征在于，所述样本库包含的样本数据有：一次调频发生时间、最大频率偏差以及出力贡献指数。
3.根据权利要求1所述的机组一次调频能力预估方法，其特征在于，计算机组一次调频预估出力贡献量的具体方法是：
计算频差区间的综合出力贡献指数，根据对应频差区间的分配权重系数进行加权计算，得到单月综合出力贡献指数预估值；
将各单月综合出力贡献指数预估值，根据对应时间维度的分配权重系数进行加权计算，得到出力贡献指数预估值；
计算机组在预想频差下的一次调频理论出力贡献量，结合出力贡献指数预估值，计算得到机组一次调频预估出力贡献量。
4.根据权利要求3所述的机组一次调频能力预估方法，其特征在于，频差区间的综合出力贡献指数Idxfj是通过机组单月i内落在频差区间j内的一次调频出力贡献指数Idxn计算平均值得到的，具体计算如公式(3)所示：
Figure FDA0002622534210000021
其中，N为频差区间j内一次调频出力贡献指数数目。
5.根据权利要求4所述的机组一次调频能力预估方法，其特征在于，机组在预想频差下的一次调频理论出力贡献量ΔP，采用如下公式计算得到
Figure FDA0002622534210000022
其中，PN为机组额定有功出力，Kc为机组额定转速不等率，Δfsq为机组一次调频死区，fN为电网额定频率，Δf为预想频差。
6.根据权利要求5所述的机组一次调频能力预估方法，其特征在于，机组一次调频预估出力贡献量采用如下公式计算得到：
ΔPpre＝Idxpre×ΔP
其中，Idxpre为出力贡献指数预估值。
CN201711008302.3A 2017-10-25 2017-10-25 机组一次调频能力预估方法 Active CN107749631B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711008302.3A CN107749631B (zh) 2017-10-25 2017-10-25 机组一次调频能力预估方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711008302.3A CN107749631B (zh) 2017-10-25 2017-10-25 机组一次调频能力预估方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107749631A CN107749631A (zh) 2018-03-02
CN107749631B true CN107749631B (zh) 2020-10-30

Family

ID=61253156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711008302.3A Active CN107749631B (zh) 2017-10-25 2017-10-25 机组一次调频能力预估方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107749631B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109378817B (zh) * 2018-10-23 2021-09-21 国网天津市电力公司电力科学研究院 一种基于一次调频稳定性评价方法
CN112383069B (zh) * 2020-11-05 2022-06-03 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种发电机组一次调频补偿能力动态预测方法
CN115508650A (zh) * 2022-10-13 2022-12-23 西安德纳检验检测有限公司 一种基于多点同步测量的新能源场站调频检测方法和***

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4096470B2 (ja) * 1999-09-10 2008-06-04 沖電気工業株式会社 バッテリ−バックアップ付き電源回路
CN102323550A (zh) * 2011-09-09 2012-01-18 西北电网有限公司 发电机组一次调频调节性能测定方法
CN103346619A (zh) * 2013-07-19 2013-10-09 国家电网公司 火力发电机组一次调频在线监测及性能考核方法
CN104732457A (zh) * 2015-03-27 2015-06-24 大连理工大学 一种基于动态ace的区域电网一次调频能力评价方法
CN105808889A (zh) * 2016-04-25 2016-07-27 中国电力科学研究院 一种频率偏差系数仿真配置方法
CN106300389A (zh) * 2016-08-22 2017-01-04 国家电网公司 一种发电机组一次调频性能的综合评价方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4096470B2 (ja) * 1999-09-10 2008-06-04 沖電気工業株式会社 バッテリ−バックアップ付き電源回路
CN102323550A (zh) * 2011-09-09 2012-01-18 西北电网有限公司 发电机组一次调频调节性能测定方法
CN103346619A (zh) * 2013-07-19 2013-10-09 国家电网公司 火力发电机组一次调频在线监测及性能考核方法
CN104732457A (zh) * 2015-03-27 2015-06-24 大连理工大学 一种基于动态ace的区域电网一次调频能力评价方法
CN105808889A (zh) * 2016-04-25 2016-07-27 中国电力科学研究院 一种频率偏差系数仿真配置方法
CN106300389A (zh) * 2016-08-22 2017-01-04 国家电网公司 一种发电机组一次调频性能的综合评价方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Study and application of real-time frequency deviation adjustment algorithm in establishing a time scale;Yiwei Wu etal.;《2013 Joint European Frequency and Time Forum & International Frequency Control Symposium (EFTF/IFC)》;20131231;第811-814页 *
机组一次调频参数指标在线估计方法;高林 等;《中国电机工程学报》;20120605;第32卷(第16期);第62-69页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN107749631A (zh) 2018-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ashton et al. Application of phasor measurement units to estimate power system inertial frequency response
CN103138256B (zh) 一种新能源电力消纳全景分析***及方法
CN107749631B (zh) 机组一次调频能力预估方法
CN102522775A (zh) 基于wams的agc机组调节性能在线评估方法
WO2016047203A1 (ja) 電力系統監視装置および電力系統監視システム
CN110137947B (zh) 一种基于itic曲线的电网电压暂降严重程度评估方法
EP2381094B1 (en) Energy network and control thereof
CN105243254A (zh) 一种综合线损分析方法
CN106096810A (zh) 基于配电网运行数据与地理拓扑信息的规划方法及***
CN110829444B (zh) 计及静态频率和电压特性的电网受端***紧急切负荷方法
CN112487051A (zh) 光伏汇集区大数据管理***及方法
CN110348637A (zh) 一种考虑场-网因素的风电爬坡事件预警方法
CN111209535B (zh) 一种电力设备相继故障风险识别方法及***
CN107422180A (zh) 一种基于云监控的光伏电站的功率预测***
CN102445660A (zh) 基于灰色Verhulst模型的发电机功角预测方法
CN106803125B (zh) 一种基于标准用电户折算的采集异常紧急程度计算方法
Pavičić et al. Advanced prediction of technical losses on transmission lines in real time
CN103078317A (zh) 广域风电控制***受控风电场控制方法
CN114840982A (zh) 台风灾害下考虑连锁故障演化的电力***弹性评估方法
Xiao et al. A framework for assessing the inertia distribution of power systems
CN109767113A (zh) 一种基于决策树的动态安全评估及预防控制综合方法
CN115842354A (zh) 用于提高风功率预测相关性系数的风电储能配置方法
CN110071522B (zh) 一种一次调频综合性能评价方法
CN107437812A (zh) 基于时间点综合处理的一次调频考核指标计算方法
CN105226678A (zh) ***调频容量分析方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant