[发明专利]一种关于自动发电控制的超前控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统有功控制领域中的自动发电控制（简称“AGC”），特别是一种关于自动发电控制的超前控制方法，本发明用于发电机组日前发电计划的超前控制。

背景技术

自动发电控制简称AGC，它是能量管理系统（EMS）的重要组成部分。其工作原理是按电网高度中心的控制目标将指令发送给有关发电厂或机组，通过电厂或机组的自动控制调节装置，实现对发电机功率的自动控制。现有常规的自动发电控制（AGC）是一个控制滞后的调节过程，当系统频率和/或联络线交换功率偏离计划值时, 产生区域控制偏差(ACE) , 则AGC系统根据ACE 的大小对可控机组发出控制命令, 待机组响应控制命令后, 系统频率和/或联络线交换功率逐渐恢复到原计划值。这是一个先有偏差, 再进行调节的过程。另一方面, 系统中能快速响应的可调机组容量(例如水电机组) 是非常有限而宝贵的, 希望将这一部分资源充分用于调节系统中负荷和发电的快速随机变化。在AGC实际运行中, 当系统负荷处于长时间爬坡(向上或向下) 过程中, 响应速度较快的机组逐渐接近其调节上限或下限, 而响应速度较慢的机组(如火电机组) 仍有较大的调节裕度, 从而使系统失去向上或向下方向的快速调节能力。为避免这种情况的发生, 在预计系统负荷将要爬坡之前, 调度员往往要让响应速度较慢的机组提前向某一目标运动, 以满足系统负荷的变化。因此，在许多省级调度机构AGC都引入超前控制，实现了火电机组与水电机组的协调控制。另外，为了满足电力市场的需要，将电力市场的日前计划送入超短期实时调度系统，结合超短期负荷预测的结果把电力市场日前计划与实时控制相关联，以充分反映日前计划在调度上的意义，同时体现经济性和公平性。

在日前电力市场环境下，日前发电计划是根据各发电厂的报价曲线、短期负荷预测的结果通过市场出清数学模型的计算而生成的，日前计划和短期负荷预测是满足发用电平衡约束的。如果日前计划得不到执行，各发电厂的报价行为就难以反映为机组的实际出力水平，仅存的只是在电量结算上的意义，即日前计划与合同分解曲线之差决定了以市场价结算的电量，日前计划水平越高，以市场价结算的电量也就越多。因此，日前计划由于缺乏实时调度上的意义而处于一种尴尬境地，市场出清的严肃性受到挑战。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有自动发电控制滞后的调节带来的对全网发用电平衡约束，AGC机组调节压力大，电网有功控制水平低的缺陷，提供一种关于自动发电控制的超前控制方法，所述控制方法可以满足全网的发用电平衡的约束，大大减轻AGC机组的调节压力，有效提高电网有功控制水平，还能保证超前控制与日前发电计划的顺利实施。

为实现上述目的，本发明采取如下的技术方案：一种关于自动发电控制的超前控制方法，包括下列步骤:

（1）在互联电网系统中设有一个主控制区域模块，实施互联电网的常规区域控制，其控制目标为维持电网的频率在控制范围内和/或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；

（2）主控制区域模块中连接能够参与区域控制偏差的远方常规机组（包括水电、火电）和能够参与超前控制的火电机组；

（3）主控制区域模块连接一自动发电控制模块，发电机组通过数据采集与监控模块将发电机组实际出力反馈给自动发电控制模块，自动发电控制模块确定发电机组目标出力并通过数据采集与监控模块控制发电机组出力；

（4）自动发电控制模块内设有一超前控制子模块，其由超前控制偏差计算单元和超前控制偏差分配单元串接组成；

（5）数据采集与监控模块输出连接超前控制偏差计算单元，超前控制偏差分配单元输出连接数据采集与监控模块；

（6）参与超前控制的火电机组具有日前发电计划，自动发电控制模块在进行常规控制时，能够实时得到这些机组的日前计划，并且该计划应该是一个经过数值插值的连续计划；

（7）超前控制偏差计算单元工作时运算方法如下：

；

式中：

为人工给定的系数，取值范围一般为（0－1）；

为未来时刻预测负荷与当前实际负荷偏差；

为未来时刻计划交换与当前实际交换计划的偏差；

为计划控制机组未来整5分钟发电计划与实际出力的偏差；

（8）超前控制偏差输入超前控制偏差分配单元进行运算后分配给参与超前控制的火电机组，所述分配单元的工作方法为计划偏差优先方式，运算方法如下：

机组优先级排序因子为：

式中：

为机组的排序因子；

为机组的实际出力；