一种发电机组一次调频性能的综合评价方法技术

本发明专利技术提供一种发电机组一次调频性能的综合评价方法，包括以下步骤：确定评价发电机组一次调频性能指标，规范化处理发电机组一次调频性能指标，用主客观权重结合法确定发电机组一次调频性能指标的权重，基于物元可拓法评价发电机组一次调频性能的等级。本发明专利技术引入动态的一次调频性能指标，且结合了主观权重和客观权重的优点求取一次调频性能指标的权重，基于物元可拓法对发电机组一次调频性能进行综合评价，评价结果客观、合理、全面，为电力系统调度部门的考核工作奠定基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统
，具体涉及一种发电机组一次调频性能的综合评价方法。
技术介绍
当电网频率偏离额定频率时，各机组利用蓄热快速响应电网频率变化，按照各自的静特性相应地出力的功能称为机组的一次调频功能。它是防止电网频率大幅波动、维护电网频率稳定的重要手段。随着电网跨区域互联、直流输电容量的不断增加，电网调度运行更加关注机组一次调频性能。目前，发电机组的一次调频性能参数主要都是通过离线试验得到的，在离线实验中一些参数并不能真实的获得，例如调差系数和调节死区等参数，造成实际运行的发电机组一次调频性能参数与离线试验得到的参数数据不相符；由于发电机组运行时存在参数漂移，导致离线实验不能真实反映运行中的发电机组一次调频性能参数。现有的反映一次调频性能的指标有调节死区、调差系数、滞后时间、稳定时间、正确动作率和投运率等静态性能指标缺乏反映调速系统动态性能的指标，不能够从静态性能与动态性能两方面全面反映一次调频性能。目前缺乏一套综合评价方法对发电机组调速系统性能进行综合评价，因此，电力系统调度部门迫切需要一种能全面反映发电机组一次调频性能的综合评价方法。
技术实现思路
针对以上缺陷本专利技术提供一种发电机组一次调频性能的综合评价方法旨在解决现有技术中由于缺乏反映系统动态性能的指标和全面综合的评价方法而导致现有的一次调频性能评价体系不能全面和客观的被评价。为实现上述目的，本专利技术提供的一种发电机组一次调频性能的综合评价方法包括以下步骤：(1)确定评价发电机组一次调频性能指标；(2)规范化处理发电机组一次调频性能指标；(3)用主客观权重结合法确定发电机组一次调频性能指标的权重；(4)基于物元可拓法评价发电机组一次调频性能的等级。进一步地，步骤(1)中评价发电机组的一次调频性能指标包括：调节死区、调差系数、贡献率、滞后时间、超调量、振荡次数、稳定时间、正确动作率以及投运率，通过增加超调量和振荡次数完善发电机组一次调频的动态性能指标，，对发电机组一次调频性能评价更加全面。进一步地，所述调节死区通过公式计算，所述调差系数通过公式计算，所述贡献率通过公式计算，Hc为实际贡献电量，Hg为理论贡献电量，所述实际贡献电量的计算公式为所述理论贡献电量的计算公式为所述滞后时间通过公式tlag＝t0-t2计算，所述超调量通过公式计算，所述振荡次数是指从有功功率朝频率恢复方向变化到有功功率稳定的过程中，有功功率围绕有功功率稳定值上下波动的次数，所述稳定时间通过公式tstable＝t3-t0计算，所述正确动作率通过公式计算，所述投运率通过公式计算，式中，f1为发电机组一次调频频率开始发生变化点前1s的频率平均值，f2为一次调频频率稳定点后1s的频率平均值，fk为发电机组第k次启动一次调频时频率，fref为频率的标准值，f为一次调频动作频率，N1为发电机组一次调频正确动作的次数，N2为在考核的时段内发电机组一次调频动作的次数，N为统计时段内启动一次调频的次数，Tl1为一次调频投运时间，TL为考核的时间，T是广域测量系统数据采样间隔，t0为一次调频有功功率朝频率恢复方向变化的时刻，t1为一次调频动作结束后的时刻，t2表示频率超过死区后发出一次调频动作信号的时刻，t3表示频率稳定的时刻，t∈[t0,t1]，P1为一次调频有功功率开始发生变化点前1s的发电机组有功功率平均值，P2为一次调频有功功率稳定点后1s的发电机组有功功率平均值，PN为发电机组的额定有功功率，P0为t0时刻机组的有功出力，Pt为t时刻机组的有功出力，Pmax为调节过程中发电机组有功功率的最大值，Pmin为调节过程中发电机组的有功功率的最小值，P∞为调节过程结束后发电机组的有功功率的稳态值，U表示机组的状态，U＝0表示机组的AGC或计划指令不调整负荷，U＝1表示机组正受AGC或计划指令作用进行减负荷调整，U＝-1表示机组正受AGC或计划指令作用进行增负荷调整，R为机组的平均爬坡速率，Δf(t)是t时刻的频率与调频阈值的偏差，所述调频阈值Tf计算公式为为调节死区，δ为调差系数，Hr为贡献率，tlag为滞后时间，α为超调量，tstable为稳定时间，I为正确动作率，Tt为投运率。利用广域测量系统提供的实时监测功率和频率数据，通过上述公式将各指标量化，便于对发电机组一次调频性能进行定量分析，确定发电机组一次调频性能等级。进一步地，步骤(2)中规范化处理发电机组一次调频性能的指标的方法为：当j＝Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ或Ⅶ时按公式规范化处理；当j＝Ⅲ、Ⅷ、或Ⅸ时按公式规范化处理；当j＝Ⅰ时按公式规范化处理；当j＝Ⅱ时按公式规范化处理；式中，xij'为规范化处理之前的发电机组i的第j项一次调频性能指标，xij为规范化处理之后的发电机组i的第j项一次调频性能指标，minx′ij为发电机组i的第j项一次调频性能指标的下界，midx′ij为发电机组i的第j项一次调频性能指标的拐点，maxx′ij为发电机组i的第j项一次调频性能指标的上界；[best1x′ij,best2x′ij]为发电机组i的第j项一次调频性能指标的最佳取值区间，bestx′ij为发电机组i的第j项一次调频性能指标的最佳取值点，i表示发电机组的编号，i＝1，2，…，n，j＝Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ,Ⅶ,Ⅷ,Ⅸ，其中Ⅰ为调节死区，Ⅱ为调差系数，Ⅲ为贡献率，Ⅳ为滞后时间，Ⅴ为超调量，Ⅵ为振荡次数，Ⅶ为稳定时间，Ⅷ为正确动作率，Ⅸ为投运率。上述指标中，滞后时间、超调量、振荡次数以及稳定时间为极小型指标，即指标属性值越小越好，调差系数、正确动作率以及投运率为极大型指标，即指标属性值越大越好，调节死区为居中型指标，即指标属性值居中为优选，调差系数为区间型指标，即指标属性值在某个区间内为最优，通过将极大型指标、极小型指标、居中型指标和区间型指标规范化处理作，并将指标间的量纲、数量级、评价标准等方面存在的差异通过一定的规则消除掉，规范化后的指标取值范围在[0，1]内，且取值越大越好，便于利用物元可拓法进行发电机一次调频性能评价；同时可以标准化多组发电机组的一次调频性能指标。进一步地，所述步骤(3)中采用主客观权重结合法确定发电机组一次调频性能指标的权重的步骤为：(31)采用层次分析法求发电机组i一次调频性能指标的主观权重；(32)采用熵权法求发电机组i一次调频性能指标的客观权重；(33)根据公式ωij＝aω'ij+(1-a)ω”ij求发电机组i第j项一次调频性能指标的权重；式中，ω'ij为发电机组i的第j项一次调频性能指标的主观权重值，ω”ij为发电机组i第j项一次调频性能指标的客观权重，i表示发电机组的编号，i＝1，2，…，n，j＝Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ，Ⅵ，Ⅶ，Ⅷ，Ⅸ，s＝Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ，Ⅵ，Ⅶ，Ⅷ，Ⅸ，Ⅰ为调节死区，Ⅱ为调差系数，Ⅲ为贡献率，Ⅳ为滞后时间，Ⅴ为超调量，Ⅵ为振荡次数，Ⅶ为稳定时间，Ⅷ为正确动作率，Ⅸ为投运率。主观层次分析法采用专家的知识与经验获得一次调频性能指标的主观权重，客观层次分析法采用指标数据的信息获得一次调频性能指标的客观权重，将主观权重求取方法的优势与客观权重求取方法的优势结合起来，使所得权重更加科学合理；同时可以求得多组发电机组的一次调频性能指标的权重。进一步地，所述步骤(31)中采用层次分析法求发电机组一次调频性能指本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电机组一次调频性能的综合评价方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)确定评价发电机组一次调频性能指标；(2)规范化处理发电机组一次调频性能指标；(3)用主客观权重结合法确定发电机组一次调频性能指标的权重；(4)基于物元可拓法评价发电机组一次调频性能的等级。

【技术特征摘要】
1.一种发电机组一次调频性能的综合评价方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)确定评价发电机组一次调频性能指标；(2)规范化处理发电机组一次调频性能指标；(3)用主客观权重结合法确定发电机组一次调频性能指标的权重；(4)基于物元可拓法评价发电机组一次调频性能的等级。2.根据权利要求1所述的综合评价方法，其特征在于，所述步骤(1)中评价发电机组一次调频性能指标包括调节死区、调差系数、贡献率、滞后时间、超调量、振荡次数、稳定时间、正确动作率以及投运率。3.根据权利要求2中所述的综合评价方法，其特征在于，所述调节死区通过公式计算，所述调差系数通过公式计算，所述贡献率通过公式计算，Hc为实际贡献电量，Hg为理论贡献电量，所述实际贡献电量的计算公式为所述理论贡献电量的计算公式为所述滞后时间通过公式tlag＝t0-t2计算，所述超调量通过公式计算，所述振荡次数是指从有功功率朝频率恢复方向变化到有功功率稳定的过程中，有功功率围绕有功功率稳定值上下波动的次数，所述稳定时间通过公式tstable＝t3-t0计算，所述正确动作率通过公式计算，所述投运率通过公式计算，式中，f1为发电机组一次调频频率开始发生变化点前1s的频率平均值，f2为一次调频频率稳定点后1s的频率平均值，fk为发电机组第k次启动一次调频时频率，fref为频率的标准值，f为一次调频动作频率，N1为发电机组一次调频正确动作的次数，N2为在考核的时段内发电机组一次调频动作的次数，N为统计时段内启动一次调频的次数，Tl1为一次调频投运时间，TL为考核的时间，T是广域测量系统数据采样间隔，t0为一次调频有功功率朝频率恢复方向变化的时刻，t1为一次调频动作结束后的时刻，t2表示频率超过死区后发出一次调频动作信号的时刻，t3表示频率稳定的时刻，t∈[t0,t1]，P1为一次调频有功功率开始发生变化点前1s的发电机组有功功率平均值，P2为一次调频有功功率稳定点后1s的发电机组有功功率平均值，PN为发电机组的额定有功功率，P0为t0时刻机组的有功出力，Pt为t时刻机组的有功出力，Pmax为调节过程中发电机组有功功率的最大值，Pmin为调节过程中发电机组的有功功率的最小值，P∞为调节过程结束后发电机组的有功功率的稳态值，U表示机组的状态，U＝0表示机组的AGC或计划指令不调整负荷，U＝1表示机组正受AGC或计划指令作用进行减负荷调整，U＝-1表示机组正受AGC或计划指令作用进行增负荷调整，R为机组的平均爬坡速率，Δf(t)是t时刻的频率与调频阈值的偏差，所述调频阈值Tf计算公式为为调节死区，δ为调差系数，Hr为贡献率，tlag为滞后时间，α为超调量，tstable为稳定时间，I为正确动作率，Tt为投运率。4.根据权利要求1中所述的综合评价方法，其特征在于，所述步骤(2)中规范化处理发电机组一次调频性能指标的方法为：当j＝Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ或Ⅶ时按公式规范化处理；当j＝Ⅲ、Ⅷ、或Ⅸ时按公式规范化处理；当j＝Ⅰ时按公式规范化处理；当j＝Ⅱ时按公式规范化处理；式中，xij'为规范化处理之前的发电机组i的第j项一次调频性能指标，xij为规范化处理之后的发电机组i的第j项一次调频性能指标，minx'ij为发电机组i的第j项一次调频性能指标的取值下界，midx'ij为发电机组i的第j项一次调频性能指标的取值拐点，maxx'ij为发电机组i的第j项一次调频性能指标的取值上界，[best1x'ij,best2x'ij]为发电机组i的第j项一次调频性能指标的最佳取值区间，bestx'ij为发电机组i的第j项一次调频性能指标的最佳取值点，i表示发电机组的编号，i＝1,2,...,n，j＝Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ,Ⅶ,Ⅷ,Ⅸ，Ⅰ为调节死区，Ⅱ为调差系数，Ⅲ为贡献率，Ⅳ为滞后时间，Ⅴ为超调量，Ⅵ为振荡次数，Ⅶ为稳定时间，Ⅷ为正确动作率，Ⅸ为投运率。5.根据权利要求1中所述的综合评价方法，其特征在于，所述步骤(3)中采用主客观权重结合法确定发电机组一次调频性能指标的权重的步骤为：(31)采用层次分析法求发电机组i一次调频性能指标的主观权重；(32)采用熵权法求发电机组i一次调频性能指标的客观权重；(33)根据公式ωij＝aω'ij+(1-a)ω”ij求发电机组i第j项一次调频性能指标的权重；式中，ω'ij为发电机组i的第j项一次调频性能指标的主观权重值，ω”ij为发电机组i第j项一次调频性能指标的客观权重，i表示发电机组的编号，i＝1，2，…，n，j＝Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ，Ⅵ，Ⅶ，Ⅷ，Ⅸ，s＝Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ，Ⅵ，Ⅶ，Ⅷ，Ⅸ，Ⅰ为调节死区，Ⅱ为调差系数，Ⅲ为贡献率，Ⅳ为滞后时间，Ⅴ为超调量，Ⅵ为振荡次数，Ⅶ为稳定时间，Ⅷ为正确动作率，Ⅸ为投运率。6.根据权利要求5中所述的综合评价方法，其特征在于，所述步骤(31)中采用层次分析法求发电机组一次调频性能指标的主观权重的步骤为：(311)任意选择发电机组i中的两个一次调频性能指标，比较两两之间的重要程度，并用数值表示发电机组i一次调频性能指标重要程度，得到Vij，(312)构建发电机组i的判断矩阵，所述矩阵中第j行第s列的元素ajs通过公式计算，(313)求发电机组...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，代力，万源，游大海，熊建华，何哲，谌艳红，段志远，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网江西省电力公司，华中科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11