一種直流調(diào)頻參與的區(qū)域控制性能評價方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種直流調(diào)頻參與的區(qū)域控制性能評價方法，包括以下步驟：計算廣義區(qū)域控制偏差GCE；計算單區(qū)域或多區(qū)域的廣義控制性能評價參數(shù)GPS；計算單區(qū)域或多區(qū)域的整體控制性能評價參數(shù)DPS；兩種參數(shù)協(xié)調(diào)評價。本發(fā)明適用于直流輸電參與調(diào)頻。在直流輸電參與調(diào)頻下，頻率偏差會受到區(qū)域一次調(diào)頻、二次調(diào)頻以及直流調(diào)頻共同調(diào)節(jié)的作用。所以對直流調(diào)頻參與的區(qū)域進(jìn)行控制性能評價需要剝離出直流調(diào)頻的責(zé)任影響，對區(qū)域自身責(zé)任進(jìn)行控制性能評價。而本發(fā)明中的廣義控制性能評價參數(shù)GPS和整體控制性能評價參數(shù)DPS，通過協(xié)調(diào)評價，從單區(qū)域到多區(qū)域的指標(biāo)推導(dǎo)，適用于直流輸電參與調(diào)頻下的各調(diào)頻責(zé)任的區(qū)分。
【專利說明】
一種直流調(diào)頻參與的區(qū)域控制性能評價方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)的區(qū)域控制性能評價方法，特別是一種直流調(diào)頻參與的 區(qū)域控制性能評價方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 如今，我國電力系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)日益成熟，隨著直流輸電技術(shù)的不斷發(fā)展，直流輸 電相比于交流輸電有一些優(yōu)勢。直流輸電可以實現(xiàn)非同步聯(lián)網(wǎng)，有效隔絕了互聯(lián)區(qū)域之間 的影響。直流傳輸有功功率能夠快速調(diào)節(jié)，可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。所以直流輸電逐漸得到 更廣泛的應(yīng)用，直流輸電作為一種調(diào)頻手段，具有很大的優(yōu)勢。
[0003] 因為電力系統(tǒng)本質(zhì)是電能可持續(xù)的自由傳輸以滿足控制區(qū)域負(fù)荷不可預(yù)料的需 求，電力系統(tǒng)互聯(lián)后，各區(qū)域間的聯(lián)系更加緊密，在整個系統(tǒng)運行過程中，單區(qū)域的負(fù)荷波 動造成的頻率變化，也會對與之互聯(lián)的區(qū)域以及整個系統(tǒng)的頻率造成影響，在這樣的系統(tǒng) 中需要合理的評價標(biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行規(guī)范要求。
[0004] 自20世紀(jì)60年代以來北美電力可靠性委員（NERC)會制定了A標(biāo)準(zhǔn)起，北美開始采 用該指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)控制性能的評價，該標(biāo)準(zhǔn)被持續(xù)應(yīng)用了近40年，我國在80年代開始采用 NERC的A1、A2標(biāo)準(zhǔn)，長期運行控制實例可以驗證A標(biāo)準(zhǔn)對提高互聯(lián)電力系統(tǒng)電能質(zhì)量和自動 控制發(fā)電能力都有所幫助，但因其在應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)這一標(biāo)準(zhǔn)不能很好地阻止運行表現(xiàn)不 佳區(qū)域干擾其他區(qū)域的互聯(lián)，即為了維護(hù)自身頻率偏差在要求范圍內(nèi)，而降低對外區(qū)的支 援力度。
[0005] NERC在1997年用CPS標(biāo)準(zhǔn)替代了原有的A標(biāo)準(zhǔn)，中國電網(wǎng)于2001年開始借鑒北美 CPS標(biāo)準(zhǔn)提出相應(yīng)的評價標(biāo)準(zhǔn)，并在華東、華中、東北等區(qū)域電網(wǎng)和南方電網(wǎng)推行CPS標(biāo)準(zhǔn)， CPS標(biāo)準(zhǔn)能對各控制區(qū)對整個電力系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)所做出的貢獻(xiàn)進(jìn)行更加公平地劃分，在十 多年來的實踐應(yīng)用中體現(xiàn)出許多優(yōu)于A標(biāo)準(zhǔn)的特點，目前，CPS標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為控制性能評價 標(biāo)準(zhǔn)的主流。
[0006] 現(xiàn)有的區(qū)域控制性能評價標(biāo)準(zhǔn)從A標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展到CPS標(biāo)準(zhǔn)，但這兩種標(biāo)準(zhǔn)只針對互聯(lián) 電力系統(tǒng)沒有直流輸電參與調(diào)頻情況下的各控制區(qū)控制性能評價。通過直流聯(lián)絡(luò)線互聯(lián)的 區(qū)域，其頻率是不同步的，這是和通過交流聯(lián)絡(luò)線互聯(lián)的區(qū)域本質(zhì)區(qū)別。直流輸電參與調(diào)頻 是以連接兩側(cè)區(qū)域的頻率作為反饋信號，根據(jù)直流輸電的控制策略，改變直流傳輸?shù)挠泄?功率達(dá)到改善兩側(cè)區(qū)域頻率的作用。在直流輸電參與調(diào)頻下，頻率偏差會受到區(qū)域一次調(diào) 頻、二次調(diào)頻以及直流調(diào)頻共同調(diào)節(jié)的作用。所以對直流調(diào)頻參與的區(qū)域進(jìn)行控制性能評 價需要剝離出直流調(diào)頻的責(zé)任影響，對區(qū)域自身責(zé)任進(jìn)行控制性能評價。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為解決現(xiàn)有評價標(biāo)準(zhǔn)存在的上述問題，本發(fā)明要設(shè)計一種直流調(diào)頻參與的區(qū)域控 制性能評價方法，不僅能夠針對直流輸電參與調(diào)頻的情況，而且還可以從區(qū)域的整體調(diào)頻 責(zé)任中剝離出直流調(diào)頻的責(zé)任，只考慮區(qū)域自身責(zé)任來進(jìn)行控制性能評價。
[0008] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種直流調(diào)頻參與的區(qū)域控制性能 評價方法，包括以下步驟：
[0009] A、定義并計算廣義區(qū)域控制偏差GCE
[0010] 廣義區(qū)域控制偏差GCE是在電力系統(tǒng)中交直流輸電混聯(lián)情況下，根據(jù)發(fā)電、負(fù)荷功 率和頻率因素形成的偏差值，該值反映區(qū)域內(nèi)的發(fā)電和負(fù)荷的平衡情況。
[0011] 下面采用一般區(qū)域模型定義廣義區(qū)域控制偏差GCE:設(shè)區(qū)域A和區(qū)域B之間通過交 流聯(lián)絡(luò)線相連，區(qū)域B和區(qū)域C之間通過調(diào)頻的直流聯(lián)絡(luò)線相連。則對于區(qū)域B的廣義區(qū)域控 制偏差GCE的表現(xiàn)形式為：
[0012] GCEb = _10B A f『A Pt+ A Pd = -l〇B A f『A Pt+(Kvsci A fB-Kvsc2 A fc)
[0013] APt為交流聯(lián)絡(luò)線的有功功率變化量，APd為直流調(diào)頻導(dǎo)致的直流輸電功率變化 量，AfB為區(qū)域B的頻率偏差，Af c為區(qū)域C的頻率偏差，B為區(qū)域的頻率偏差系數(shù)。根據(jù)直流 調(diào)頻控制策略不同，交流區(qū)域B的直流調(diào)頻單位調(diào)節(jié)功率為K VSC1，交流區(qū)域C的直流調(diào)頻單 位調(diào)節(jié)功率為KVSC2。
[0014] 待評價的區(qū)域模型分為單區(qū)域模型和多區(qū)域模型，如果待評價的區(qū)域模型是單區(qū) 域模型，則轉(zhuǎn)步驟B;否則，轉(zhuǎn)步驟D。
[0015] B、計算單區(qū)域的廣義控制性能評價參數(shù)GPS
[0016] 對于直流調(diào)頻參與的交流控制區(qū)域，其中的一個指標(biāo)只單純地評價控制區(qū)域在系 統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生波動時自身自動發(fā)電控制AGC能力，所以將直流調(diào)頻的責(zé)任從實際的控制區(qū)域反 映的責(zé)任中剝離出來。
[0017]設(shè)單區(qū)域模型為采用兩個區(qū)域通過直流聯(lián)絡(luò)線互聯(lián)得到的模型。
[0018] B1、定義等效頻率偏差的約束
[0019] 定義區(qū)域i的等效頻率偏差來剝離出直流調(diào)頻的責(zé)任。把A fi等效為A fi'，意義為 區(qū)域i的實際功率缺額只由自身交流調(diào)頻能力承擔(dān)時，得到的等效頻率偏差A(yù) fV。即表示 區(qū)域i的自動發(fā)電控制AGC有功功率控制性能是達(dá)標(biāo)的，表示如下：
[0020] RMSJ： {A/iTl '} < ^iT1
[0021] 式中，AfV為區(qū)域i的等效頻率偏差；為區(qū)域i的等效頻率偏差于T1 分鐘內(nèi)在時段T2的均方根值。e i. n為區(qū)域i等效頻率偏差的T1分鐘平均值的合格目標(biāo)值。 [0022] B2、計算等效頻率偏差
[0023]通過廣義區(qū)域控制偏差GCE表示得到區(qū)域i的實際頻率偏差，有
[0025]把對側(cè)直流調(diào)頻所需的支援量和本側(cè)直流調(diào)頻的能力剝離出去，得到等效頻率偏 差A(yù) fV為：
[0027] GCEi為區(qū)域i的廣義區(qū)域控制偏差，Bi為區(qū)域i的頻率偏差系數(shù)。此等效頻率偏差A(yù) fV即為對區(qū)域控制性能評價的等效指標(biāo)，其含義為區(qū)域i的實際有功功率缺額僅由自身一 次調(diào)頻能力承擔(dān)時造成的等效頻率偏差。
[0028] B3、計算廣義符合因子GCF
[0029]廣義符合因子GCF定義如下：
Luuj-i J兵甲：卜稱1731力、功但；￡i.iT3K域i的等效頻率偏差的1分鐘平均值的合格目 標(biāo)值，通常取為區(qū)域i上一年基于1分鐘平均的等效頻率偏差的均方根值。
[0032] B4、計算廣義控制性能評價參數(shù)GPS
[0033]廣義控制性能評價參數(shù)GPS的定義如下：
[0034] GPS=(2-AVGt{GCF}) X100
[0035] 其中，AVGt {GCF}為GCF在時段T內(nèi)的平均值，T為時間尺度，通常取為1小時、1天、1 月或1年。
[0036] GPS取值范圍為GPS彡200。當(dāng)100彡GPS彡200時，說明區(qū)域i的自身控制滿足要求。 當(dāng)GPS<100時，說明區(qū)域i的自身調(diào)頻能力超出了影響范圍。
[0037] C、計算單區(qū)域的整體控制性能評價參數(shù)DPS
[0038]對于直流調(diào)頻參與的區(qū)域，另一個指標(biāo)是在自身的一次調(diào)頻和二次調(diào)頻能力以及 直流調(diào)頻能力共同影響下，評價控制區(qū)域整體的有功功率調(diào)節(jié)行為是否達(dá)標(biāo)。通過該區(qū)域 的實際頻率變化反映整體有功功率調(diào)節(jié)行為的能力。
[0039] C1、定義實際頻率偏差的約束
[0040] 區(qū)域的實際頻率偏差A(yù) h，反映的是區(qū)域i的實際功率缺額以及對側(cè)所需求的直 流調(diào)頻支援量由自身一次調(diào)頻及直流調(diào)頻能力共同承擔(dān)時，得到的實際頻差A(yù) h。即表示 區(qū)域i的自動發(fā)電控制AGC和直流調(diào)頻共同作用的有功功率控制性能是達(dá)標(biāo)的，表示如下：
[0041] 贏.12{[卜 6'.!丨
[0042] 式中，Afi為區(qū)域i的實際頻率偏差;_72<[^^為區(qū)域i的實際頻率偏差于T1分 鐘內(nèi)在時段T2的均方根值。e i. n為區(qū)域i實際頻率偏差的T1分鐘平均值的合格目標(biāo)值。
[0043] C2、采集實際頻率偏差
[0044] 實際頻率偏差A(yù) h通過電力系統(tǒng)的監(jiān)測設(shè)備直接監(jiān)測得到。
[0045] C3、計算直流符合因子
[0046] 直流符合因子DCF定義如下：
[0048]其中：下標(biāo)1為1分鐘平均值;eu為區(qū)域i的實際頻率偏差的1分鐘平均值的合格目 標(biāo)值，取為區(qū)域i上一年基于1分鐘平均的實際頻率偏差的均方根值。
[0049] C4、計算整體控制性能評價參數(shù)DPS
[0050]整體控制性能評價參數(shù)DPS的定義如下：
[0051] DPS=(2-AVGt{DCF}) X100
[0052] AVGt {DCF}為DCF在時段T內(nèi)的平均值，T為時間尺度，通常取為1小時、1天、1月或1 年。
[0053] DPS取值范圍為DPS彡200。當(dāng)100彡DPS彡200時，說明區(qū)域i的整體控制滿足要求。 當(dāng)DPS<100時，說明區(qū)域i的整體調(diào)頻能力超出了影響范圍。
[0054] 轉(zhuǎn)步驟F。
[0055] D、計算多區(qū)域的廣義控制性能評價參數(shù)GPS
[0056] 設(shè)多區(qū)域模型為:大區(qū)域之間通過直流聯(lián)絡(luò)線互聯(lián)，大區(qū)域包括多個通過交流聯(lián) 絡(luò)線連接的子區(qū)域。
[0057]大區(qū)域之間通過直流輸電互聯(lián)并參與調(diào)頻。這種情況下，需要定義各子區(qū)域的責(zé) 任問題，并提出各子區(qū)域的指標(biāo)。
[0058]步驟B得到的單區(qū)域廣義控制性能評價參數(shù)GPS，其實相當(dāng)于多區(qū)域互聯(lián)下的大區(qū) 域S的廣義控制性能評價參數(shù)GPS，反映此大區(qū)域自身調(diào)頻能力。為了得到多區(qū)域互聯(lián)時，各 子區(qū)域的廣義控制性能評價參數(shù)GPS責(zé)任，需要把這個大區(qū)域的責(zé)任進(jìn)行分?jǐn)偂?br>[0059] D1、計算等效頻率偏差
[0060]把對側(cè)直流調(diào)頻所需的支援量和本側(cè)直流調(diào)頻的能力剝離出去，得到大區(qū)域S整 體的等效頻率偏差A(yù) fs '為：
Ar
[0062] 其中，為大區(qū)域s的廣義區(qū)域控制偏差等于各子區(qū)域的廣義區(qū)域 控制偏差之和。
[0063] 等效頻率偏差A(yù) fs'即為對區(qū)域控制性能評價的等效指標(biāo)，其含義為區(qū)域S的實際 有功功率缺額僅由自身一次調(diào)頻能力承擔(dān)時造成的等效頻率偏差。
[0064] D2、計算廣義符合因子
[0065]多區(qū)域廣義控制性能評價參數(shù)GPS中的廣義符合因子GCF定義如下： L〇〇67」其中：下標(biāo)1為1
分鐘平均值；eu為區(qū)域i的等效頻率偏差的1分鐘平均值的合格目 標(biāo)值，取為區(qū)域i上一年基于1分鐘平均的等效頻率偏差的均方根值；A fu'為大區(qū)域S的等 效頻率偏差，也是各子區(qū)域的等效頻率偏差;GCEiS子區(qū)域i的廣義區(qū)域控制偏差為子區(qū) 域i的頻率偏差系數(shù)。
[0068] D3、計算GPS參數(shù)
[0069] 多區(qū)域廣義控制性能評價參數(shù)GPS的定義如下：
[0070] GPS=(2-AVGt{GCF}) X100
[0071 ] AVGt {GCF}為GCF在時段T內(nèi)的平均值，T為時間尺度，通常取為1小時、1天、1月或1 年。
[0072] GPS取值范圍為GPS彡200。當(dāng)100彡GPS彡200時，說明區(qū)域i的自身控制滿足要求。 當(dāng)GPS < 100時，說明區(qū)域i的自身控制已經(jīng)超出影響范圍。
[0073] D4、廣義控制性能評價參數(shù)GPS分析
[0074]廣義控制性能評價參數(shù)GPS表明各子區(qū)域剝離出分?jǐn)偟阶陨淼闹绷髡{(diào)頻責(zé)任，得 到的自身交流調(diào)頻能力的責(zé)任。GCEdPGCEs乘積為負(fù)，表明子區(qū)域i對大區(qū)域S的頻率恢復(fù)是 有利的。廣義控制性能評價參數(shù)GPS反映了子區(qū)域i自身調(diào)頻能力是否超出了影響范圍，以 及是否對外區(qū)域造成影響。
[0075] E、計算多區(qū)域整體控制性能評價參數(shù)DPS
[0076]步驟C得到的單區(qū)域整體控制性能評價參數(shù)DPS，其實相當(dāng)于多區(qū)域互聯(lián)下的大區(qū) 域的整體控制性能評價參數(shù)DPS，反映此大區(qū)域S整體調(diào)頻能力。為了得到多區(qū)域互聯(lián)時，各 子區(qū)域的整體控制性能評價參數(shù)DPS，就需要把這個大區(qū)域的整體責(zé)任進(jìn)行分?jǐn)偂?br>[0077] E1、計算直流符合因子
[0078]多區(qū)域整體控制性能評價參數(shù)DPS中直流符合因子DCF定義如下：
[0080]其中：下標(biāo)1為1分鐘平均值;eu為區(qū)域i的實際頻率偏差的1分鐘平均值的合格目 標(biāo)值，通常取為區(qū)域i上一年基于1分鐘平均的實際頻率偏差的均方根值；A &3為大區(qū)域S 的實際頻率偏差，也是各子區(qū)域的實際頻率偏差;(^為子區(qū)域i的頻率偏差系數(shù)占所在大區(qū) 域S的頻率偏差系數(shù)的比值。
[0081 ] E2、計算整體控制性能評價參數(shù)DPS
[0082]多區(qū)域整體控制性能評價參數(shù)DPS的定義如下：
[0083] DPS=(2-AVGt{DCF}) X100
[0084] AVGt {DCF}為DCF在時段T內(nèi)的平均值，T為時間尺度，通常取為1小時、1天、1月或1 年。
[0085] DPS取值范圍為DPS彡200。當(dāng)100彡DPS彡200時，說明區(qū)域i的整體控制能力滿足要 求。當(dāng)DPS<100時，區(qū)域i的整體控制已經(jīng)超出影響范圍。
[0086] E3、整體控制性能評價參數(shù)DPS分析
[0087]整體控制性能評價參數(shù)DPS作為評價子區(qū)域整體的有功功率調(diào)節(jié)能力，包含了自 身的交流調(diào)頻能力，還有按照h系數(shù)分?jǐn)偟阶訁^(qū)域i的直流調(diào)頻責(zé)任的比例。當(dāng)DCF〈0時，表 示該區(qū)域除了把自身責(zé)任調(diào)節(jié)的很好之外，分配到該區(qū)域直流調(diào)頻責(zé)任，自身也承擔(dān)的很 好，該區(qū)域有利于減少系統(tǒng)實際頻率偏差。DPS參數(shù)反映了子區(qū)域i自身調(diào)頻能力以及分?jǐn)?到本區(qū)域的直流調(diào)頻責(zé)任，即整體調(diào)頻能力是否超出了影響范圍。
[0088] F、兩種參數(shù)協(xié)調(diào)評價
[0089] 在直流調(diào)頻的影響下，控制區(qū)域的功率調(diào)節(jié)行為受到自動發(fā)電控制AGC以及直流 調(diào)頻共同作用的影響，所以需要分兩種情況進(jìn)行評價，一種是控制區(qū)域剝離出直流調(diào)頻的 影響情況對控制區(qū)域自身的自動發(fā)電控制AGC調(diào)節(jié)行為進(jìn)行控制性能評價，即廣義控制性 能評價參數(shù)GPS。另一種是控制區(qū)域由自身自動發(fā)電控制AGC以及直流調(diào)頻共同作用的調(diào)節(jié) 行為進(jìn)行控制性能評價，即整體控制性能評價參數(shù)DPS。
[0090] 雖然兩種指標(biāo)考慮的責(zé)任范圍不同，但是通過搭配評價分析，找出各有功控制行 為的能力是否達(dá)標(biāo)。等效頻率偏差反映的是控制區(qū)域自身的AGC調(diào)頻能力，而實際頻率偏差 反映的是控制區(qū)域由自身AGC調(diào)節(jié)以及直流調(diào)頻能力共同作用的影響結(jié)果。所以這兩個參 數(shù)是一種包含關(guān)系，實際頻率偏差反映的責(zé)任包含了等效頻率偏差反映的責(zé)任。下面通過 參數(shù)搭配，對各種情況進(jìn)行分析，來找出責(zé)任關(guān)系：
[0091] F1、當(dāng) 100 彡 GPS 彡 200、DPS<100 時
[0092] 當(dāng)?shù)刃ьl率偏差的均方根值在目標(biāo)值的范圍內(nèi)時，說明區(qū)域自身調(diào)頻能力是滿足 設(shè)定目標(biāo)的范圍，并沒有對外區(qū)域造成影響。而實際頻率偏差的均方根值超過了目標(biāo)值，說 明控制區(qū)域?qū)嶋H的整體有功控制能力是超出了影響范圍。由于兩者是包含關(guān)系，所以說明 是由于直流調(diào)頻的能力沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，或是直流調(diào)頻支援對側(cè)支援量過大導(dǎo)致實際頻率偏 差過大以及該區(qū)域整體指標(biāo)沒有達(dá)標(biāo)。
[0093] F2、當(dāng) GPS<100、100 彡 DPS 彡 200 時
[0094] 當(dāng)?shù)刃ьl率偏差的均方根值超過了目標(biāo)值，說明區(qū)域自身調(diào)頻能力是超出了影響 范圍，并對外區(qū)域造成了影響。當(dāng)實際頻率偏差的均方根值在目標(biāo)值的范圍內(nèi)時，說明控制 區(qū)域?qū)嶋H的整體有功控制能力是滿足設(shè)定目標(biāo)的范圍內(nèi)。由于兩者是包含關(guān)系，所以說明 區(qū)域自身調(diào)頻能力不足導(dǎo)致無法滿足自身需求，造成評價自身能力指標(biāo)沒有達(dá)標(biāo)，但是在 直流調(diào)頻的支援下，對該區(qū)域整體的控制性能有積極的影響，使得實際整體指標(biāo)達(dá)到要求。
[0095] F3、當(dāng) GPS<100、DPS<100 時
[0096] 當(dāng)?shù)刃ьl率偏差的均方根值超過了目標(biāo)值，說明區(qū)域自身調(diào)頻能力是超出了影響 范圍，并對外區(qū)域造成了影響。當(dāng)實際頻率偏差的均方根值也超出了目標(biāo)值的范圍時，說明 控制區(qū)域?qū)嶋H的整體有功控制能力也超出了影響范圍。由于兩者是包含關(guān)系，所以說明區(qū) 域自身調(diào)頻能力不足導(dǎo)致無法滿足自身需求，造成評價自身能力指標(biāo)沒有達(dá)標(biāo)，即使有直 流調(diào)頻的支援，對該區(qū)域整體的控制性能有消極的影響，使得實際整體指標(biāo)沒有達(dá)到要求。
[0097] F4、當(dāng) 100 彡 GPS 彡 200、100 彡 DPS 彡 200 時
[0098] 當(dāng)?shù)刃ьl率偏差的均方根值在目標(biāo)值的范圍內(nèi)時，說明區(qū)域自身調(diào)頻能力是滿足 設(shè)定目標(biāo)的范圍，并沒有對外區(qū)域造成影響。而實際頻率偏差的均方根值也達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)，說 明控制區(qū)域?qū)嶋H的整體有功控制能力也是在影響范圍內(nèi)。由于兩者是包含關(guān)系，所以說明 區(qū)域自身調(diào)頻能力能夠滿足自身需求，并在直流調(diào)頻參與下，對該區(qū)域整體的控制性能仍 未超出影響范圍，使得實際整體指標(biāo)也達(dá)到要求。
[0099] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0100]通過直流聯(lián)絡(luò)線互聯(lián)的區(qū)域，其頻率是不同步的，這是和通過交流聯(lián)絡(luò)線互聯(lián)的 區(qū)域本質(zhì)區(qū)別?，F(xiàn)有技術(shù)中體現(xiàn)區(qū)域?qū)嶋H功率缺額的區(qū)域控制偏差A(yù)CE，不適用于直流輸電 參與調(diào)頻。同時，對AGC控制性能評價，現(xiàn)有技術(shù)中無論是A標(biāo)準(zhǔn)還是CPS標(biāo)準(zhǔn)都只適用于交 流聯(lián)絡(luò)線互聯(lián)。而直流輸電參與調(diào)頻是以連接兩側(cè)區(qū)域的頻率作為反饋信號，根據(jù)直流輸 電的控制策略，改變直流傳輸?shù)挠泄β蔬_(dá)到改善兩側(cè)區(qū)域頻率的作用。本發(fā)明中提出的 廣義區(qū)域控制偏差GCE，適用于直流輸電參與調(diào)頻。在直流輸電參與調(diào)頻下，頻率偏差會受 到區(qū)域一次調(diào)頻、二次調(diào)頻以及直流調(diào)頻共同調(diào)節(jié)的作用。所以對直流調(diào)頻參與的區(qū)域進(jìn) 行控制性能評價需要剝離出直流調(diào)頻的責(zé)任影響，對區(qū)域自身責(zé)任進(jìn)行控制性能評價。而 本發(fā)明中的廣義控制性能評價參數(shù)GPS和整體控制性能評價參數(shù)DPS，通過協(xié)調(diào)評價，從單 區(qū)域到多區(qū)域的指標(biāo)推導(dǎo)，適用于直流輸電參與調(diào)頻下的各調(diào)頻責(zé)任的區(qū)分。
[0101] 說明書附圖
[0102]圖1為一般區(qū)域模型圖。
[0103] 圖2為單區(qū)域模型圖。
[0104] 圖3為多區(qū)域模型圖。
[0105] 圖4為本發(fā)明的流程圖。
【具體實施方式】
[0106] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步地說明。如圖4所示，一種直流調(diào)頻參與的區(qū)域 控制性能評價方法，包括以下步驟：
[0107] A、定義并計算廣義區(qū)域控制偏差GCE。
[0108]圖1所示為一般區(qū)域模型圖，區(qū)域A和區(qū)域B之間通過交流聯(lián)絡(luò)線相連，區(qū)域B和區(qū) 域C之間通過調(diào)頻的直流聯(lián)絡(luò)線相連。
[0109 ] B、計算單區(qū)域的廣義控制性能評價參數(shù)GPS。
[0110] 圖2所示為單區(qū)域模型圖，采用兩個區(qū)域通過直流聯(lián)絡(luò)線互聯(lián)得到。
[0111] C、計算單區(qū)域的整體控制性能評價參數(shù)DPS。
[0112] D、計算多區(qū)域的廣義控制性能評價參數(shù)GPS。
[0113] 圖3所示為多區(qū)域模型圖。大區(qū)域之間通過直流聯(lián)絡(luò)線互聯(lián)，大區(qū)域包括多個通過 交流聯(lián)絡(luò)線連接的子區(qū)域。如子區(qū)域A、B和C組成大區(qū)域S1，子區(qū)域D、E和F組成大區(qū)域S2。
[0114] E、計算多區(qū)域的整體控制性能評價參數(shù)DPS。
[0115] F、兩種參數(shù)協(xié)調(diào)評價。
[0116] 上述步驟的內(nèi)容與
【發(fā)明內(nèi)容】
的內(nèi)容相同，在此不重復(fù)。按照不同的時間尺度和時 間間隔采集相應(yīng)的數(shù)據(jù)即可進(jìn)行評價。
[0117] 本發(fā)明不局限于本實施例，任何在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)的等同構(gòu)思或者改 變，均列為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種直流調(diào)頻參與的區(qū)域控制性能評價方法，其特征在于:包括以下步驟： A、 定義并計算廣義區(qū)域控制偏差GCE 廣義區(qū)域控制偏差GCE是在電力系統(tǒng)中交直流輸電混聯(lián)情況下，根據(jù)發(fā)電、負(fù)荷功率和 頻率因素形成的偏差值，該值反映區(qū)域內(nèi)的發(fā)電和負(fù)荷的平衡情況； 下面采用一般區(qū)域模型定義廣義區(qū)域控制偏差GCE:設(shè)區(qū)域A和區(qū)域B之間通過交流聯(lián) 絡(luò)線相連，區(qū)域B和區(qū)域C之間通過調(diào)頻的直流聯(lián)絡(luò)線相連;則對于區(qū)域B的廣義區(qū)域控制偏 差GCE的表現(xiàn)形式為： GCEb = -10B Δ fB- Δ Pt+ Δ Pd = -l〇B Δ fB- Δ Pt+(KVsci Δ fB-KVSc2 Δ fc) APt為交流聯(lián)絡(luò)線的有功功率變化量，APd為直流調(diào)頻導(dǎo)致的直流輸電功率變化量，Λ fB為區(qū)域Β的頻率偏差，為區(qū)域C的頻率偏差，Β為區(qū)域的頻率偏差系數(shù);根據(jù)直流調(diào)頻控 制策略不同，交流區(qū)域B的直流調(diào)頻單位調(diào)節(jié)功率為K VSC1，交流區(qū)域C的直流調(diào)頻單位調(diào)節(jié) 功率為KVSC2 ; 待評價的區(qū)域模型分為單區(qū)域模型和多區(qū)域模型，如果待評價的區(qū)域模型是單區(qū)域模 型，則轉(zhuǎn)步驟B;否則，轉(zhuǎn)步驟D; B、 計算單區(qū)域的廣義控制性能評價參數(shù)GPS 對于直流調(diào)頻參與的交流控制區(qū)域，其中的一個指標(biāo)只單純地評價控制區(qū)域在系統(tǒng)內(nèi) 產(chǎn)生波動時自身自動發(fā)電控制AGC能力，所以將直流調(diào)頻的責(zé)任從實際的控制區(qū)域反映的 責(zé)任中剝尚出來； 設(shè)單區(qū)域模型為采用兩個區(qū)域通過直流聯(lián)絡(luò)線互聯(lián)得到的模型； B1、定義等效頻率偏差的約束 定義區(qū)域i的等效頻率偏差來剝離出直流調(diào)頻的責(zé)任;把A fi等效為△ fi '，意義為區(qū)域 i的實際功率缺額只由自身交流調(diào)頻能力承擔(dān)時，得到的等效頻率偏差A(yù)h即表示區(qū)域i 的自動發(fā)電控制AGC有功功率控制性能是達(dá)標(biāo)的，表不如下：式中，AfV為區(qū)域i的等效頻率偏差;[為區(qū)域i的等效頻率偏差于T1分鐘 內(nèi)在時段T2的均方根值;ε i. η為區(qū)域i等效頻率偏差的T1分鐘平均值的合格目標(biāo)值； B2、計算等效頻率偏差 通過廣義區(qū)域控制偏差GCE表示得到區(qū)域i的實際頻率偏差，有把對側(cè)直流調(diào)頻所需的支援量和本側(cè)直流調(diào)頻的能力剝離出去，得到等效頻率偏差A(yù) fV為：GCEi為區(qū)域i的廣義區(qū)域控制偏差，Bi為區(qū)域i的頻率偏差系數(shù);此等效頻率偏差A(yù)fV 即為對區(qū)域控制性能評價的等效指標(biāo)，其含義為區(qū)域i的實際有功功率缺額僅由自身一次 調(diào)頻能力承擔(dān)時造成的等效頻率偏差； B3、計算廣義符合因子GCF 廣義符合因子GCF定義如下·其中：下標(biāo)1為1分鐘平均值；為區(qū)域i的等效頻率偏差的1分鐘平均值的合格目標(biāo) 值，通常取為區(qū)域i上一年基于1分鐘平均的等效頻率偏差的均方根值； B4、計算廣義控制性能評價參數(shù)GPS 廣義控制性能評價參數(shù)GPS的定義如下： GPS=(2-AVGx{GCF})X100 其中，AVGt {GCF}為GCF在時段T內(nèi)的平均值，T為時間尺度，通常取為1小時、1天、1月或1 年； GPS取值范圍為GPS彡200;當(dāng)100彡GPS彡200時，說明區(qū)域i的自身控制滿足要求；當(dāng)GPS <100時，說明區(qū)域i的自身調(diào)頻能力超出了影響范圍； C、計算單區(qū)域的整體控制性能評價參數(shù)DPS 對于直流調(diào)頻參與的區(qū)域，另一個指標(biāo)是在自身的一次調(diào)頻和二次調(diào)頻能力以及直流 調(diào)頻能力共同影響下，評價控制區(qū)域整體的有功功率調(diào)節(jié)行為是否達(dá)標(biāo);通過該區(qū)域的實 際頻率變化反映整體有功功率調(diào)節(jié)行為的能力； C1、定義實際頻率偏差的約束 區(qū)域的實際頻率偏差A(yù) h，反映的是區(qū)域i的實際功率缺額以及對側(cè)所需求的直流調(diào)頻 支援量由自身一次調(diào)頻及直流調(diào)頻能力共同承擔(dān)時，得到的實際頻差A(yù) f1;即表示區(qū)域i的 自動發(fā)電控制AGC和直流調(diào)頻共同作用的有功功率控制性能是達(dá)標(biāo)的，表示如下：式中，ΔΑ為區(qū)域i的實際頻率偏差：勺區(qū)域i的實際頻率偏差于T1分鐘內(nèi) 在時段T2的均方根值;h.n為區(qū)域i實際頻率偏差的T1分鐘平均值的合格目標(biāo)值； C2、米集實際頻率偏差 實際頻率偏差△h通過電力系統(tǒng)的監(jiān)測設(shè)備直接監(jiān)測得到； C3、計算直流符合因子 直流符合因子DCF定義如下：其中：下標(biāo)1為1分鐘平均值；為區(qū)域i的實際頻率偏差的1分鐘平均值的合格目標(biāo) 值，取為區(qū)域i上一年基于1分鐘平均的實際頻率偏差的均方根值； C4、計算整體控制性能評價參數(shù)DPS 整體控制性能評價參數(shù)DPS的定義如下： DPS=(2-AVGx{DCF})X100 AVGT{DCF}為DCF在時段T內(nèi)的平均值，T為時間尺度，通常取為1小時、1天、1月或1年； DPS取值范圍為DPS彡200;當(dāng)100彡DPS彡200時，說明區(qū)域i的整體控制滿足要求；當(dāng)DPS <100時，說明區(qū)域i的整體調(diào)頻能力超出了影響范圍； 轉(zhuǎn)步驟F; D、計算多區(qū)域的廣義控制性能評價參數(shù)GPS 設(shè)多區(qū)域模型為：大區(qū)域之間通過直流聯(lián)絡(luò)線互聯(lián)，大區(qū)域包括多個通過交流聯(lián)絡(luò)線 連接的子區(qū)域； 大區(qū)域之間通過直流輸電互聯(lián)并參與調(diào)頻;這種情況下，需要定義各子區(qū)域的責(zé)任問 題，并提出各子區(qū)域的指標(biāo)； 步驟B得到的單區(qū)域廣義控制性能評價參數(shù)GPS，其實相當(dāng)于多區(qū)域互聯(lián)下的大區(qū)域S 的廣義控制性能評價參數(shù)GPS，反映此大區(qū)域自身調(diào)頻能力；為了得到多區(qū)域互聯(lián)時，各子 區(qū)域的廣義控制性能評價參數(shù)GPS責(zé)任，需要把這個大區(qū)域的責(zé)任進(jìn)行分?jǐn)偅? D1、計算等效頻率偏差 把對側(cè)直流調(diào)頻所需的支援量和本側(cè)直流調(diào)頻的能力剝離出去，得到大區(qū)域S整體的 等效頻率偏差A(yù)fs'為：其中為大區(qū)域S的廣義區(qū)域控制偏差等于各子區(qū)域的廣義區(qū)域控制 偏差之和； 等效頻率偏差A(yù)fs'即為對區(qū)域控制性能評價的等效指標(biāo)，其含義為區(qū)域S的實際有功 功率缺額僅由自身一次調(diào)頻能力承擔(dān)時造成的等效頻率偏差； D2、計算廣義符合因子 多區(qū)域廣義控制性能評價參數(shù)GPS中的廣義符合因子GCF定義如下：其中：下標(biāo)1為1分鐘平均值；為區(qū)域i的等效頻率偏差的1分鐘平均值的合格目標(biāo) 值，取為區(qū)域i上一年基于1分鐘平均的等效頻率偏差的均方根值；A fu'為大區(qū)域S的等效 頻率偏差，也是各子區(qū)域的等效頻率偏差;GCEiS子區(qū)域i的廣義區(qū)域控制偏差;子區(qū)域 i的頻率偏差系數(shù)； D3、計算GPS參數(shù) 多區(qū)域廣義控制性能評價參數(shù)GPS的定義如下： GPS=(2-AVGx{GCF})X100 AVGT{GCF}為GCF在時段T內(nèi)的平均值，T為時間尺度，通常取為1小時、1天、1月或1年； GPS取值范圍為GPS彡200;當(dāng)100彡GPS彡200時，說明區(qū)域i的自身控制滿足要求；當(dāng)GPS < 100時，說明區(qū)域i的自身控制已經(jīng)超出影響范圍； D4、廣義控制性能評價參數(shù)GPS分析 廣義控制性能評價參數(shù)GPS表明各子區(qū)域剝離出分?jǐn)偟阶陨淼闹绷髡{(diào)頻責(zé)任，得到的 自身交流調(diào)頻能力的責(zé)任;GCEi和GCEs乘積為負(fù)，表明子區(qū)域i對大區(qū)域S的頻率恢復(fù)是有利 的；廣義控制性能評價參數(shù)GPS反映了子區(qū)域i自身調(diào)頻能力是否超出了影響范圍，以及是 否對外區(qū)域造成影響； E、 計算多區(qū)域整體控制性能評價參數(shù)DPS 步驟C得到的單區(qū)域整體控制性能評價參數(shù)DPS，其實相當(dāng)于多區(qū)域互聯(lián)下的大區(qū)域的 整體控制性能評價參數(shù)DPS，反映此大區(qū)域S整體調(diào)頻能力;為了得到多區(qū)域互聯(lián)時，各子區(qū) 域的整體控制性能評價參數(shù)DPS，就需要把這個大區(qū)域的整體責(zé)任進(jìn)行分?jǐn)偅? E1、計算直流符合因子 多區(qū)域整體控制性能評價參數(shù)DPS中直流符合因子DCF定義如下：其中：下標(biāo)1為1分鐘平均值；為區(qū)域i的實際頻率偏差的1分鐘平均值的合格目標(biāo) 值，通常取為區(qū)域i上一年基于1分鐘平均的實際頻率偏差的均方根值；A &^為大區(qū)域S的 實際頻率偏差，也是各子區(qū)域的實際頻率偏差;〇1為子區(qū)域i的頻率偏差系數(shù)占所在大區(qū)域 S的頻率偏差系數(shù)的比值； E2、計算整體控制性能評價參數(shù)DPS 多區(qū)域整體控制性能評價參數(shù)DPS的定義如下： DPS=(2-AVGx{DCF})X100 AVGT{DCF}為DCF在時段T內(nèi)的平均值，T為時間尺度，通常取為1小時、1天、1月或1年； DPS取值范圍為DPS彡200;當(dāng)100彡DPS彡200時，說明區(qū)域i的整體控制能力滿足要求； 當(dāng)DPS<100時，區(qū)域i的整體控制已經(jīng)超出影響范圍； E3、整體控制性能評價參數(shù)DPS分析 整體控制性能評價參數(shù)DPS作為評價子區(qū)域整體的有功功率調(diào)節(jié)能力，包含了自身的 交流調(diào)頻能力，還有按照cu系數(shù)分?jǐn)偟阶訁^(qū)域i的直流調(diào)頻責(zé)任的比例；當(dāng)DCF〈0時，表示該 區(qū)域除了把自身責(zé)任調(diào)節(jié)的很好之外，分配到該區(qū)域直流調(diào)頻責(zé)任，自身也承擔(dān)的很好，該 區(qū)域有利于減少系統(tǒng)實際頻率偏差;DPS參數(shù)反映了子區(qū)域i自身調(diào)頻能力以及分?jǐn)偟奖緟^(qū) 域的直流調(diào)頻責(zé)任，即整體調(diào)頻能力是否超出了影響范圍； F、 兩種參數(shù)協(xié)調(diào)評價 在直流調(diào)頻的影響下，控制區(qū)域的功率調(diào)節(jié)行為受到自動發(fā)電控制AGC以及直流調(diào)頻 共同作用的影響，所以需要分兩種情況進(jìn)行評價，一種是控制區(qū)域剝離出直流調(diào)頻的影響 情況對控制區(qū)域自身的自動發(fā)電控制AGC調(diào)節(jié)行為進(jìn)行控制性能評價，即廣義控制性能評 價參數(shù)GPS;另一種是控制區(qū)域由自身自動發(fā)電控制AGC以及直流調(diào)頻共同作用的調(diào)節(jié)行為 進(jìn)行控制性能評價，即整體控制性能評價參數(shù)DPS; 雖然兩種指標(biāo)考慮的責(zé)任范圍不同，但是通過搭配評價分析，找出各有功控制行為的 能力是否達(dá)標(biāo);等效頻率偏差反映的是控制區(qū)域自身的AGC調(diào)頻能力，而實際頻率偏差反映 的是控制區(qū)域由自身AGC調(diào)節(jié)以及直流調(diào)頻能力共同作用的影響結(jié)果;所以這兩個參數(shù)是 一種包含關(guān)系，實際頻率偏差反映的責(zé)任包含了等效頻率偏差反映的責(zé)任；下面通過參數(shù) 搭配，對各種情況進(jìn)行分析，來找出責(zé)任關(guān)系： F1、當(dāng) 100 彡 GPS 彡 200、DPS<100 時 當(dāng)?shù)刃ьl率偏差的均方根值在目標(biāo)值的范圍內(nèi)時，說明區(qū)域自身調(diào)頻能力是滿足設(shè)定 目標(biāo)的范圍，并沒有對外區(qū)域造成影響;而實際頻率偏差的均方根值超過了目標(biāo)值，說明控 制區(qū)域?qū)嶋H的整體有功控制能力是超出了影響范圍；由于兩者是包含關(guān)系，所以說明是由 于直流調(diào)頻的能力沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，或是直流調(diào)頻支援對側(cè)支援量過大導(dǎo)致實際頻率偏差過 大以及該區(qū)域整體指標(biāo)沒有達(dá)標(biāo)； F2、當(dāng) GPS< 100、100 彡 DPS 彡 200 時 當(dāng)?shù)刃ьl率偏差的均方根值超過了目標(biāo)值，說明區(qū)域自身調(diào)頻能力是超出了影響范 圍，并對外區(qū)域造成了影響；當(dāng)實際頻率偏差的均方根值在目標(biāo)值的范圍內(nèi)時，說明控制區(qū) 域?qū)嶋H的整體有功控制能力是滿足設(shè)定目標(biāo)的范圍內(nèi)；由于兩者是包含關(guān)系，所以說明區(qū) 域自身調(diào)頻能力不足導(dǎo)致無法滿足自身需求，造成評價自身能力指標(biāo)沒有達(dá)標(biāo)，但是在直 流調(diào)頻的支援下，對該區(qū)域整體的控制性能有積極的影響，使得實際整體指標(biāo)達(dá)到要求； F3、當(dāng) GPS<100、DPS<100 時 當(dāng)?shù)刃ьl率偏差的均方根值超過了目標(biāo)值，說明區(qū)域自身調(diào)頻能力是超出了影響范 圍，并對外區(qū)域造成了影響；當(dāng)實際頻率偏差的均方根值也超出了目標(biāo)值的范圍時，說明控 制區(qū)域?qū)嶋H的整體有功控制能力也超出了影響范圍；由于兩者是包含關(guān)系，所以說明區(qū)域 自身調(diào)頻能力不足導(dǎo)致無法滿足自身需求，造成評價自身能力指標(biāo)沒有達(dá)標(biāo)，即使有直流 調(diào)頻的支援，對該區(qū)域整體的控制性能有消極的影響，使得實際整體指標(biāo)沒有達(dá)到要求； F4、當(dāng) 100 彡 GPS 彡 200、100 彡 DPS 彡 200 時 當(dāng)?shù)刃ьl率偏差的均方根值在目標(biāo)值的范圍內(nèi)時，說明區(qū)域自身調(diào)頻能力是滿足設(shè)定 目標(biāo)的范圍，并沒有對外區(qū)域造成影響;而實際頻率偏差的均方根值也達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)，說明控 制區(qū)域?qū)嶋H的整體有功控制能力也是在影響范圍內(nèi)；由于兩者是包含關(guān)系，所以說明區(qū)域 自身調(diào)頻能力能夠滿足自身需求，并在直流調(diào)頻參與下，對該區(qū)域整體的控制性能仍未超 出影響范圍，使得實際整體指標(biāo)也達(dá)到要求。
【文檔編號】H02J3/36GK105958524SQ201610541012
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年7月11日
【發(fā)明人】李衛(wèi)東, 王巖, 王海霞, 巴宇
【申請人】大連理工大學(xué)