基于CPS标准的火电机组AGC模糊优化控制策略

根据自动发电控制基本原理与电力系统负荷-频率控制的一般过程,将传统火电机组再热汽轮机及其调速器系统的开环模型优化为串级系统模型,利用MATLAB/Simulink仿真平台,分别采用传统比例-积分-微分(proportion integration differentiation,PID)控制和模糊优化控制策略进行比较分析,在改进的控制性能标准(control performance standard,CPS)下对控制策略进行检验,结果表明参数自整定的模糊PID控制下CPS滚动值的波动范围小,同时控制指标也有明显提升。

基于CPS标准的AGC控制策略分析

介绍了能量管理系统(EMS)中适应CPS控制标准的新的AGC控制策略,并结合云南电网的特点,对AGC控制策略作了进一步完善。这些处理方法有利于提高南方电网频率控制质量。

基于CPS标准的互联电网最优自动发电控制策略研究

研究了考虑CPS的互联电网自动发电控制问题,提出了基于CPS和最优动态闭环控制的自动发电控制策略,在区域间互联电网中建立自动发电控制状态空间数学模型,采用了外点罚函数法进行目标函数的求解,并计及了CPS的新动态性能指标。与传统A标准下的PI控制策略相比,文中提出的方法考虑了区域控制偏差对系统频率恢复的贡献,明显地提高了CPS考核指标,降低了AGC机组的调节次数,减少了发电成本。同时,结合了最优化控制的良好的内部感知能力和动态适应性的优点。通过仿真分析,并与传统的控制策略相比较,结果表明文中提出的控制策略具有更优异的动态特性和更好的调节性能。

基于平均报酬模型全过程R(λ)学习的互联电网CPS最优控制

提出了一种新颖的基于平均报酬模型的全过程R(λ)学习互联电力系统CPS最优控制方法。该方法与电网自动发电控制(AGC)追求较高的考核时间段内的10min平均控制性能标准(CPS)指标合格率的目标相吻合,且所提出的基于平均报酬模型的R(λ)学习算法与基于折扣报酬模型的Q(λ)学习算法相比,在线学习收敛速度更快,可获得更佳的CPS指标。此外,所提出的改进的R(λ)控制器具有全过程在线学习的特点,其预学习过程被一种新型的在线"模仿学习"所代替,克服了以往强化学习控制需要另外搭建仿真模型来进行预学习收敛的严重缺陷,提高了R(λ)控制器的学习效率及其在实际电力系统中的应用性。

PSO算法在互联电网CPS功率调节中的应用研究

研究了电网中不同类型AGC机组在功率缺额下所应该承担的比例大小问题。采用标准PSO算法对CPS控制策略中AGC机组调节功率的分配进行机组种群优化。利用标准PSO算法,可以避免平均分配法较难得到最优解的缺陷,从而在经济性的条件下使CPS指标达到最优。通过算例进行仿真计算,证明了该算法的有效性。

CPS及其考核在北美与国内的应用比较

目前,中国大部分区域电网已经使用控制性能标准(CPS)进行互联电网有功功率控制性能的评价与考核。在引入标准时,国内电网并非完全照搬北美的评价考核模式,而是进行了改进。主要修改包括:CPS1指标值使用短期分段平均计算法、放弃直接使用CPS2考核、使用惩罚返还的考核规则等。从理论分析和定量测算2个方面着手,分析比较了修改后的CPS在互联电网评价与考核应用中与北美的差异,并较为详尽地分析了这些差异可能给最终考核带来的影响。此外,也尝试理清控制性能评价中所涉及的相关概念。

电网扰动控制标准及其应用

随着互联电网的发展,电网中扰动所造成的影响将由单个区域发展到相邻的互联区域,这对电网的安全稳定运行产生了严重威胁。由于扰动造成的电网连锁事故时有发生,扰动控制的重要性逐渐显现。北美电力可靠性协会(North American electric reliability council,NERC)提出的扰动控制标准(disturbance control standard,DCS)明确具体、可操作性强,为互联系统的安全稳定提供了一种有效的控制方法。文章介绍了NERC制定的DCS的发展历程,阐述了DCS的控制机理及其在国内外应用的情况,同时针对DCS做了相应的事例分析,并提出了基于DCS的电网扰动控制策略。

基于频差预期控制性能标准下的自动发电控制策略

通过对实际电网系统频率分析,发现系统频差波动周期绝大多数都在5min以内。由于自动发电控制(AGC)调节过程的时间尺度相对较长,跟踪小周期的频差变化会造成机组调节次数增加、调节效率下降。对实际频率特性的进一步研究发现,系统频差均值在较长时间尺度上具有可以利用的规律性。由此,提出基于未来频差预期的控制性能标准(CPS)控制策略。仿真实验表明,所提出的新控制策略对AGC机组性能要求与传统策略相比大大降低,可以实现以较少的调节次数,维持较高的CPS指标,提高调节效率,降低机组调节损耗。

扰动控制性能评价标准在福建电网的应用

简要介绍了华东电网正在推行的控制性能标准(control performance standard,CPS)/扰动控制标准(disturbance control standard,DCS),以及基于CPS/DCS的系统扰动控制性能评价及考核办法。提出在福建电网采用自动发电控制(automatic generation control,AGC)机组及非AGC机组按照正常速率或紧急速率自动调节,或采用人工调节相结合的DCS控制策略。建立了基于CPS/DCS的AGC控制策略中4个控制器之间的协调机制,并根据华东电网CPS/DCS考核结果对各控制器的控制修正系数进行优化。在福建电网EMS系统中完成了DCS控制策略及AGC控制策略的功能开发,最后通过福建电网实际发生的扰动对该策略进行了验证。

CPS对于不同负荷规模的适用性分析

南方电网控制性能标准(CPS)指标存在与控制区域规模相关的特殊规律:在负荷规模相差悬殊的控制区域之间,CPS1指标的分布具有显著的差异。通过对北美CPS原理的深入分析,研究并验证了该现象的产生机理,指出由于区域控制偏差的平均波动与频率响应系数总体呈非线性正相关关系,因此CPS用于评价规模悬殊区域控制性能时存在适用性问题。引入各控制区域中短周期负荷波动平均幅值,提出了北美电力可靠性集团(NERC)标准评价规模悬殊区域控制性能的适应性调整方法。仿真结果表明,该方法消除了规模悬殊区域间CPS1指标的特殊分布现象,能够解决CPS的适用性问题。

关于华东电网实行SCPS的探讨

华东电网引入北美电力可靠性委员会(NERC)的控制性能标准(CPS)起到了改善系统频率控制性能的作用,但现行的控制标准中并未对发电机组自动发电控制(AGC)性能予以约束。文中介绍了NERC推行的发电机组评价标准——服务提供者控制性能指标(SCPS),分析了该指标的特点,探讨了华东电网实行SCPS的可行性。该指标的推行将有助于统一华东电网内发电机对于电网频率控制贡献度的评价标准,提高各发电机组改善电网频率控制性能的积极性,改善华东电网的频率质量及系统的频率控制特性。

基于控制性能考核标准的水火电机组实时协调控制

省级电网的在线有功调度中,水、火电自动发电控制(automatic generation control,AGC)机组和非AGC机组之间缺乏协调,使得水电AGC机组必须保留较大的备用容量,这不利于节能减排,而且会恶化电网安全运行水平。文章在计划机组和AGC机组之间新增一类协调AGC机组,用于协调S机组和Y机组。依据控制性能考核标准(control performance standard,CPS),把运行状态划分为正常区、预警区和紧急区,根据运行状态划分结果来确定C机组当前的协调策略。文中的协调策略可以保证S机组尽量跟踪计划,同时为Y机组提供容量支持。仿真计算和现场实际控制效果验证了文中算法的正确性和合理性。

关于CPS应用的学术讨论

由《CPS及其考核在北美与国内的应用比较》一文,引出对于频率考核和频率控制性能评价的时段、频率考核方法以及提高CPS1分值的方法和结论等方面的学术讨论。同时,指出在对频率控制方法作出调整时,应结合当前中国电网的实际情况仔细研究,审慎修改。

吉林电网实行CPS的探讨

针对东北电网与华北电网直流背靠背连网以后,华北电网对东北电网的频率支持减弱,造成目前东北电网频率波动较大;且当直流输电系统故障时,将引起整个东北电网功率不平衡,有可能导致东北电网频率指标下降的问题,结合吉林电网现状,通过对北美电力可靠性协会NERC的A标准和控制性能评价标准CPS的对比分析,指出东北电网目前采用的A标准不能满足大电网频率控制要求。介绍了华中、华东电网CPS执行情况,分析了吉林电网执行CPS后可能出现的问题并提出一些合理建议。

南方电网频率控制性能标准考核方法探讨

电网频率控制性能考核标准(CPS)着眼于整个系统的安全稳定运行需求,并体现了各子控制区域的经济利益。南方电网采用CPS标准对省(区)间联络线功率与系统频率偏差进行管理和考核,并在考核办法中以经济手段落实考核结果。分析了南方电网CPS标准考核方法的弊端与参数设置上的问题,提出了改进建议并论证其优越性。

广东电网实施控制性能标准考核存在的问题分析

广东电网作为南方电网在2005年7月1日开始试行控制性能标准(CPS)考核的一个主体,从南方电网CPS考核试运行中摸索了调节经验。为此,从提高广东电网CPS合格率的目的出发,介绍了CPS的特点,分析了现阶段广东电网在CPS考核中出现的问题,并在电网控制策略上提出了改进措施,为CPS正式考核打下了基础。

云南电网CPS考核及其改善措施分析

阐述了基于CPS标准的南方电网联络线功率与频率偏差的考核管理办法,分析了云南电网CPS考核情况及其主要影响因素,并从AGC的管理、控制策略、一次调频以及调度自动化等方面提出了一些提高CPS合格率的建议。

调度员对CPS的调控策略

介绍了基于CPS标准的南方电网联络线功率与系统频率偏差的考核办法,分析了调度员对CPS的调控策略,并结合云南电网的实际情况说明了调度员对CPS的调控措施。

DCS性能评价标准在华东电网应用探讨

简要介绍了北美电力可靠性协会(NERC)的扰动控制标准(DCS),通过对DCS技术特点的分析,阐明了DCS与控制区区域控制偏差(ACE)、电网频率以及控制性能标准(CPS)之间的影响。结合华东电网典型扰动事故分析,认为DCS指标可以有效地反映控制区事故备用能力。针对华东电网各省市能量管理系统(EMS)的特点,提出了在华东电网实施DCS的技术可行性,指出实施DCS标准为华东电网合理配置备用容量提供了技术评价手段,并节约了系统资源。最后结合DCS性能监视要求,提出了对网、省(市)自动发电控制(AGC)软件进行相应调整的思路。

基于改进禁忌算法的区域控制偏差分区优化方法

为合理确定区域控制偏差分区的大小、提高自动发电控制系统的性能,根据区域电网典型负荷曲线和受电曲线,以区域电网控制性能指标最大化为目标函数,提出了基于改进禁忌算法的区域控制偏差分区优化方法。该方法采用记忆指导搜索策略重点搜索了各记忆段的局部最优值,避免了全局寻优的盲目性,利用动态管理的禁忌频率信息避免了大范围的迂回搜索,提高了新区域的搜索效率。算例分析和实际应用结果验证了该区域控制偏差分区方法的合理性和有效性。