基于协同奖励函数多目标强化学习的智能频率控制策略研究

在含大规模风电并网系统的智能频率控制策略中,仅考虑CPS控制准则易造成频率短期集中越限,严重影响智能自动发电控制(AGC)策略的控制效果。提出一种基于协同奖励函数的多目标强化学习(TOPQ-MORL)智能频率控制策略,该策略构建了计及多维度频率控制性能评价标准的协同奖励函数,实现了多维度频率控制性能标准在时间尺度上的配合评价。采用TOPQ学习策略对智能体动作空间进行全局寻优,有效解决了传统贪婪策略下的Q函数线性加权多目标强化学习算法运算效率不佳的问题。标准两区域互联电网AGC控制模型仿真研究结果表明:所提智能AGC控制策略能有效改善频率控制性能,显著提高系统在全时间尺度上的频率质量。

控制性能标准下考虑系统频率偏差特性的多时间尺度机组优化调度

针对风电并网后传统的2阶段调度中自动发电控制(automatic generation control,AGC)机组调节压力过大,普通多时间尺度调度中未考虑控制性能标准(control performance strandard,CPS)考核指标导致机组调节费用较高等问题,通过对电网实际频率数据分析发现系统频率偏差均值在较长时间尺度上正负变化具有规律性,提出CPS指标下考虑系统频率偏差特性的多时间尺度优化调度模型。最后通过Matlab算例仿真验证模型的有效性,结果表明:所提出的新调度模型通过预测未来较长时间尺度下系统频率偏差符号的正负,在日内、实时调度阶段的关键时刻减少了非AGC机组调节出力,相比现有模型可以使电网满足CPS考核标准的同时减轻AGC机组调节压力,节省综合运行成本。

深度强化学习驱动的双馈抽蓄抽水工况下调频控制

为改善新型电力系统的频率特性,利用抽水工况下双馈抽水蓄能机组功率可调的特点,提出基于多智能体深度确定性策略梯度算法的系统频率控制方法。首先,基于抽水工况下双馈抽水蓄能的频率控制策略,构建多能互补系统的频率控制模型;其次,以提高各区域控制性能标准指标为目标,利用改进的多智能体深度确定性策略梯度算法优化各机组的自动发电控制指令。算例分析表明,抽水工况下双馈抽水蓄能参与调频可显著改善系统的频率特性,且所提频率控制方法的鲁棒性和可靠性优于传统控制。

CPS/DCS标准在大区互联电网AGC控制策略中的应用

比较了北美电力系统可靠性委员会 ( NERC)新旧两种控制性能评价标准 CPC与 CPS/DCS,提出了对现行AGC系统基于 CPS/DCS标准的改造方案 ,建立了两区域互联电力系统的仿真模型 ,分析了新控制方式的控制性能效果 ,仿真结果表明该方法简单可行 ,为大区互联电网AGC达到 CPS/DCS新标准提供了一种有效控制方法。

北美频率控制性能标准发展分析及其对中国的启示

随着中国电网的不断发展,对频率质量的要求也不断提高,现行的频率控制性能标准已不能满足实际需求。为此,分析了北美电力可靠性协会(NERC)颁布的控制性能标准(CPS)存在的不足及其在国内外实际应用中所产生的问题。此外,还介绍了北美平衡监管区区域控制偏差限制(BAAL)标准的基本内容,分析了BAAL标准与评价指标CPS1之间的关系。最后,对中国电网现行CPS所存在的问题提出了修改建议,并探讨了实施BAAL标准的可行性。

CPS标准下的AGC控制策略改进研究

对传统的CPS控制策略的优缺点以及存在的问题进行分析,围绕如何提高CPS的控制效果,引入了新的判断条件即区域控制偏差与频率偏差的乘积因子,通过对其进行计算来判断机组状态是否对系统的频率恢复有利,从而控制AGC机组的调节动作。用Simulink仿真软件建立了一个单区域电力系统的控制模型,仿真结果表明,引入新的判断条件后的控制策略不仅能够更好的实现CPS考核标准,使系统的频率保持在规定范围内,而且降低了AGC机组的动作次数,降低了系统的运行成本,具有重要的实用性。

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。

对CPS标准下AGC与一次调频配合问题的研究

首先介绍了云南电网发电侧水火电基本情况和在频偏系数增大的条件下CPS考核新形势,分析了现有的AGC控制策略及外送通道压极限运行的风险。为提高CPS性能指标和减少外送通道越限风险,结合云南电网水火电机组的实际情况,提出了三种AGC与一次调频配合优化方案,并指出了这三种方案各自的特点。在电厂和调度端试验后,选择了其中一种方案作为实用方案,并取得了较好的效果。

电网一次调频能力的在线估计

用于评价电网运行性能的指标很多,例如 A1、A2 和ACE,以及北美电网推出的新的控制性能评价标准 CPS1、CPS2 等,但是这些指标均是衡量电网总体运行性能的标准,不能用来评价电网在发生突发性事故时的快速调节能力。该文定义了电网的一次调频能力(PFCA)。并由定义结合方差分析得到了电网一次调频能力在静态及动态情况下的数学表达式,给出了可实际应用的计算方法,并讨论了计算过程中的参数误差对结果的影响。

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。

互联电网CPS标准下计及一次调频的最优AGC控制模型

分析互联电网环境下机组一次调频的重要性及其对电网自动发电控制(automatic generation control,AGC)的影响,针对传统AGC控制策略难以计及一次调频的问题,提出AGC与一次调频协同控制的线性增量表达,进而构建互联电网控制性能标准(control performance standard,CPS)下计及一次调频的最优AGC控制的混合整数线性规划模型。在模型中,根据电力系统特性,将AGC机组调节指令状态变量由传统的三态变量转化为两态变量表示;采用线性化手段,将传统非线性最小加减速时间约束线性化。某省实际系统的计算结果表明:新模型显著减少了AGC机组的下令次数,有效提高了CPS考核指标水平,明显降低了系统调节成本,具有良好的应用前景。

华东电网动态区域控制误差应用分析

分析了现行区域控制误差(ACE)的不足之处。介绍了动态ACE的计算方法和物理意义。目前的动态ACE仅缓解了互联电网外受直流和各区域内机组大功率缺失对电网频率控制造成的影响,因此,提出并分析了考虑跨区送电机组跳闸和联络线越限约束的动态ACE的改进方法及其与控制性能标准(CPS)、扰动控制标准(DCS)的结合运用,为完善互联电网频率控制体系提供了可能的途径。

南方电网频率演变机制与改善分钟级波动的探索

随着自动发电控制(automatic generation control,AGC)、一次调频等技术的充分应用,南方电网的频率合格率指标有了大幅提高。但频率在总体波动范围变小的同时,又出现了分钟级波动频繁、幅度较大的新特点。为此提出了精确还原原始负荷需求和发电供给的算法,分析了导致频率分钟级频繁、较大幅波动的主要机制。AGC有效调节死区偏小导致频率频繁过"零"和趋向一次调频死区分布,难以有效发挥一次调频对频率波动幅度的限制作用。AGC的调节延迟与所跟随负荷的波动周期相近,造成发电供给与负荷需求出现"反向运动",显著加剧了频率分钟级波动幅度。通过适当加大各中调AGC控制死区、减小AGC支援分量和调低一次调频死区内AGC频率响应系数等措施,频率分钟级频繁波动得到了显著改善。

南方电网调频模式现状及未来调频模式研究

分析了南方电网现有调频模式,指出了现有调频模式存在的问题,包括全网调频配合、总调调频作用、一次调频与二次调频配合、CPS管理办法、AGC控制策略等问题。通过对互联电网调频模式的分析,并结合南方电网的实际情况与发展规划,提出了南方电网未来调频模式的建议。

南方电网调频模式研究

在目前南方电网采用的区域控制标准(CPS)及相应的自动发电控制(AGC)策略的调频模式下,存在两个问题有待改进:一是总调直调机组不能有效地参与调频;二是各省机组调频责任严重分布不均。鉴此,提出了解决问题方案:按调频任务划分为短周期的和长周期两类,并分别建立新的机组控制评价方法和相应的AGC策略。仿真证明,所提出的调频模式是有效的。

南方电网现时自动发电控制模式分析

介绍了南方电网频率考核模式的发展、现状及取得的成果。对南方电网中目前采用的自动发电控制(automatic generation control,AGC)模式及评价标准中的若干问题进行了分析,指出了当前南方电网AGC控制模式的弊端和评价标准中存在的不合理之处。结合南方电网实际情况,对AGC控制模式与评价标准提出了一些改进的意见与方法,为研究制定与南方电网未来发展相适应的频率控制模式打下了基础。

广东电网CPS调节策略研究

分析了南方电网对控制性能标准(Control Performance Standard,CPS)参数进行更改之后,新参数对罚电量和CPS指标的影响,讨论了CPS在广东电网中实施和应用的难点,主要包括:调节资源有限,控制界面较多,电力系统负荷特性复杂,频率偏差系数较实际值大,火电机组没有参与实际调频,等等。最后,就进一步提高广东电网CPS考核指标提出了建议。

海南联网AGC控制策略研究

根据海南电网联网后的运行特点和安全要求,文章讨论如何重新定位海南电网自动发电控制(automatic generation control,AGC)特有的控制目标,并在此基础上提出了与其相匹配的动态联络线频率控制(dynamic tieline and frequency bias control,DTBC)策略。和原有的AGC控制策略相比,该策略能更好地适应海南电网特点,安全性好,机组调节量小,电量偏差小。海南电网的模型仿真证明了该策略的实用性。

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。

电网联络线功率与频率偏差的控制及考核分析

阐述基于CPS标准的南方电网联络线功率与频率偏差的控制模式和考核办法,分析目前南方电网CPS考核情况和存在的问题,并从AGC的管理、控制策略、运用方法以及调度员调节等方面提出一系列有利于提高南方电网的CPS考核水平和频率质量的建议.