2023智能電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組調(diào)度運(yùn)行考核評(píng)價(jià)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

智能電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組調(diào)度運(yùn)行考核評(píng)價(jià)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用引言目前國(guó)內(nèi)《輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則》和《發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理實(shí)施細(xì)則》[1]規(guī)定的考核與補(bǔ)償工作(區(qū))建設(shè)的并網(wǎng)運(yùn)行管理及輔助服務(wù)管理系統(tǒng)[2]-[4]功能僅包含與調(diào)度運(yùn)行相關(guān)的部分內(nèi)容，并且未能考慮到數(shù)據(jù)來(lái)源與系統(tǒng)用戶(hù)跨區(qū)隔離問(wèn)題，也不能提供靈活的規(guī)則自定義和版本自適應(yīng)功能，缺乏針對(duì)計(jì)算數(shù)據(jù)來(lái)源和系統(tǒng)應(yīng)用跨區(qū)分離條件下如何實(shí)現(xiàn)考核補(bǔ)償中廠網(wǎng)在線交互業(yè)務(wù)的解決方案?；凇段鞅眳^(qū)域發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理實(shí)施細(xì)則》和《西北區(qū)域并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則》[5](以下簡(jiǎn)稱(chēng)“兩個(gè)細(xì)則”)，本文結(jié)合寧夏電網(wǎng)的具體應(yīng)用環(huán)境與調(diào)度運(yùn)行方式，開(kāi)發(fā)了面向智能電網(wǎng)的機(jī)組調(diào)度運(yùn)行考核評(píng)價(jià)系統(tǒng)，對(duì)考核規(guī)則算法進(jìn)行離線定義、維護(hù)、上載及在線解析、計(jì)算、執(zhí)行，對(duì)考核與補(bǔ)償過(guò)程及結(jié)果進(jìn)行多方位的指標(biāo)分析，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組調(diào)度運(yùn)行考核評(píng)價(jià)與跨區(qū)傳輸、考核與補(bǔ)償規(guī)則的自適應(yīng)，能夠快速響應(yīng)考核補(bǔ)償?shù)募?xì)則變更；該系統(tǒng)在發(fā)電調(diào)度計(jì)劃、AGC、無(wú)功電壓、一次調(diào)頻等數(shù)據(jù)來(lái)源的生產(chǎn)控制區(qū)建設(shè)考核補(bǔ)償計(jì)算主站系統(tǒng)，在多數(shù)調(diào)控專(zhuān)業(yè)人員工作的管理信息區(qū)建設(shè)管理映射子系統(tǒng)，兩者之間通過(guò)跨區(qū)數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)使用信息共享，從而實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)公司對(duì)發(fā)電企業(yè)進(jìn)行全面的發(fā)電調(diào)度考核和輔助服務(wù)管理，提高了寧夏電網(wǎng)對(duì)于發(fā)電機(jī)組的管控能力，為寧夏電網(wǎng)調(diào)度機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行考核評(píng)價(jià)工作提供了科學(xué)高效的技術(shù)支撐平臺(tái)。本文將從設(shè)計(jì)思想、總體框架、業(yè)務(wù)流程、功能模塊、模型算法、數(shù)據(jù)平臺(tái)等方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面的分析，并介紹其在寧夏電網(wǎng)的應(yīng)用效果。系統(tǒng)建設(shè)的理念、架構(gòu)、業(yè)務(wù)流程與關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)理念智能電網(wǎng)機(jī)組調(diào)度運(yùn)行考核評(píng)價(jià)系統(tǒng)面向并網(wǎng)電廠的調(diào)度考核與補(bǔ)償需求，提供包括調(diào)度管理、安AGC和黑啟動(dòng)全面補(bǔ)償功能，建立完整的考核補(bǔ)償結(jié)算機(jī)制；并能適應(yīng)電廠考核補(bǔ)償業(yè)務(wù)流程、數(shù)據(jù)需求和考核規(guī)則的變化與調(diào)整。(區(qū))SCADA/EMS、WAMSOMS系統(tǒng)架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)根據(jù)并網(wǎng)運(yùn)行考核及輔助服務(wù)補(bǔ)償數(shù)據(jù)來(lái)源及應(yīng)用需求，智能電網(wǎng)機(jī)組調(diào)度運(yùn)行考核評(píng)價(jià)系統(tǒng)主體IISCADA/EMSWAMSOPSIII區(qū))III區(qū)建立映射系統(tǒng)。IIIII區(qū)應(yīng)用系統(tǒng)之間利用數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)通過(guò)隔離裝置進(jìn)行正、反雙向數(shù)據(jù)交互。如1所示。數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)II區(qū)，同時(shí)考慮到調(diào)度控制中心大部分用戶(hù)辦公環(huán)境在安全I(xiàn)IIIIIII區(qū)與III系統(tǒng)之間的正、IIIII區(qū)映射子系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)同步。如2所示。功能架構(gòu)系統(tǒng)主體功能如圖3所示，主要?jiǎng)澐譃槟Ｐ凸芾?、流程管理、?shù)據(jù)準(zhǔn)備、免考管理、發(fā)電運(yùn)行考核、Figure1.Figure1.SystemframeworkforSGEEsystem圖1.機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行考核評(píng)估系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)Figure2.DatatransferbetweensecuritycontrolareaIIandIIIFigure2.DatatransferbetweensecuritycontrolareaIIandIII圖2.安全I(xiàn)I區(qū)與安全I(xiàn)II區(qū)傳輸平臺(tái)Figure3.Figure3.FrameworkoffunctionmoduleofSGEEsystem圖3.機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行考核評(píng)估系統(tǒng)功能構(gòu)成1260個(gè)功能模塊，以實(shí)現(xiàn)“兩個(gè)細(xì)則”規(guī)定的功能需求。業(yè)務(wù)流程發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行與輔助服務(wù)管理以月份為考核補(bǔ)償周期，定時(shí)或者人工觸發(fā)獲取考核、補(bǔ)償所需的各類(lèi)原始數(shù)據(jù)，根據(jù)各電廠和機(jī)組考核與補(bǔ)償設(shè)置以及免考核時(shí)間范圍設(shè)置，啟動(dòng)考核補(bǔ)償管理流程。其主要工作流程描述如下：SCADA/EMS、TMR、WAMS、調(diào)度計(jì)劃管理、檢修計(jì)劃管理、調(diào)度運(yùn)行管理等系(數(shù)據(jù)異常，則可以提請(qǐng)相關(guān)業(yè)務(wù)人員重新進(jìn)行計(jì)算?？己恕⒀a(bǔ)償結(jié)果經(jīng)過(guò)審核、批準(zhǔn)后，由責(zé)任專(zhuān)工向電廠發(fā)布。關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)從各層面的數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)匯總、指標(biāo)分析、科學(xué)決策等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了并網(wǎng)運(yùn)行考核與補(bǔ)償工作的規(guī)范化、科學(xué)化、高效化。其所應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)包括：頁(yè)面技術(shù)采用導(dǎo)航引擎與流程驅(qū)動(dòng)引擎結(jié)合，使得考核、補(bǔ)償申報(bào)、審核流程操作方便、快捷，提高人員業(yè)務(wù)處理效率。IIIIIIIIII區(qū)之間數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)平臺(tái)。采用先進(jìn)的工作流技術(shù)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)公司對(duì)發(fā)電企業(yè)進(jìn)行全面的并網(wǎng)發(fā)電調(diào)度考核與輔助服務(wù)補(bǔ)償管理，為寧夏電力調(diào)度控制中心的調(diào)度考核工作提供了科學(xué)高效的技術(shù)支撐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了調(diào)度考核各項(xiàng)工作的自動(dòng)化、流程化、制度化，大大提高了調(diào)度工作人員的效率?？己嗽u(píng)價(jià)的模型與算法智能電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組調(diào)度運(yùn)行考核評(píng)價(jià)系統(tǒng)從其他調(diào)度應(yīng)用系統(tǒng)獲取的原始數(shù)據(jù)，包括機(jī)組有功、機(jī)組無(wú)功、機(jī)組AGC指令、母線電壓指令、系統(tǒng)頻率、96點(diǎn)發(fā)電計(jì)劃等，利用原始數(shù)據(jù)，根據(jù)考核補(bǔ)償規(guī)則[5]建立所有的考核和補(bǔ)償模型算法。其中較為核心的算法是日發(fā)電計(jì)劃考核、機(jī)組AGC調(diào)節(jié)性能的實(shí)時(shí)評(píng)測(cè)、一次調(diào)頻性能的實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)、無(wú)功調(diào)節(jié)考核、風(fēng)電有功功率調(diào)節(jié)考核、風(fēng)功率預(yù)測(cè)考核、調(diào)峰考核、一次調(diào)頻補(bǔ)償、有償調(diào)峰服務(wù)補(bǔ)償、有償無(wú)功服務(wù)補(bǔ)償、AGC服務(wù)補(bǔ)償?shù)?。日發(fā)電計(jì)劃考核火電發(fā)電企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行調(diào)度機(jī)構(gòu)下達(dá)的96點(diǎn)日發(fā)電計(jì)劃曲線(或?qū)崟r(shí)調(diào)度曲線)。當(dāng)EMS系統(tǒng)采樣的電廠實(shí)際發(fā)電出力與計(jì)劃曲線值的偏差超出±2%時(shí)，視為不合格，計(jì)入月度偏差絕對(duì)值積分電量；偏差超出±5%時(shí)，超出的部分將取絕對(duì)值后乘以3后計(jì)入月度偏差絕對(duì)值積分電量?？己艘栽露绕罱^對(duì)值積分電量為依據(jù)，按2分/萬(wàn)千瓦時(shí)考核。AGC考核AGCPLCAGCAGC的可用率、調(diào)節(jié)速率、響應(yīng)時(shí)間[5]-[9]進(jìn)行相應(yīng)考核。一次調(diào)頻考核一次調(diào)頻考核算法以并網(wǎng)發(fā)電機(jī)組為考核對(duì)象，分別對(duì)機(jī)組一次調(diào)頻投運(yùn)率和動(dòng)作正確率進(jìn)行評(píng)價(jià)。一次調(diào)頻動(dòng)作方向必須與電網(wǎng)頻率需求方向一致，并且達(dá)到理論值的一定比例；機(jī)組一次調(diào)頻的性能評(píng)價(jià)需區(qū)別考慮不同類(lèi)型機(jī)組的固有性能，在計(jì)算機(jī)組實(shí)際動(dòng)作積分電量時(shí)設(shè)置合理的死區(qū)，同時(shí)要考慮到因滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行等原因造成的調(diào)節(jié)能力不足時(shí)自動(dòng)免考。無(wú)功調(diào)節(jié)考核發(fā)電企業(yè)考核點(diǎn)母線電壓值在相應(yīng)電壓曲線上下限范圍內(nèi)為合格點(diǎn)，母線電壓超出允許范圍的點(diǎn)記為不合格點(diǎn)。相應(yīng)調(diào)度機(jī)構(gòu)EMS系統(tǒng)每15分鐘采集發(fā)電廠母線電壓，以判定該考核點(diǎn)電壓是否合格。風(fēng)電有功功率調(diào)節(jié)風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)具備有功功率調(diào)節(jié)能力，需配置有功功率控制系統(tǒng)，接收并自動(dòng)執(zhí)行電力調(diào)度機(jī)構(gòu)遠(yuǎn)方發(fā)送的有功功率控制信號(hào)，確保風(fēng)電場(chǎng)最大有功功率值不超過(guò)電力調(diào)度機(jī)構(gòu)的給定值。要求有功功率變化10min33%1min10%，9分/風(fēng)電功率預(yù)測(cè)6分/10×2分/10萬(wàn)千瓦獎(jiǎng)勵(lì)。15%×6分/10×2分/10萬(wàn)千瓦獎(jiǎng)勵(lì)。均方根誤差的計(jì)算公式為：RMSE

PnMi PiP2i1CapniPpiiCap為預(yù)測(cè)遍歷的時(shí)刻數(shù)。調(diào)峰考核機(jī)組達(dá)不到調(diào)峰能力要求的發(fā)電企業(yè)應(yīng)提前向相應(yīng)調(diào)度機(jī)構(gòu)提出書(shū)面申請(qǐng)。經(jīng)調(diào)度機(jī)構(gòu)許可后，12分/10萬(wàn)千瓦時(shí)。W1=P0P1T

其中：W1為減少的調(diào)峰電量；P1為實(shí)際調(diào)峰容量；P0為基本調(diào)峰容量；T為時(shí)間常數(shù)(每天6小時(shí))。)9W2P0P1T

(3)為時(shí)間常數(shù)(按6小時(shí)計(jì))。一次調(diào)頻補(bǔ)償500.033Hz時(shí)起500.033Hz2分鐘，高頻少發(fā)或低頻多發(fā)電量為正值，反之，高頻多發(fā)或低頻少發(fā)電量為負(fù)值。機(jī)組當(dāng)月一次調(diào)頻電量500.033Hz2參加計(jì)算。月度累計(jì)一次調(diào)頻正積分電量，每萬(wàn)千瓦時(shí)補(bǔ)償5分。有償調(diào)峰補(bǔ)償提供有償調(diào)峰服務(wù)的火電機(jī)組，按照比基本調(diào)峰少發(fā)的電量，每萬(wàn)千瓦時(shí)補(bǔ)償1分。少發(fā)電量的具體計(jì)算公式為：W KBPNP

KBPNP

(4)其中KB為基本調(diào)峰系數(shù)70%，PN為機(jī)組額定容量，P為機(jī)組實(shí)際有功出力，發(fā)電計(jì)劃曲線按全廠下發(fā)的，按全廠統(tǒng)一折算。AGCsAGC補(bǔ)償以PLCAGC[5]-[9]。自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)AGCAGC調(diào)整的積分電量計(jì)算，火電機(jī)組每萬(wàn)千瓦時(shí)補(bǔ)償2分，水電機(jī)組每萬(wàn)千瓦時(shí)補(bǔ)償0.5分。AGCAGCt1，t2，t1P1，PAt1~t2AGC調(diào)整積分電量為t2P

P PP1A 1 A 1t (5)2PP P12PP P有償無(wú)功補(bǔ)償發(fā)電機(jī)組通過(guò)提供必要的有償無(wú)功服務(wù)保證電廠母線電壓滿(mǎn)足要求，按發(fā)電機(jī)組比遲相功率因數(shù)0.85多發(fā)出的無(wú)功電量或比進(jìn)相功率因數(shù)0.97多吸收的無(wú)功電量，以及機(jī)組調(diào)相運(yùn)行時(shí)發(fā)出的無(wú)功電量補(bǔ)償，無(wú)功電量的具體計(jì)算公式為：t1t2QPtnos10.85dt1tt2QPtancos10.97dtt1

cos0.85;Qcos0.97;Q0

(6)t1t2Qdt Pt1其中，P為機(jī)組有功出力，Qt1,t2EMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)及相關(guān)運(yùn)行記錄為準(zhǔn)。應(yīng)用效果智能電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組調(diào)度運(yùn)行考核評(píng)價(jià)系統(tǒng)于2012年8月份建設(shè)完成并在寧夏電網(wǎng)投入運(yùn)行，2012年11月份西北電監(jiān)局組織有關(guān)專(zhuān)家對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)收。AGCAVC減少電廠單位機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。AGCAGC裝置(具備機(jī)爐協(xié)調(diào)裝置并能夠接受省調(diào)的遙調(diào))AGC機(jī)組的運(yùn)行容量，保障了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。AVC投運(yùn)率有明顯提高，電壓穩(wěn)定有助減少系統(tǒng)網(wǎng)損。細(xì)則”規(guī)定，并網(wǎng)發(fā)電廠應(yīng)參與電力系統(tǒng)調(diào)峰，基本調(diào)峰能力必須達(dá)到機(jī)組技術(shù)參數(shù)要求的指標(biāo)?？纱龠M(jìn)發(fā)電調(diào)度管理工作，有利于網(wǎng)廠間的協(xié)調(diào)運(yùn)行，建立更為和諧的網(wǎng)廠調(diào)度關(guān)系。結(jié)語(yǔ)本文從設(shè)計(jì)思想、總體框架、業(yè)務(wù)流程、功能模塊、模型算法、數(shù)