2023智能電網(wǎng)發(fā)電機組調(diào)度運行考核評價系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

智能電網(wǎng)發(fā)電機組調(diào)度運行考核評價系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用引言目前國內(nèi)《輔助服務(wù)管理實施細則》和《發(fā)電廠并網(wǎng)運行管理實施細則》[1]規(guī)定的考核與補償工作(區(qū))建設(shè)的并網(wǎng)運行管理及輔助服務(wù)管理系統(tǒng)[2]-[4]功能僅包含與調(diào)度運行相關(guān)的部分內(nèi)容，并且未能考慮到數(shù)據(jù)來源與系統(tǒng)用戶跨區(qū)隔離問題，也不能提供靈活的規(guī)則自定義和版本自適應(yīng)功能，缺乏針對計算數(shù)據(jù)來源和系統(tǒng)應(yīng)用跨區(qū)分離條件下如何實現(xiàn)考核補償中廠網(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)運行管理實施細則》和《西北區(qū)域并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理實施細則》[5](以下簡稱“兩個細則”)，本文結(jié)合寧夏電網(wǎng)的具體應(yīng)用環(huán)境與調(diào)度運行方式，開發(fā)了面向智能電網(wǎng)的機組調(diào)度運行考核評價系統(tǒng)，對考核規(guī)則算法進行離線定義、維護、上載及在線解析、計算、執(zhí)行，對考核與補償過程及結(jié)果進行多方位的指標分析，實現(xiàn)了機組調(diào)度運行考核評價與跨區(qū)傳輸、考核與補償規(guī)則的自適應(yīng)，能夠快速響應(yīng)考核補償?shù)募殑t變更；該系統(tǒng)在發(fā)電調(diào)度計劃、AGC、無功電壓、一次調(diào)頻等數(shù)據(jù)來源的生產(chǎn)控制區(qū)建設(shè)考核補償計算主站系統(tǒng)，在多數(shù)調(diào)控專業(yè)人員工作的管理信息區(qū)建設(shè)管理映射子系統(tǒng)，兩者之間通過跨區(qū)數(shù)據(jù)傳輸平臺使用信息共享，從而實現(xiàn)了電網(wǎng)公司對發(fā)電企業(yè)進行全面的發(fā)電調(diào)度考核和輔助服務(wù)管理，提高了寧夏電網(wǎng)對于發(fā)電機組的管控能力，為寧夏電網(wǎng)調(diào)度機組并網(wǎng)運行考核評價工作提供了科學(xué)高效的技術(shù)支撐平臺。本文將從設(shè)計思想、總體框架、業(yè)務(wù)流程、功能模塊、模型算法、數(shù)據(jù)平臺等方面對系統(tǒng)進行全面的分析，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)計理念智能電網(wǎng)機組調(diào)度運行考核評價系統(tǒng)面向并網(wǎng)電廠的調(diào)度考核與補償需求，提供包括調(diào)度管理、安AGC和黑啟動全面補償功能，建立完整的考核補償結(jié)算機制；并能適應(yīng)電廠考核補償業(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)運行考核及輔助服務(wù)補償數(shù)據(jù)來源及應(yīng)用需求，智能電網(wǎng)機組調(diào)度運行考核評價系統(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)傳輸平臺通過隔離裝置進行正、反雙向數(shù)據(jù)交互。如1所示。數(shù)據(jù)傳輸平臺II區(qū)，同時考慮到調(diào)度控制中心大部分用戶辦公環(huán)境在安全IIIIIIII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，主要劃分為模型管理、流程管理、數(shù)據(jù)準備、免考管理、發(fā)電運行考核、Figure1.Figure1.SystemframeworkforSGEEsystem圖1.機組并網(wǎng)運行考核評估系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)Figure2.DatatransferbetweensecuritycontrolareaIIandIIIFigure2.DatatransferbetweensecuritycontrolareaIIandIII圖2.安全II區(qū)與安全III區(qū)傳輸平臺Figure3.Figure3.FrameworkoffunctionmoduleofSGEEsystem圖3.機組并網(wǎng)運行考核評估系統(tǒng)功能構(gòu)成1260個功能模塊，以實現(xiàn)“兩個細則”規(guī)定的功能需求。業(yè)務(wù)流程發(fā)電廠并網(wǎng)運行與輔助服務(wù)管理以月份為考核補償周期，定時或者人工觸發(fā)獲取考核、補償所需的各類原始數(shù)據(jù)，根據(jù)各電廠和機組考核與補償設(shè)置以及免考核時間范圍設(shè)置，啟動考核補償管理流程。其主要工作流程描述如下：SCADA/EMS、TMR、WAMS、調(diào)度計劃管理、檢修計劃管理、調(diào)度運行管理等系(數(shù)據(jù)異常，則可以提請相關(guān)業(yè)務(wù)人員重新進行計算。考核、補償結(jié)果經(jīng)過審核、批準后，由責任專工向電廠發(fā)布。關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)從各層面的數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計匯總、指標分析、科學(xué)決策等環(huán)節(jié)實現(xiàn)了并網(wǎng)運行考核與補償工作的規(guī)范化、科學(xué)化、高效化。其所應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)包括：頁面技術(shù)采用導(dǎo)航引擎與流程驅(qū)動引擎結(jié)合，使得考核、補償申報、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。采用先進的工作流技術(shù)實現(xiàn)電網(wǎng)公司對發(fā)電企業(yè)進行全面的并網(wǎng)發(fā)電調(diào)度考核與輔助服務(wù)補償管理，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，實現(xiàn)了調(diào)度考核各項工作的自動化、流程化、制度化，大大提高了調(diào)度工作人員的效率?？己嗽u價的模型與算法智能電網(wǎng)發(fā)電機組調(diào)度運行考核評價系統(tǒng)從其他調(diào)度應(yīng)用系統(tǒng)獲取的原始數(shù)據(jù)，包括機組有功、機組無功、機組AGC指令、母線電壓指令、系統(tǒng)頻率、96點發(fā)電計劃等，利用原始數(shù)據(jù)，根據(jù)考核補償規(guī)則[5]建立所有的考核和補償模型算法。其中較為核心的算法是日發(fā)電計劃考核、機組AGC調(diào)節(jié)性能的實時評測、一次調(diào)頻性能的實時評價、無功調(diào)節(jié)考核、風(fēng)電有功功率調(diào)節(jié)考核、風(fēng)功率預(yù)測考核、調(diào)峰考核、一次調(diào)頻補償、有償調(diào)峰服務(wù)補償、有償無功服務(wù)補償、AGC服務(wù)補償?shù)?。日發(fā)電計劃考核火電發(fā)電企業(yè)應(yīng)嚴格執(zhí)行調(diào)度機構(gòu)下達的96點日發(fā)電計劃曲線(或?qū)崟r調(diào)度曲線)。當EMS系統(tǒng)采樣的電廠實際發(fā)電出力與計劃曲線值的偏差超出±2%時，視為不合格，計入月度偏差絕對值積分電量；偏差超出±5%時，超出的部分將取絕對值后乘以3后計入月度偏差絕對值積分電量?？己艘栽露绕罱^對值積分電量為依據(jù)，按2分/萬千瓦時考核。AGC考核AGCPLCAGCAGC的可用率、調(diào)節(jié)速率、響應(yīng)時間[5]-[9]進行相應(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)電機組為考核對象，分別對機組一次調(diào)頻投運率和動作正確率進行評價。一次調(diào)頻動作方向必須與電網(wǎng)頻率需求方向一致，并且達到理論值的一定比例；機組一次調(diào)頻的性能評價需區(qū)別考慮不同類型機組的固有性能，在計算機組實際動作積分電量時設(shè)置合理的死區(qū)，同時要考慮到因滿負荷運行等原因造成的調(diào)節(jié)能力不足時自動免考。無功調(diào)節(jié)考核發(fā)電企業(yè)考核點母線電壓值在相應(yīng)電壓曲線上下限范圍內(nèi)為合格點，母線電壓超出允許范圍的點記為不合格點。相應(yīng)調(diào)度機構(gòu)EMS系統(tǒng)每15分鐘采集發(fā)電廠母線電壓，以判定該考核點電壓是否合格。風(fēng)電有功功率調(diào)節(jié)風(fēng)電場應(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)，接收并自動執(zhí)行電力調(diào)度機構(gòu)遠方發(fā)送的有功功率控制信號，確保風(fēng)電場最大有功功率值不超過電力調(diào)度機構(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6分/10×2分/10萬千瓦獎勵。15%×6分/10×2分/10萬千瓦獎勵。均方根誤差的計算公式為：RMSE

PnMi PiP2i1CapniPpiiCap為預(yù)測遍歷的時刻數(shù)。調(diào)峰考核機組達不到調(diào)峰能力要求的發(fā)電企業(yè)應(yīng)提前向相應(yīng)調(diào)度機構(gòu)提出書面申請。經(jīng)調(diào)度機構(gòu)許可后，12分/10萬千瓦時。W1=P0P1T

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

(3)為時間常數(shù)(按6小時計)。一次調(diào)頻補償500.033Hz時起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)電量為負值。機組當月一次調(diào)頻電量500.033Hz2參加計算。月度累計一次調(diào)頻正積分電量，每萬千瓦時補償5分。有償調(diào)峰補償提供有償調(diào)峰服務(wù)的火電機組，按照比基本調(diào)峰少發(fā)的電量，每萬千瓦時補償1分。少發(fā)電量的具體計算公式為：W KBPNP

KBPNP

(4)其中KB為基本調(diào)峰系數(shù)70%，PN為機組額定容量，P為機組實際有功出力，發(fā)電計劃曲線按全廠下發(fā)的，按全廠統(tǒng)一折算。AGCsAGC補償以PLCAGC[5]-[9]。自動發(fā)電控制(AGC)AGCAGC調(diào)整的積分電量計算，火電機組每萬千瓦時補償2分，水電機組每萬千瓦時補償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有償無功補償發(fā)電機組通過提供必要的有償無功服務(wù)保證電廠母線電壓滿足要求，按發(fā)電機組比遲相功率因數(shù)0.85多發(fā)出的無功電量或比進相功率因數(shù)0.97多吸收的無功電量，以及機組調(diào)相運行時發(fā)出的無功電量補償，無功電量的具體計算公式為：t1t2QPtnos10.85dt1tt2QPtancos10.97dtt1

cos0.85;Qcos0.97;Q0

(6)t1t2Qdt Pt1其中，P為機組有功出力，Qt1,t2EMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)及相關(guān)運行記錄為準。應(yīng)用效果智能電網(wǎng)發(fā)電機組調(diào)度運行考核評價系統(tǒng)于2012年8月份建設(shè)完成并在寧夏電網(wǎng)投入運行，2012年11月份西北電監(jiān)局組織有關(guān)專家對該系統(tǒng)進行了驗收。AGCAVC減少電廠單位機組非計劃停運次數(shù)，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。AGCAGC裝置(具備機爐協(xié)調(diào)裝置并能夠接受省調(diào)的遙調(diào))AGC機組的運行容量，保障了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。AVC投運率有明顯提高，電壓穩(wěn)定有助減少系統(tǒng)網(wǎng)損。細則”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)峰能力必須達到機組技術(shù)參數(shù)要求的指標?？纱龠M發(fā)電調(diào)度管理工作，有利于網(wǎng)廠間的協(xié)調(diào)運行，建立更為和諧的網(wǎng)廠調(diào)度關(guān)系。結(jié)語本文從設(shè)計思想、總體框架、業(yè)務(wù)流程、功能模塊、模型算法、數(shù)