火电机组AGC控制器性能评估方法

摘要

本发明涉及一种火电机组AGC控制器性能评估方法，其包括AGC数据的处理、AGC控制器期望性能计算和实际性能评估指标计算三部分，具体步骤如下：(1)在线收集机组AGC遥调指令和实际发电出力数据；(2)计算当前控制器的性能；(3)通过读图的方式获得AGC过程回路的延迟；(4)根据调度机构的要求或根据经验，确定期望闭环回路时间常数，(5)依据期望闭环回路时间常数计算期望闭环回路的性能IAE0，(6)性能评估指标计算，(7)利用步骤(6)的指标进行判断。本发明完全实现自动化，将机组AGC遥调指令和实际发电出力数据自动收集，获得机组AGC性能指标，根据指标判断是否需要改善，大大地提高了排查不良AGC功能机组的准确率和效率。

权利要求

1.一种火电机组AGC控制器性能评估方法，其特征在于，包括AGC数据的处理、AGC控制器期望性能计算和实际性能评估指标计算三部分，具体步骤如下：(1)在线收集机组AGC遥调指令和实际发电出力数据；

(2)计算当前控制器的性能，计算步骤(1)中在线收集的两组数据的偏差的绝对值对时间的积分作为当前AGC控制器的性能；

(3)通过读图的方式获得AGC过程回路的延迟，从机组AGC遥调指令值开始变化的时刻，到机组实际发电出力数据变化的范围超出噪声带的时刻，即为机组AGC过程回路延迟时间；

(4)根据调度机构的要求或根据经验，确定期望闭环回路时间常数，如果根据经验来确定，则此常数为AGC过程回路延迟时间的3-8倍；

(5)依据期望闭环回路时间常数计算期望闭环回路的性能IAE0，其中τc为期望闭环回路时间常数，θ为AGC过程回路延迟时间，r(t)为AGC遥调指令数据；

(6)性能评估指标计算，该指标的计算是利用步骤(2)中的当前AGC控制器的性能与步骤(5)中的期望闭环回路的性能中的数值小者除以数值大者，该指标位于0到1之间，越接近于1，说明性能越好；越接近于0，性能越差；

(7)利用步骤(6)的指标进行判断，如果达标，则终止，反之，则说明当前控制器需要改进。

说明书

火电机组AGC控制器性能评估方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种火电机组控制技术，尤其是一种可用于评估机组实际发电出力对AGC遥调信号的跟踪性能的火电机组AGC控制器性能评估方法。

背景技术

[0002] 目前在风电、光伏发电等间歇式新能源接入比重越来越大，区域电网特高压互联，以及单元发电机组容量逐渐增大，智能电网发展越来越快等新形势下，电网对火电机组的AGC能力提出了更高的要求，现有的机组AGC运行控制、监督方式与电网发展要求之间的差距逐渐加大。同时，机组自身的状况也发生了很大变化，煤种不稳定、节能降耗导致的执行机构变化等原来没有的因素，都对机组原有的AGC能力带来深刻影响。

[0003] 目前火电机组的AGC性能评价和实际要求之间存在很大差距，机组AGC系统在信息化、自动化方面仍然处于初级阶段。现在调度部门掌握的机组档案只是机组AGC试验时的性能，机组AGC功能试验合格，但正常运行时由于煤质变化、运行方式不同、执行机构变化以及热力系统等因素，实际运行性能与试验性能不同。由于没有相应的监测评估系统，调度部门难以准确掌握机组的常态性能，功能下降时不能自动诊断分析，正常状态下调频控制系统系不能提前自动监督、分析调整，没有事前(机组非AGC运行时)机组调频能力状态监测、评估，只有事后“救火式”的人工监督、分析、维护调整，难以满足电网调度要求。

[0004] 电网对机组AGC功能的要求逐渐提高，但是AGC运行对机组节能降耗、安全稳定、设备寿命等诸多涉及机组自身利益方面有严重的不利影响，机组投入AGC运行的积极性很低。在各个发电单位激烈竞争的态势下，对机组AGC运行贡献进行经济补偿，是目前电网企业调动发电单位的积极性的重要手段。而要对机组AGC贡献进行经济补偿，必须要有一个科学的机组AGC性能定量监测评估系统。目前调度机构对机组AGC功能进行评估，是人工肉眼比对AGC实际曲线和要求指令之间的差别，给出定性的结论。这种依赖个人主观经验的定性评估方法，在目前调度强势要求的环境下是可以勉强维持的，但是随着智能电网建设的深入，采用客观、科学、定量的火电机组AGC性能监测评估系统是必然趋势。而且一般有几十台机组需要监控，显然，依靠人力挨个巡查的效率十分低下。

发明内容

[0005] 本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种完全实现自动化，可以获得机组AGC性能指标，根据指标判断是否需要改善，大大提高排查不良AGC功能机组的准确率和效率的火电机组AGC控制器性能评估方法。

[0006] 为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

[0007] 一种火电机组AGC控制器性能评估方法，其包括AGC数据的处理、AGC控制器期望性能计算和实际性能评估指标计算三部分，具体步骤如下：

[0008] (1)在线收集机组AGC遥调指令和实际发电出力数据；

[0009] (2)计算当前控制器的性能，计算步骤(1)中在线收集的两组数据的偏差的绝对值对时间的积分作为当前AGC控制器的性能；

[0010] (3)通过读图的方式获得AGC过程回路的延迟，从机组AGC遥调指令值开始变化的时刻，到机组实际发电出力数据变化的范围超出噪声带的时刻，即为机组AGC过程回路延迟时间；

[0011] (4)根据调度机构的要求或根据经验，确定期望闭环回路时间常数，如果根据经验来确定，则此常数为AGC过程回路延迟时间的3-8倍；

[0012] (5)依据期望闭环回路时间常数计算期望闭环回路的性能IAE0，[0013]

[0014] 其中τc为期望闭环回路时间常数，θ为AGC过程回路延迟时间，r(t)为AGC遥调指令数据；

[0015] (6)性能评估指标计算，该指标的计算是利用步骤(2)中的当前AGC控制器的性能与步骤(5)中的期望闭环回路的性能中的数值小者除以数值大者，该指标位于0到1之间，越接近于1，说明性能越好；越接近于0，性能越差；

[0016] (7)利用步骤(6)的指标进行判断，如果达标，则终止，反之，则说明当前控制器需要改进。

[0017] 与现有技术相比，本发明完全实现自动化，将机组AGC遥调指令和实际发电出力数据自动收集，然后使用本发明提出的评估方法，可以获得机组AGC性能指标，而且可以根据指标判断是否需要改善，大大地提高了排查不良AGC功能机组的准确率和效率。本发明能够实时、动态评价机组AGC功能，使电网调度机构实时动态掌握机组调频能力状态信息，为调频调度提供有力的后备信息支持，也为评价机组辅助功能服务提供科学的计算依据。

附图说明

[0018] 图1为火电机组AGC控制运行原理示意图；

[0019] 图2为火电机组AGC性能评估方法示意图。

具体实施方式

[0020] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0021] 如图1、2所示，本发明包括AGC数据的处理、AGC控制器期望性能计算和实际性能评估指标计算三部分内容。

[0022] AGC数据的处理包括：首先，在线收集机组AGC遥调指令和机组实际发电出力数据。其次，计算这两组数据的差得到偏差数据，计算该偏差数据的绝对值对时间的积分作为当前AGC控制器的性能。最后，通过读图的方式获得AGC过程回路的延迟，从机组AGC遥调指令值开始变化的时刻，到机组实际发电出力数据变化的范围超出噪声带的时刻，即为机组AGC过程回路的延迟。

[0023] AGC控制器期望性能计算，是根据AGC期望闭环回路时间常数，来求解对任意AGC遥调指令的期望性能。首先，根据调度机构的要求，或根据经验，来指定期望闭环回路时间常数。如果根据经验来确定，则此常数一般为AGC过程回路延迟时间的3-8倍。其次，依据期望闭环回路时间常数来计算AGC控制器期望性能指标，计算方法是：期望闭环回路时间常数与AGC过程回路延迟时间之和，乘以AGC遥调指令数据的变化值，可以用如下公式表示：

[0024]

[0025] 其中τc为期望闭环回路时间常数，θ为AGC过程回路延迟时间，r(t)为AGC遥调指令数据。

[0026] 性能评估指标计算，是根据当前AGC控制器的性能(AGC数据处理程序部分给出的)进行计算，量化地告诉用户当前控制器性能离期望性能还有多少改善空间。该指标为当前控制器性能与期望性能中的小者除以大者。该指标位于0到1之间，越接近于1，说明性能越好；越接近于0，性能越差，一般情况下，当该指标低于0.8时，说明有必要改进当前控制器。

[0027] 下面是两个具体的实例。

[0028] 实施例1：

[0029] (1)在线收集机组AGC遥调指令和实际发电出力数据；

[0030] (2)计算当前控制器的性能。计算这两组数据的偏差的绝对值对时间的积分作为当前AGC控制器的性能；

[0031] (3)通过读图的方式获得AGC过程回路的延迟，从机组AGC遥调指令值开始变化的时刻，到机组实际发电出力数据变化的范围超出噪声带的时刻，即为机组AGC过程回路的延迟时间；

[0032] (4)根据调度机构的要求指定期望闭环回路时间常数；

[0033] (5)计算期望闭环回路的性能IAE0

[0034]

[0035] 其中τc为期望闭环回路时间常数，θ为AGC过程回路延迟时间，r(t)为AGC遥调指令数据；

[0036] (6)计算AGC控制器性能指标，性能指标等于0.9，说明当前控制其性能很好，没有必要再改进。

[0037] 实施例2：

[0038] (1)在线收集机组AGC遥调指令和实际发电出力数据；

[0039] (2)计算当前控制器的性能。计算这两组数据的偏差的绝对值对时间的积分作为当前AGC控制器的性能；

[0040] (3)通过读图的方式获得AGC过程回路的延迟，从机组AGC遥调指令值开始变化的时刻，到机组实际发电出力数据变化的范围超出噪声带的时刻，即为机组AGC过程回路的延迟；

[0041] (4)根据经验确定期望闭环回路时间常数为AGC过程回路延迟时间5倍；

[0042] (5)计算期望闭环回路的性能IAE0

[0043]

[0044] 其中τc为期望闭环回路时间常数，θ为AGC过程回路延迟时间，r(t)为AGC遥调指令数据；

[0045] (6)求解性能指标，性能指标等于0.2，说明当前控制其性能很不好，有很大的改善空间。