自动发电控制系统及其负荷预测自动综合的优化方法

摘要

一种自动发电控制系统及其负荷预测自动综合的优化方法，其特征在于：步骤1，将3个以上的负荷预测结果逐一加入到结果队列中；步骤2，计算队列中两两负荷预测结果彼此之间的距离；步骤3，将距离最近的两个负荷预测结果平均作为新结果加入队列，同时将这两个结果从队列中删除；步骤4，检查队列中负荷预测结果数目，如果大于3则返回步骤2，如果等于3则继续步骤5；步骤5，将队列中负荷预测结果从大到小排列；步骤6，将排在中间的结果装入自动发电控制系统，用于调节优化发电机出力。进一步优化了电网中各发电厂的机组出力，降低了供电成本，提高了自动发电控制系统中负荷预测精度，降低了负荷预测误差。

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统自动发电控制系统的控制方法，特别是一种自动发电控制系统及其负荷预测自动综合的优化方法。

背景技术

电力系统自动发电控制系统是保障电力系统安全、经济运行的重要控制系统，其主要是根据系统负荷的变化，按照装定的优化算法控制、调整电网中各发电厂的机组出力。

发电机组响应负荷的变化需要一定的时间，需要预先设定好发电机的出力曲线(或轨道)才可以使系统运行在安全、经济状态，由此决定自动发电控制系统控制优化效果的关键在于对系统负荷变化的把握，也就是负荷预测的精度。当负荷预测误差较小时，各台发电机可以运行在自动发电控制系统事先设定好的经济出力轨道上，而当负荷预测误差较大时，自动发电控制系统要先保证电网频率稳定和系统安全，则只能让系统中响应调节快的机组多发电，而不是优先安排价格或成本便宜的机组多发电，这就增加了供电成本。

为了提高负荷预测的精度，自动发电控制系统往往采用将多种负荷预测模型结果进行平均或加权平均的方法，这样提高了负荷预测结果的稳定性，降低了出现大误差的概率，但是同时相比“最优预测”而言降低了精度。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种自动发电控制系统及其负荷预测自动综合的优化方法，解决要进一步优化控制电网中各发电厂的机组出力、降低供电成本、提高自动发电控制系统中负荷预测精度、降低负荷预测误差的技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

这种自动发电控制系统，包括与电网顺序连接的数据采集模块、针对各类负荷的负荷预测模型、与各负荷预测模型连接的负荷预测汇总模块，其特征在于：上述负荷预测汇总模块与优化控制模块信号连接，该优化控制模块接收电网中负荷的实时数据，并对自动发电控制系统中各负荷预测模型结果进行聚类归并，将最后剩下的三组结果中，取中间的结果作为控制用曲线，根据该曲线去优化发电机的出力轨道，向各发电机发送调节控制信号。

上述优化控制模块从数据输入端至数据输出端依次连接有以下功能模块。

数据接收模块：用于接收电网中各发电厂三个以上电力负荷预测模块的结果逐一加入到负荷预测汇总模块中形成结果队列。

距离矩阵计算模块：用于计算队列中两两负荷预测结果彼此之间的距离。

最小距离挑选与合并模块：用于将距离最近的两个负荷预测结果平均作为新结果加入队列，同时将这两个结果从队列中删除，检查队列中负荷预测结果数目是否等于三。

结果计数器：用于将队列中三个负荷预测结果从大到小排列。

中间值挑选模块：用于将排在中间的结果输入自动发电控制系统。

上述功能模块中的每个模块可对应一个由中央处理器单元和与之连接的输入数据存储单元、输出数据存储单元、系统程序存储单元、应用程序存储单元、网卡和电源组成的可编程控制器，每个可编程控制器之间通过网卡用网线连接。

上述功能模块也可以集成在一个可编程控制器中。

上述自动发电控制系统的负荷预测自动综合的优化方法，其特征在于：

步骤1，将电网中各发电厂三个以上的负荷预测模块的结果逐一加入到负荷预测汇总模块中，形成结果队列。

步骤2，计算队列中两两负荷预测结果彼此之间的距离。

步骤3，将距离最近的两个负荷预测结果平均作为新结果加入队列，同时将这两个结果从队列中删除。

步骤4，检查队列中负荷预测结果数目，如果大于3则返回步骤2，如果等于3则继续步骤5。

步骤5，将队列中负荷预测结果从大到小排列。

步骤6，将排在中间的结果输入自动发电控制系统，用于优化调节发电机出力。

本发明对自动发电控制系统中多种负荷预测模型结果进行“聚类”规并，将最后剩下的三组结果中，取中间的结果作为控制用曲线，根据该曲线去优化发电机的出力轨道。解决了自动发电控制系统中多个负荷预测模型所产生的结果不一致时，如何优化发电机出力的技术问题。进一步优化了电网中各发电厂的机组出力，降低了供电成本，提高了自动发电控制系统中负荷预测精度，降低了负荷预测误差，还具有如下优点：

(1)、不需要人为设定各模型的权重，避免了过多的人工干预。

(2)、预测结果中过大或过小的结果自动就在聚类过程中被过滤，从而保证了最终结果的精度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是自动发电控制系统的模块结构图。

图2是自动发电控制系统优化控制模块的功能模块组成图。

图3是各功能模块的硬件组成图。

图4是本发明的控制流程图。

图5是电力系统自动发电控制系统流程图。

具体实施方式

参见图1，这种自动发电控制系统，其特征在于：包括与电网顺序连接的数据采集模块、针对各发电机的负荷预测模型、与各负荷预测模型连接的负荷预测汇总模块，其特征在于：上述负荷预测汇总模块与优化控制模块信号连接，该优化控制模块接收电网中负荷的实时数据，并对自动发电控制系统中各负荷预测模型结果进行聚类归并，将最后剩下的三组结果中，取中间的结果作为控制用曲线，根据该曲线去优化发电机的出力轨道，向各发电机发送调节控制信号。

参见图2，上述优化控制模块包括下述功能模块。

数据接收模块：用于接收电网中各发电厂三个以上电力负荷预测模块的结果逐一加入到负荷预测汇总模块中形成结果队列。

距离矩阵计算模块：用于计算队列中两两负荷预测结果彼此之间的距离。

最小距离挑选与合并模块：用于将距离最近的两个负荷预测结果平均作为新结果加入队列，同时将这两个结果从队列中删除，检查队列中负荷预测结果数目是否等于三。

结果计数器：用于将队列中三个负荷预测结果从大到小排列。

中间值挑选模块：用于将排在中间的结果输入自动发电控制系统。

上级负荷预测计算结果数据输入到本模块的数据接收部件中，然后传递到距离矩阵计算部件，得到各预测结果之间的距离，然后再输入到最小距离挑选与合并部件，得到新的结果集合，送入结果计数器，如果结果数目大于3则返回到距离矩阵计算部件，等于3则进入中间值挑选部件，最后输出中间结果传给下一控制模块。

参见图3，上述功能模块中的每个模块可对应一个由中央处理器单元(CPU)和与之连接的输入数据存储单元、输出数据存储单元、系统程序存储单元、应用程序存储单元、网卡和电源组成的PLC可编程控制器。每个可编程控制器PLC板之间通过网卡用网线连接。对于计算能力比较强的中央处理器，也可以采用一块PLC板实现。

参见图4，将自动发电控制系统示意图中预测汇总模块采用如下算法：

步骤1，将3个以上的负荷预测结果逐一加入到结果队列中。

步骤2，计算队列中两两负荷预测结果彼此之间的距离。

步骤3，将距离最近的两个负荷预测结果平均作为新结果加入队列，同时将这两个结果从队列中删除。

步骤4，检查队列中负荷预测结果数目，如果大于3则返回步骤2，如果等于3则继续步骤5。

步骤5，将队列中负荷预测结果从大到小排列。

步骤6，将排在中间的结果装入自动发电控制系统，用于优化调节发电机出力。举例说明如下：

比如，各预测模型对于电网9点钟的负荷预测如下：

 

模型编号预测结果(单位Mw)1100002110031060490051200

按照步骤1，形成队列{1000，1100，1060，900，1200}。

步骤2，计算两两的距离，结果如下：

 

编号\编号12345101006010020021000402001003604001601404100200160030052001001403000

步骤3，将距离最近的两个负荷预测结果平均作为新结果加入队列，同时将这两个结果从队列中删除。距离最近的是结果2和结果3，将两结果合并得新结果1080，得到新队列{1000，900，1200，1080}。

步骤4，检查队列中负荷预测结果数目，如果大于3则返回步骤2，如果等于3则继续步骤5；现在结果中的队列数目是4个，回到步骤2。

步骤2，计算两两的距离，结果如下：

 

编号\编号1234101002008021000300180320030001204801801200

步骤3，将距离最近的两个负荷预测结果平均作为新结果加入队列，同时将这两个结果从队列中删除。距离最近的是结果1和结果4，将两结果合并得新结果1040，得到新队列{900，1200，1040}。

步骤4，检查队列中负荷预测结果数目，如果大于3则返回步骤2，如果等于3则继续步骤5；现在结果中的队列数目是3个，进行步骤5。

步骤5，将队列中负荷预测结果从大到小排列；得到{1200，1040，900}。

步骤6，将排在中间的结果装入自动发电控制系统，用于优化调节发电机出力；则最终发电出力按1040Mw进行优化控制。

电力系统自动发电控制系统流程图参见图5，电力系统实时数据采集与监控系统采集系统总负荷，然后进行负荷预测计算，将负荷预测结果汇总，参考采集与监控数据进行发电机出力调节计算，根据各电厂发电机状态与计划，向电网中各发电厂发送发电机调节控制信号。