水电机组调速器开度模式下的一二次调频的协调控制方法与流程

1.本发明属于电力系统自动化控制技术领域，涉及一种水电机组调速器开度模式下的一二次调频的协调控制方法。


背景技术：

2.保持电网频率稳定在额定频率一定偏差范围内是电网安全的一项重要内容，而电网频率又直接取决于以及反映了整个电网电量的供需平衡，亦即电网总的发电量和总的用电量是否能保持基本的一致性。因此通过调节各并网电站的发电量(有功功率输出)，以实现电网电量的供需平衡，进而保证电网频率稳定在额定频率附近，就自然而然成为调度机构和发电机构的一项重要职能。常规而言，对并网电站的有功功率调节主要包括一次调频调节和二次调频调节。
3.目前国内水电站的有功功率调节模式主要包括调速器功率模式和调速器开度模式；二者的区别在于：调速器功率模式下，由调速器根据机组有功功率目标值对机组有功功率实发值进行闭环反馈调节，典型如三峡电站、溪洛渡电站、向家坝电站等均使用调速器功率模式进行有功功率调节；调速器开度模式下，由监控系统根据机组有功功率目标值和机组有功功率实发值的偏差发出调节脉冲至调速器，对调速器的导叶开度设定值进行修正，调速器则根据导叶开度目标值对导叶开度进行闭环反馈调节，典型如糯扎渡电站、小湾电站、漫湾电站、景洪电站、龙开口电站等均采用调速器开度模式进行有功功率调节。
4.在调速器开度模式下，假如对一二次调频的协调控制不做处理，则可能发生一次调频和二次调频的冲突，最常见的情况是二次调频将一次调频的调节量视为扰动，并将一次调频的调节量抵消或拉回，从而使一次调频无法达到预期的调节效果。针对这种情况，目前实践中主要采用在不同工况中或者闭锁一次调频、或者闭锁二次调频的控制策略，例如：在二次调频完成后，除非接收到新的机组有功功率设定值，否则闭锁机组的二次调频功能，二次调频功能闭锁后，即使机组有功功率实发值偏离机组有功功率设定值或目标值超过有功功率调节死区，也不再启动机组的二次调频闭环反馈调节机制。
5.实践证明，如上述通过闭锁手段防止一二次调频冲突的控制策略，虽然能够在一定程度上缓解一二调频的冲突问题，但仍然具有较大缺陷，主要是增加了有功功率控制策略的总体复杂性，在部分工况下降低了有功功率控制功能的稳定性，瓦解了机组二次调频闭环反馈调节功能原应具备的对有功功率实发值的监视及稳定机制等，从而导致了一系列新问题的出现，在一定程度上影响了水电站的安全稳定运行。
6.基于以上原因，文献1《一种水电站自动发电有功出力控制方法》(申请公布号cn105914795a)、文献2《考虑复杂约束的水电站agc控制策略》(电机工程学报第37卷第19期)、文献3《一种开度模式下电厂agc与一次调频配合控制系统及方法》(申请公布号cn112583056a)、文献4《一种水电机组开度模式下一次调频与agc叠加控制方法》(申请公布号cn112736934a)等均提出或涉及提出了一种水电站一次调频和二次调频的叠加调节方法。其原理或步骤大致可以归纳为：1)根据电网频率偏差、机组额定容量、一次调频功率调
节系数计算出一次调频的目标调节量；2)由监控系统将一次调频的目标调节量叠加至机组有功功率设定值；3)监控系统根据叠加后的结果和机组有功功率实发值的偏差计算并发出可控长度的调节脉冲至调速器；4)调速器系统根据接收到的调节脉冲对导叶开度设定值进行修正；5)由调速器对导叶开度进行闭环反馈调节。
7.文献1-4所提出的方法虽然在理论上能够实现一次调频和二次调频的叠加调节，但仍然缺乏实践性；主要缺陷在于，试验中发现当直接采用文献1-4的控制策略时，在一次调频动作的起始和结束阶段，存在监控系统和调速器重复调节从而导致一次调频动作超调和复归超调的可能性；在一次调频动作中期和一次调频结束后，则存在监控系统对一次调频超调部分进行修正，而导致机组有功功率反复波动的可能性。以上情况客观上降低了机组有功功率调节的动态稳定性，对于部分薄弱电网，则存在引发电力系统其它调节机构参与谐振，进而导致电网频率超低频振荡的可能性。因此，水电机组有功功率调速器开度调节模式下的一二次调频叠加调节，仍然是一个有待解决的问题。


技术实现要素：

8.本发明解决的技术问题在于提供一种水电机组调速器开度模式下的一二次调频协调控制方法，在不降低一次调频和二次调频的调节质量的前提下，实现两者的叠加调节，防止两者间产生冲突，保证一次调频和二次调频均能发挥预期作用。
9.本发明是通过以下技术方案来实现：
10.一种水电机组调速器开度模式下的一二次调频的协调控制方法，设置两种互为备用、可切换的一次调频调节模式，并根据一次调频调节质量在必要时进行切换，包括以下操作：
11.s1000)设置一次调频兼容调节模式和一次调频转嫁调节模式；其中，一次调频兼容调节模式将一次调频的主要环节设置在调速器系统；一次调频转嫁调节模式将一次调频的主要环节设置在监控系统；
12.s2000)设置水电调节机构中的监控系统下位机、调速器系统、监控系统上位机在一次调频和二次调频中承担的作用；
13.s3000)设置一次调频兼容调节模式下的调节机制和调节策略：通过对一次调频目标功率调节量执行抑制重复调节处理策略得到机组有功功率叠加值变量，将其与以二次调频指令下发的机组有功功率设定值相加，得到机组有功功率目标值；监控系统下位机通过执行提高动态稳定性的调节策略，基于对机组有功功率目标值、机组有功功率实发值和机组有功功率调节死区的比较，计算增/减导叶开度开出脉冲的长度并通过继电器发送给调速器系统；由调速器系统对导叶开度设定值进行修正并得出导叶开度目标值，再根据导叶开度目标值对导叶开度进行闭环反馈调节；
14.s4000)设置一次调频转嫁调节模式下的调节机制和调节策略：以叠加一次调频调节量之后的机组有功功率目标值与机组有功功率实发值的偏差超过有功功率调节死区为目标，对一次调频目标调节量进行修正得到机组有功功率叠加值变量，将其与以二次调频指令下发的机组有功功率设定值相加，得到机组有功功率目标值，并设置对一次调频进行辅助调节的开环前馈调节；监控系统下位机基于机组有功功率调节死区进行有功功率闭环调节，并对开环前馈调节进行反向闭锁，对增/减导叶开度继电器的开出脉冲长度进行修
正，再向调速器系统发出增导叶开度开出脉冲或减导叶开度开出脉冲；由调速器系统对导叶开度设定值进行修正，并根据导叶开度设定值对导叶开度进行闭环反馈调节；
15.s5000)在监控系统上位机设置一次调频功能的自诊断模块，对一次调频调节质量进行自诊断，以将一次调频在一次调频兼容调节模式与一次调频转嫁调节模式之间进行切换，并对一次调频转嫁调节模式下的水头比例系数进行设置。
16.与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
17.本发明设置了一次调频兼容调节模式和一次调频转嫁调节模式，并通过监控系统上位机在对一次调频调节质量进行判断的基础上，自动实现两种一次调频调节模式的互相切换，从而增加了本发明方法的鲁棒性；本发明在一次调频兼容调节模式和一次调频转嫁调节模式中采取了截然不同的设计原则，对于前者是在保证二次调频执行机构兼容一次调频调节效果的前提下，尽量钝化电网频率偏差在监控系统中产生的影响，以抑制一次调频的重复调节，并提高一次调频调节过程的动态稳定性，对于后者则是考虑到监控系统是一次调频唯一的调节机构，于是尽量增强电网频率偏差在监控系统中产生的影响，以保证一次调频调节的有效动作。
18.本发明对于一次调频兼容调节模式，除了将一次调频调节量叠加至机组有功功率设定值的基础核心策略外，还设置了对一次调频目标调节量进行缩放(减小监控系统可能产生的一次调频重复调节量)、滞后(兼容调速器一次调频的调节延时)、平滑(兼容调速器一次调频的调节速率)的处理策略，以及抑制一次调频调节过程中监控系统下位机有功功率闭环反馈调节敏感性的策略，可以有效防止监控系统下位机对调速器系统的一次调频调节过程造成干扰，提高一次调频调节过程动态的稳定性。
19.本发明对于一次调频转嫁调节模式，为防止机组有功功率调节死区对一次调频合格率可能造成的不利影响，对一次调频的分辨力进行了锐化处理，设置包括为了保证叠加一次调频调节量后的机组有功功率目标值与机组有功功率实发值的偏差超过有功功率调节死区，而增强一次调频目标调节量；或在一次调频动作过程中缩减机组有功功率调节死区的策略，以及为了保证即使叠加一次调频调节量后的机组有功功率目标值与机组有功功率实发值的偏差未超过有功功率调节死区，也能产生有效的一次调频调节的开环前馈调节策略。
20.考虑到各水电站运行工况的差异性，本发明设置了多个可选策略，可以根据一次调频的调试、测试、试运行情况，在多种策略的不同选择和不同组合间进行灵活配置，从而使本发明方法具有了广泛的适用性；以兼容模式为例，本发明设计了抑制监控系统和调速器系统重复调节的3种可选策略，以及提高一次调频调节过程动态稳定性的2种可选策略；由于监控系统闭环调节特性、调速器闭环调节特性、水流惯性、机械惯性等的差异，不同机组在监控系统与调速器的配合调节上，会表现出不同的特性，相应的在采用不同的策略组合时，也会表现出不同的调节效果；可以采用的最终策略是抑制监控系统和调速器系统重复调节的3种可选策略的自由组合，以及提高一次调频调节过程动态稳定性的2种可选策的二选一；但在实践中则需要根据调试、测试、试运行的情况，根据最小化、最简化原则，在满足防止监控系统、调速器重复调节和互相干扰的前提下，配置尽量少的策略。
21.本发明在对一次调频进行辅助调节的开环前馈调节环节，考虑到水头变化对于机组有功功率实发值和导叶开度相关关系可能产生的较大影响，设置了可变的水头比例系
数，并设计了根据以往若干次一次调频调节质量，由监控系统上位机对水头比例系数自动修正的相关策略，以保证本发明方法可以适用于水头变化幅度较大的巨型水电机组。
附图说明
22.图1为本发明的水电机组调速器开度模式下的一二次调频协调控制方法的主流程图；
23.图2为本发明的一次调频兼容调节模式的流程图；
24.图3为本发明的一次调频计算用偏差δf随电网频率变化的示意图；
25.图4为本发明一次调频兼容模式的仿真模型；
26.图5为一次调频兼容模式重复调节与常规模式调节效果对比图；
27.图6为本发明的一次调频兼容模式缩放策略生效调节与重复调节效果对比图；
28.图7为本发明的一次调频兼容模式滞后策略生效调节与重复调节效果对比图；
29.图8为本发明的一次调频兼容模式平滑策略生效调节与重复调节效果对比图；
30.图9为本发明的一次调频兼容模式滞后及平滑策略生效调节与重复调节效果对比图；
31.图10为本发明的提高一次调频调节过程动态稳定性的可选调节策略一逻辑示意图；
32.图11为本发明的可选调节策略一对有功功率调节死区的放大效果；
33.图12为本发明的提高一次调频调节过程动态稳定性的可选调节策略二逻辑示意图；
34.图13为本发明的可选调节策略二对有功功率调节死区的放大效果；
35.图14为本发明的一次调频转嫁调节模式的流程图；
36.图15-1为本发明的对一次调频目标调节量进行修正后的机组有功功率目标值死区范围变化示意图；
37.图15-2为本发明的不对一次调频目标调节量进行修正的机组有功功率目标值死区范围变化示意图；
38.图16-1为本发明的对机组有功功率调节死区进行修正后的一次调频调节效果示意图；
39.图16-2为本发明的不对机组有功功率调节死区进行修正的一次调频调节效果示意图；
40.图17为本发明一次调频转嫁模式监控系统下位机计算增/减导叶开度继电器开出脉冲长度的逻辑示意图；
41.图18为本发明的监控系统上位机相关功能的运行逻辑示意图；
42.图19为本发明的一次调频调节模式自动切换的逻辑流程图。
具体实施方式
43.下面结合实施例对本发明做进一步详细描述，所述是对本发明的解释而不是限定。
44.如图1所示，本发明提供的一种水电机组调速器开度模式下的一二次调频的协调
控制方法，设置两种互为备用、可切换的一次调频调节模式，并根据一次调频调节质量在必要时进行切换，包括以下操作：
45.s1000)设置一次调频兼容调节模式和一次调频转嫁调节模式；其中，一次调频兼容调节模式将一次调频的主要环节设置在调速器系统；一次调频转嫁调节模式将一次调频的主要环节设置在监控系统；
46.s2000)设置水电调节机构中的监控系统下位机、调速器系统、监控系统上位机在一次调频和二次调频中承担的作用；
47.s3000)设置一次调频兼容调节模式下的调节机制和调节策略：通过对一次调频目标功率调节量执行抑制重复调节处理策略得到机组有功功率叠加值变量，将其与以二次调频指令下发的机组有功功率设定值相加，得到机组有功功率目标值；监控系统下位机通过执行提高动态稳定性的调节策略，基于对机组有功功率目标值、机组有功功率实发值和机组有功功率调节死区的比较，计算增/减导叶开度开出脉冲的长度并通过继电器发送给调速器系统；由调速器系统对导叶开度设定值进行修正并得出导叶开度目标值，再根据导叶开度目标值对导叶开度进行闭环反馈调节；
48.s4000)设置一次调频转嫁调节模式下的调节机制和调节策略：以叠加一次调频调节量之后的机组有功功率目标值与机组有功功率实发值的偏差超过有功功率调节死区为目标，对一次调频目标调节量进行修正得到机组有功功率叠加值变量，将其与以二次调频指令下发的机组有功功率设定值相加，得到机组有功功率目标值，并设置对一次调频进行辅助调节的开环前馈调节；监控系统下位机基于机组有功功率调节死区进行有功功率闭环调节，并对开环前馈调节进行反向闭锁，对增/减导叶开度继电器的开出脉冲长度进行修正，再向调速器系统发出增导叶开度开出脉冲或减导叶开度开出脉冲；由调速器系统对导叶开度设定值进行修正，并根据导叶开度设定值对导叶开度进行闭环反馈调节；
49.s5000)在监控系统上位机设置一次调频功能的自诊断模块，对一次调频调节质量进行自诊断，以将一次调频在一次调频兼容调节模式与一次调频转嫁调节模式之间进行切换，并对一次调频转嫁调节模式下的水头比例系数进行设置。
50.下面对各步骤和调节模式、策略进行具体的说明。
51.s2000)设置监控系统上位机、监控系统下位机、调速器系统在一次调频和二次调频中承担的作用或功能
52.s2100)监控系统下位机承担的功能包括：
53.s2110)根据电网频率偏差、机组额定容量、调度机构预先给定的一次调频功率调节系数，计算一次调频的目标功率调节量；
54.s2120)根据一次调频的目标功率调节量，对机组有功功率设定值进行修正，得到机组有功功率目标值；
55.s2130)根据机组有功功率目标值和有功功率实发值的偏差，通过增导叶开度继电器或者减导叶开度继电器，发出可控长度的开出脉冲至调速器系统。
56.在两种一次调频调节模式下，监控系统下位机均根据电网频率偏差等参数对一次调频的目标调节量等进行计算，并将计算结果反映至对增导叶开度继电器或减导叶开度继电器的开出脉冲长度的影响。不同之处在于，对于一次调频兼容调节模式，监控系统执行以上动作，是为了兼容调速器系统作为一次调频实际执行机构的一次调频调节效果；而对于
一次调频转嫁调节模式，监控系统执行以上动作，是作为一次调频实际执行机构进行的一次调频调节。
57.s2200)调速器系统承担的功能包括：
58.s2210)一次调频的兼容调节模式下，调速器系统承担的功能包括：
59.s2211)根据监控系统下位机的增导叶开度脉冲和减导叶开度脉冲，对导叶开度设定值进行修正；
60.s2212)根据电网频率偏差、一次调频开度调节系数，计算一次调频的目标开度调节量；
61.s2213)将一次调频的目标开度调节量叠加至导叶开度设定值，得到导叶开度目标值；
62.s2214)根据导叶开度目标值和导叶开度实际值的偏差，对导叶开度进行闭环反馈调节，使导叶开度实际值趋向于导叶开度目标值变化，并最终稳定在导叶开度目标值的导叶开度调节死区范围内，导叶开度调节死区是预先设定的调速器调节参数。
63.s2220)一次调频的转嫁调节模式下，调速器系统承担的功能包括：
64.s2221)根据监控系统下位机的增导叶开度脉冲和减导叶开度脉冲，对导叶开度设定值进行修正；
65.s2222)根据导叶开度设定值和导叶开度实际值的偏差，对导叶开度进行闭环反馈调节，使导叶开度实际值趋向于导叶开度设定值变化，并最终稳定在导叶开度设定值的导叶开度调节死区范围内，导叶开度调节死区是预先设定的调速器调节参数。
66.在一次调频兼容调节模式下，调速器系统同时根据一次调频计算结果，以及监控系统下位机发出的增导叶开度继电器或减导叶开度继电器的开出脉冲对导叶开度目标值进行设定，并以此为目标对导叶开度进行闭环反馈调节；在一次调频转嫁调节模式下，调速器系统则仅仅根据监控系统下位机发出的增导叶开度继电器或减导叶开度继电器的开出脉冲对导叶开度设定值进行设定，并以此为目标对导叶开度进行闭环反馈调节，而不再参与或承担一次调频的计算与调节。
67.s2300)监控系统上位机承担的功能包括：
68.s2310)根据电网频率、电网频率与额定频率偏差超过一次调频门槛值的起始时间和结束时间等参数，计算一次调频调节的理论积分量；
69.s2320)根据机组有功功率实发值、电网频率与额定频率偏差超过一次调频门槛值的起始时间和结束时间等参数，计算一次调频调节的实际积分量；
70.s2330)通过一次调频调节的理论积分量和一次调频调节的实际积分量，对一次调频的调节质量进行判断；
71.s2340)根据一次调频的调节质量，对一次调频功能进行自动诊断；
72.s2350)根据一次调频的调节质量，在一次调频的不同调节模式间自动切换；
73.s2360)根据一次调频的调节质量，对一次调频转嫁调节模式下的水头比例系数进行自动设置。
74.从系统设计而言，s2300所述各项功能更适宜分散设置在各机组的监控系统下位机；本发明将s2300所述各项功能集中设置在监控系统上位机，是出于对目前技术发展水平和设备现状的考虑，主要顾及：1)绝大多数水电站监控系统下位机尚不具备执行s2300所述
所有功能的硬件能力；2)若将s2300所述各项功能设置在监控系统下位机，可能会拖慢监控系统下位机的运算速度，对监控系统的实时监视和实时控制功能造成不必要的负面影响。
75.如图2所示，s3000)设置一次调频兼容调节模式下的调节机制和调节策略
76.s3100)监控系统下位机接收调度机构以二次调频指令下发的机组有功功率设定值ps；
77.s3200)监控系统下位机计算一次调频的目标功率调节量：
78.s3210)计算电网频率与额定频率的一次调频计算用偏差δf，包括：
79.s3211)当电网频率与额定频率的差值绝对值小于等于水电一次调频门槛值时，δf＝0；
80.s3212)当电网频率大于额定频率，且两者的差值绝对值大于水电一次调频门槛值时，δf等于额定频率减去电网频率再加上水电一次调频门槛值；
81.s3213)当电网频率小于额定频率，且两者的差值绝对值大于水电一次调频门槛值时，δf等于额定频率减去电网频率再减去水电一次调频门槛值。
82.目前国内绝大多数电网设置的水电一次调频门槛值为0.05hz，则根据s3210所述，假设电网频率为50.03、50.06、49.98、49.93hz时，电网频率与额定频率的一次调频计算用偏差δf分别为0、－0.01、0、0.02hz，δf随电网频率变化的关系如图3所示。
83.s3220)当一次调频功能未投入时，一次调频目标功率调节量pf为0；
84.s3230)当一次调频投入时，一次调频目标功率调节量pf＝机组额定容量
×
一次调频功率调节系数
×
δf，其中一次调频调节系数由调度机构预先给定；比如根据南方电网一次调频考核计算公式，一次调频目标功率调节量＝δf
÷
50
÷
5％
×
机组额定容量，则本方法的一次调频调节系数＝1
÷
50
÷
5％＝0.4，于是本方法的一次调频目标功率调节量pf＝机组额定容量
×
0.4
×
δf。
85.s3300)设置包括缩放策略、滞后策略、平滑策略在内的调节量处理策略
86.设置调节量处理策略是为了抑制监控系统和调速器系统的重复调节；
87.为显示策略效果，基于构建如图4所示的仿真模型来进行展示，当抑制监控系统和调速器系统重复调节的可选策略被设置为无效时，图4中的相应功能模块被设置为穿透。当所有可选策略均被设置为无效时，监控系统和调速器系统重复调节产生的效果，常规模式无冲突情况下(即一次调频动作时闭锁二次调频)调节产生的效果，两者对比如图5所示(15秒时一次调频动作)。
88.s3310)设置机组有功功率叠加值变量δp，以及参与运算的中间变量δp1、δp2、δp3；
89.s3320)设置对一次调频目标功率调节量进行缩放的可选策略，包括：
90.s3221)设置缩放系数k1，k4《k1《1；其中k4为机组一次调频功率调节量的下限门槛系数；
91.s3222)当对一次调频目标功率调节量进行缩放的可选策略被设置为有效时，δp1＝pf×
k1；
92.s3223)当对一次调频目标功率调节量进行缩放的可选策略被设置为无效时，δp1＝pf。
93.当所有可选策略均被设置为无效时的重复调节产生的效果，与缩放策略被设置为
生效时的调节效果，两者对比如图6所示(15秒时一次调频动作，缩放系数设置为0.7)。
94.s3330)在监控功能系统下位机设置对一次调频目标功率调节量进行滞后的可选策略，在调速器一次调频存在较大的调节延时的情况下，需要用滞后策略来对调速器一次调频的调节延时进行兼容，包括：
95.s3331)设置用于对一次调频目标调节量进行滞后的中间数组[i1、i2、i3、
…
、in]，其中数组长度n等于将一次调频目标功率调节量进行滞后的周期数量；
[0096]
s3332)在初始周期对中间数组的每个变量赋值为δp1，即in＝δp1，i
n-1
＝δp1，
…
，i2＝δp1，
[0097]
i1＝δp1；
[0098]
s3333)在初始周期之后的每个周期，按从后往前的顺序，将中间数组的每个变量赋值给排序加1的数组变量，即in＝i
n-1
，i
n-1
＝i
n-2
，
…
，i3＝i2，i2＝i1；
[0099]
s3334)在初始周期之后的每个周期，对i1赋值为当期的δp1，即i1＝δp1；
[0100]
s3335)在初始周期之后的每个周期，如果对一次调频目标功率调节量进行滞后的可选策略被设置为有效，则δp2＝in；
[0101]
s3336)在初始周期之后的每个周期，如果对一次调频目标功率调节量进行滞后的可选策略被设置为无效，则δp2＝δp1。
[0102]
当所有可选策略均被设置为无效时的重复调节产生的效果，与滞后策略被设置为生效时的调节效果，两者对比如图7所示(15秒时一次调频动作，滞后时间设置为5秒)。
[0103]
s3340)在监控功能系统下位机设置对一次调频目标功率调节量进行平滑的可选策略，考虑到调速器一次调频客观存在的调节速率，为取得较优的兼容调节效果，需要用平滑策略来对调速器一次调频的调节速率进行兼容，通过设置变化梯度，一次调频目标功率调节量从一次性叠加到单机有功功率设定值，改变为平滑叠加到单机有功功率设定值，包括：
[0104]
s3341)设置一次调频目标功率调节量变化的梯度参数k2，0《k2；
[0105]
s3342)如果对一次调频目标功率调节量进行平滑的可选策略被设置为无效，则δp3＝δp2；
[0106]
s3343)如果对一次调频目标功率调节量进行平滑的可选策略被设置为有效，且abs(δp3－δp2)≤k2，则δp3＝δp2，其中abs()为求绝对值函数；
[0107]
s3344)如果对一次调频目标功率调节量进行平滑的可选策略被设置为有效，且δp3－δp2＞k2，则δp3＝δp3－k2；
[0108]
s3345)如果对一次调频目标功率调节量进行平滑的可选策略被设置为有效，且δp2－δp3＞k2，则δp3＝δp3 k2。
[0109]
s3350)得到机组有功功率叠加值变量δp，即δp＝δp3。
[0110]
当所有可选策略均被设置为无效时的重复调节产生的效果，与平滑策略被设置为生效时的调节效果，两者对比如图8所示(15秒时一次调频动作，一次调频目标功率调节量叠加时的变化梯度设置为5mw/s)。
[0111]
更进一步的，抑制监控系统和调速器系统重复调节的3种可选策略，可以自由组合，例如当所有可选策略均被设置为无效时的系统重复调节产生的效果，滞后及平滑策略同时被设置为生效时的调节效果，两者对比如图9所示(15秒时一次调频动作，一次调频目
标功率调节量叠加时的变化梯度设置为10mw/s，滞后时间设置为3秒)。
[0112]
由图5-图9可以看出，本发明提出的缩放策略(减小监控系统可能产生的一次调频重复调节量)、滞后策略(兼容调速器一次调频的调节延时)、平滑策略(兼容调速器一次调频的调节速率)，可以有效防止监控系统下位机对调速器系统一次调频调节过程造成的干扰，提高一次调频调节过程动态的稳定性。
[0113]
s3400)在监控功能系统下位机设置提高一次调频调节过程动态稳定性的可选调节策略一，如图10所示，包括：
[0114]
s3410)设置机组一次调频功率调节量的合格区间，包括：
[0115]
s3411)设置机组一次调频功率调节量的上限门槛系数k3，1《k3，实施例参照南方电网一次调频考核规定，假设k3＝1.5；
[0116]
s3412)设置机组一次调频功率调节量的下限门槛系数k4，0《k4《1，实施例参照南方电网一次调频考核规定，假设k4＝0.5；
[0117]
s3413)计算机组一次调频功率调节量的合格区间上限δp
up
＝max(δp
×
k3，δp
×
k4)，其中max()为求最大值函数；
[0118]
s3414)计算机组一次调频功率调节量的合格区间下限δp
dw
＝min(δp
×
k3，δp
×
k4)，其中min()为求最小值函数。
[0119]
如s4310所述，当δp＞0时，机组一次调频功率调节量的合格区间为[δp
×
k4，δp
×
k3]，反之，则机组一次调频功率调节量的合格区间为[δp
×
k3，δp
×
k4]。
[0120]
s3420)计算机组有功功率目标值p
t
，p
t
＝ps δp；
[0121]
s3430)监控系统下位机参照水电站有功功率调速器开度调节模式的常规逻辑，参与机组有功功率闭环反馈调节，包括：
[0122]
s3431)当机组有功功率目标值p
t
大于机组有功功率实发值p，且两者间的差值绝对值大于机组有功功率调节死区pd时，监控系统下位机通过预设的有功功率闭环调节功能计算增导叶开度继电器开出脉冲长度t
up
，同时将减导叶开度继电器的开出脉冲长度t
dw
设置为0；
[0123]
s3432)当机组有功功率目标值p
t
小于机组有功功率实发值p，且两者间的差值绝对值大于机组有功功率调节死区pd时，监控系统下位机通过预设的有功功率闭环调节功能计算减导叶开度继电器的开出脉冲长度t
dw
，同时将增导叶开度继电器的开出脉冲长度t
up
设置为0；
[0124]
s3433)计算对增导叶开度继电器和减导叶开度继电器的开出脉冲长度的修正系数k5，k5＝abs[sgn(ps δp
up
pd－p) sgn(ps δp
dw
－pd－p)]/2，其中sgn()为符号函数，其作用是根据参数的正负号，返回0、1或－1；
[0125]
s3434)当机组有功功率目标值p
t
大于机组有功功率实发值p，且两者间的差值绝对值大于机组有功功率调节死区pd时，对增导叶开度继电器开出脉冲长度t
up
进行修正，t
up
＝t
up
×
k5，并发出与t
up
相等长度的开出脉冲至调速器系统；
[0126]
s3435)当机组有功功率目标值p
t
小于机组有功功率实发值p，且两者间的差值绝对值大于机组有功功率调节死区pd时，对减导叶开度继电器开出脉冲长度t
dw
进行修正，t
dw
＝t
dw
×
k5，并发出与t
dw
相等长度的开出脉冲至调速器系统。
[0127]
s3430的作用是，在不改变增/减导叶开度继电器开出脉冲长度常规计算策略的基
础上，通过机组一次调频功率调节量的合格区间，对机组有功功率目标值的有功功率调节死区范围进一步放大，当机组有功功率实发值处于放大后的有功功率调节死区范围内时，不发出增/减导叶开度的调节脉冲。例如当如前述k3＝1.5，k4＝0.5时，如果δp＞0，则当机组有功功率实发值p处于[p
t
－0.5
×
δp－pd，p
t
1.5
×
δp pd]区间内时，k5＝0，于是修正后的增/减导叶开度继电器开出脉冲长度均为0。
[0128]
可选调节策略一对有功功率调节死区的放大效果如图11所示(15秒时一次调频动作，60秒时一次调频复归)，可以看出，有功功率调节死区放大后，监控系统下位机对调速器一次调频调节的兼容性有明显提升。
[0129]
可选调节策略一与下面所述的可选调节策略二不能同时生效，因为两者都是监控系统下位机基于调速器一次调频调节对有功功率调节死区的放大而执行的策略。
[0130]
s3500)如图12所示，在监控功能系统下位机设置提高一次调频调节过程动态稳定性的可选调节策略二，包括：
[0131]
s3510)设置机组一次调频功率调节量的合格区间，包括：
[0132]
s3511)计算一次调频评价门槛功率调节量pg＝机组额定容量
×
一次调频功率调节系数
×
(水电一次调频频率偏差评价门槛值－水电一次调频门槛值)，其中一次调频调节系数由调度机构预先给定，根据南方电网一次调频考核计算公式，一次调频目标功率调节量＝δf
÷
50
÷
5％
×
机组额定容量，水电一次调频门槛值为0.05hz；一次调频频率偏差评价门槛值为0.065hz，因此pg＝机组额定容量
×
0.4
×
0.015＝机组额定容量
×
0.006，即为机组额定容量的0.6％；
[0133]
s3512)计算机组一次调频功率调节量的合格区间上限δp
up
，如果电网频率与额定频率的一次调频计算用偏差δf大于0，则δp
up
＝max(δp
×
k3，pg)，如果电网频率与额定频率的一次调频计算用偏差δf小于0，则δp
up
＝0；
[0134]
s3513)计算机组一次调频功率调节量的合格区间下限δp
dw
，如果电网频率与额定频率的一次调频计算用偏差δf大于0，则δp
dw
＝0，如果电网频率与额定频率的一次调频计算用偏差δf小于0，则δp
dw
＝min(δp
×
k3，－pg)。
[0135]
s3520)计算机组有功功率目标值p
t
，p
t
＝ps δp；
[0136]
s3530)设置并计算机组二次调频动作过程中标识位ss，包括：
[0137]
s3531)每当机组有功功率设定值发生变化时，将标识位ss设置为1；
[0138]
s3532)每周期对机组有功功率实发值是否处于机组有功功率目标值的有功功率调节死区内进行判断，如果p
t
－pd≤p≤p
t
pd，则将标识位ss设置为0，否则保持标识位ss不变。
[0139]
考虑到二次调频过程中，调度机构一般不对一次调频调节质量进行评价，因此设置s3530策略以保证当二次调频动作时，s3500所述可选调节策略二不发挥作用。
[0140]
s3540)设置并计算机组一次调频动作过程中标识位so，包括：
[0141]
s3541)如果机组一次调频功能未投入，则标识位so恒为0，否则通过后续步骤对标识位so进行计算；
[0142]
s3542)根据机组实际运行工况，人为设置机组一次调频动作的延迟复归时间to；
[0143]
s3543)设置一次调频动作的延迟复归计时器to；
[0144]
s3544)比较电网频率与额定频率的差值绝对值与一次调频门槛值的大小，当前者
大于等于后者时，将标识位so设置为1，否则保持不变；
[0145]
s3545)比较电网频率与额定频率的差值绝对值与一次调频频率偏差评价门槛值的大小，当前者大于等于后者时，将延迟复归计时器to清0；
[0146]
s3546)当电网频率与额定频率的差值绝对值从大于等于一次调频门槛值变化为小于一次调频门槛值时，启动延迟复归计时器to的计时；
[0147]
s3547)当电网频率与额定频率的差值绝对值小于一次调频门槛值，且一次调频动作的延迟复归计时器to大于等于一次调频动作的延迟复归时间to时，将标识位so设置为0，否则保持不变。
[0148]
考虑调度机构仅对电网频率偏离额定频率的峰值超过一次调频频率偏差评价门槛值的一次调频过程进行质量评价，因此设置s3540策略以保证当电网频率偏离额定频率的峰值未超过一次调频频率偏差评价门槛值时，削弱s3500所述可选调节策略二的作用。
[0149]
s3550)监控系统下位机参照水电站有功功率调速器开度调节模式的常规逻辑，参与机组有功功率闭环反馈调节，包括：
[0150]
s3551)当机组有功功率目标值p
t
大于机组有功功率实发值p，且两者间的差值绝对值大于机组有功功率调节死区pd时，监控系统下位机通过预设的有功功率闭环调节功能计算增导叶开度继电器开出脉冲长度t
up
，同时将减导叶开度继电器的开出脉冲长度t
dw
设置为0；
[0151]
s3552)当机组有功功率目标值p
t
小于机组有功功率实发值p，且两者间的差值绝对值大于机组有功功率调节死区pd时，监控系统下位机通过预设的有功功率闭环调节功能计算减导叶开度继电器的开出脉冲长度t
dw
，同时将增导叶开度继电器的开出脉冲长度t
up
设置为0；
[0152]
s3553)计算对增导叶开度继电器和减导叶开度继电器的开出脉冲长度的修正系数k5，如果机组一次调频动作过程中标识位so为1，且机组二次调频动作过程中标识位ss为0，则k5＝abs[sgn(ps δp
up
pd－p) sgn(ps δp
dw
－pd－p)]/2；
[0153]
s3554)如果机组一次调频动作过程中标识位so为0，或机组二次调频动作过程中标识位ss为1，则k5＝1；
[0154]
s3555)当机组有功功率目标值p
t
大于机组有功功率实发值p，且两者间的差值绝对值大于机组有功功率调节死区pd时，对增导叶开度继电器开出脉冲长度t
up
进行修正，t
up
＝t
up
×
k5，并发出与t
up
相等长度的开出脉冲至调速器系统；
[0155]
s3556)当机组有功功率目标值p
t
小于机组有功功率实发值p，且两者间的差值绝对值大于机组有功功率调节死区pd时，对减导叶开度继电器开出脉冲长度t
dw
进行修正，t
dw
＝t
dw
×
k5，并发出与t
dw
相等长度的开出脉冲至调速器系统。
[0156]
s3550的作用是，在不改变增/减导叶开度继电器开出脉冲长度常规计算策略的基础上，通过引入机组一次调频功率调节量的合格区间，对机组有功功率目标值的有功功率调节死区范围进一步放大，当机组有功功率实发值处于放大后的有功功率调节死区范围内时，不发出增/减导叶开度的调节脉冲。s3500所述可选调节策略二在计算一次调频功率调节量的合格区间的过程中引入一次调频评价门槛功率调节量pg，是为了防止一次调频动作复归过程中，当电网频率回复到额定频率水电一次调频门槛值范围内，而一次调频调节量尚未完全复归时，监控系统与调速器系统可能产生的重复调节；例如当电网频率从低于额
定频率超过水电一次调频门槛值刚刚恢复到一次调频门槛值范围内时，则当机组有功功率实发值p处于[p
t
－pd，p
t
pg pd]区间内时，k5＝0，于是修正后的增/减导叶开度继电器开出脉冲长度均为0。
[0157]
可选调节策略二对有功功率调节死区的放大效果如图13所示(15秒时一次调频动作，60秒时一次调频复归，一次调频动作的延迟复归时间to设置为10秒，一次调频评价门槛功率调节量pg假设为30mw)，可以看出，有功功率调节死区放大后，监控系统下位机对调速器一次调频调节的兼容性有明显提升，并且由于可选策略二引入了一次调频评价门槛功率调节量pg，使得在一次调频调节复归的过程中，监控系统下位机对于调速器一次调频调节的兼容性也有明显提升。
[0158]
s3600)调速器系统采用调速器常规策略，根据接收到的来自监控系统下位机的增导叶开度开出脉冲的长度t
up
或减导叶开度开出脉冲的长度t
dw
，对导叶开度设定值gs进行修正；
[0159]
s3700)调速器系统计算一次调频的目标开度调节量，包括：
[0160]
s3710)当电网频率与额定频率的差值绝对值小于等于水电一次调频门槛值，或一次调频功能未投入时，一次调频目标功率调节量gf为0；
[0161]
s3720)当电网频率与额定频率的差值绝对值大于水电一次调频门槛值且一次调频投入时，一次调频目标功率调节量gf＝一次调频导叶调节系数
×
δf，其中一次调频导叶调节系数为预先设置参数。
[0162]
s3800)调速器系统计算导叶开度目标值g
t
，g
t
＝gs gf；
[0163]
s3900)调速器系统按照调速器常规策略，根据导叶开度目标值对导叶开度进行闭环反馈调节，使导叶开度实际值趋向于导叶开度目标值，并最终稳定在导叶开度目标值的导叶开度调节死区范围内。
[0164]
s4000)如图14所示，设置一次调频转嫁调节模式下的调节机制和调节策略
[0165]
s4100)监控系统下位机接收调度机构以二次调频指令下发的机组有功功率设定值ps；
[0166]
s4200)监控系统下位机计算一次调频的目标功率调节量，包括：
[0167]
s4210)当一次调频功能未投入时，一次调频目标功率调节量pf为0；
[0168]
s4220)当一次调频投入时，一次调频目标功率调节量pf＝机组额定容量
×
一次调频功率调节系数
×
δf，其中一次调频调节系数由调度机构预先给定。
[0169]
s4300)设置对一次调频目标调节量进行修正的可选策略，包括：
[0170]
s4310)设置机组有功功率叠加值变量δp，当对一次调频目标调节量进行修正的可选策略被设置为无效时，δp＝pf，当对一次调频目标调节量进行修正的可选策略被设置为有效时，则按照以下步骤s4320至s4340对δp进行计算；
[0171]
s4320)设置对一次调频目标调节量进行修正的比例系数k6、k7,k6》1,k7≥1，本实施例假设k6为1.1，k7为1.2；
[0172]
s4330)当一次调频目标调节量pf＝0时，将机组有功功率叠加值变量δp赋值为0，δp＝0；
[0173]
s4340)当一次调频目标调节量pf≠0时，对机组有功功率叠加值变量δp进行设置，步骤包括：
[0174]
s4341)如果机组有功功率实发值处于机组有功功率设定值的机组有功功率调节死区范围外，即p＞ps pd或p＜ps－pd，则将一次调频目标调节量pf赋值给δp，δp＝pf；
[0175]
s4342)如果机组有功功率实发值处于机组有功功率设定值的机组有功功率调节死区范围内，即ps－pd≤p≤ps pd，且一次调频目标调节量pf＞0，则δp＝max[(p pd－ps)
×
k6，pf×
k7]，其中pd机组有功功率调节死区大小；
[0176]
s4343)如果机组有功功率实发值处于机组有功功率设定值的机组有功功率调节死区范围内，即ps－pd≤p≤ps pd，且一次调频目标调节量pf＜0，则δp＝min[(p－pd－ps)
×
k6，pf×
k7]。
[0177]
假设机组有功功率设定值为200mw，有功功率实发值为190mw，有功功率调节死区为20mw，则当一次调频目标调节量pf从－40mw变化为40mw时，采用s4300所述策略计算得出机组有功功率目标值p
t
(p
t
＝ps δp)死区范围的变化如图15-1所示，不采用s4300所述策略计算得机组有功功率目标值死区范围的变化如图15-2所示。从图15-1、15-2的比较可以明显看出，s4300所述策略的作用是避免一次调频动作时机组有功功率实发值处于机组有功功率目标值死区范围内，从而为一次调频的有效调节提供保障。
[0178]
s4400)设置对一次调频进行辅助调节的开环前馈调节，包括：
[0179]
s4410)设置作为基准的开出脉冲长度t
bs
，作为基准的有功功率调节步长p
bs
，作为基准的水头值w
bs
；
[0180]
s4420)设置水头比例系数kw，可选的设置方法包括：
[0181]
s4421)根据当前水头值w对kw进行计算，kw＝(w
bs
÷
w)
(3/2)
，公式来自于水轮机出力与水头的相关关系；
[0182]
s4422)将水头可能波动的范围划分为若干区间，为每个区间设置1个比例系数参数，比例系数参数，设置的比例系数参数处于(w
bs
÷wdw
)
(3/2)
、(w
bs
÷wup
)
(3/2)
之间，其中w
up
为该区间水头上限、w
dw
为该区间水头下限，当实际水头w处于某区间时，将水头比例系数kw设置为该区间对应的比例系数参数；
[0183]
s4423)由监控系统上位机根据对一次调频调节质量的判断，对水头比例系数kw进行设置。
[0184]
s4430)设置存储上周期机组有功功率叠加值的变量δp’，在每个计算周期将δp赋值给δp’，即δp’＝δp；
[0185]
s4440)当一次调频目标调节量pf＞0时，计算对一次调频进行辅助调节的增有功开环前馈调节脉冲长度tu，包括：
[0186]
s4441)对上周期机组有功功率叠加值的变量δp’和本周期机组有功功率叠加值的变量δp进行比较，如果δp’≥δp，则tu＝0；
[0187]
s4442)如果δp’＜δp，则tu＝t
bs
×
(δp－δp’)
÷
p
bs
×kw
；
[0188]
s4443)设置增有功前馈调节标识su和计时器t1；
[0189]
s4444)当tu由0变为非0时，设置su为1，设置t1为tu，并启动t1的倒计时；
[0190]
s4445)在计时器t1的倒计时过程中，在每个周期将t1赋值给tu，并且当计时器t1倒计时达到0时，设置su为0。
[0191]
实施例假设t
bs
×÷
p
bs
×kw
＝0.5，则当一次调频目标调节量pf＞0时，增有功开环前馈调节脉冲长度tu与机组有功功率叠加值的关系如下表所示：
[0192]
周期δp’δpt周期δp’δpt110.6912.991.15617.9815.02021299159214671502165107531592120308165117960734120316362169179612330516.3617.980.811012.3316.011.84
[0193]
s4450)当一次调频目标调节量pf＜0时，计算对一次调频进行辅助调节的减有功开环前馈调节脉冲长度td，包括：
[0194]
s4451)对上周期机组有功功率叠加值的变量δp’和本周期机组有功功率叠加值的变量δp进行比较，如果δp’≤δp，则td＝0；
[0195]
s4452)如果δp’＞δp，则td＝t
bs
×
(δp’－δp)
÷
p
bs
×kw
；
[0196]
s4453)设置减有功前馈调节标识sd和计时器t2；
[0197]
s4454)当td由0变为非0时，设置sd为1，设置t2为td，并启动t2的倒计时；
[0198]
s4455)在计时器t2的倒计时过程中，在每个周期将t2赋值给td，并且当计时器t2倒计时达到0时，设置sd为0。
[0199]
s4460)当一次调频目标调节量pf≤0时，设置su＝0，当一次调频目标调节量pf≥0时，设置sd＝0。
[0200]
s4500)监控系统下位机计算有功功率目标值p
t
，p
t
＝ps δp；
[0201]
s4600)设置对机组有功功率调节死区进行修正的可选策略，包括：
[0202]
s4610)当对机组有功功率调节死区进行修正的可选策略设置为无效时，机组有功功率调节死区保持不变，当对一次调频目标调节量进行修正的可选策略设置为有效时，按照以下步骤s4620至s4640对机组有功功率调节死区pd进行计算：
[0203]
s4620)设置对机组有功功率调节死区进行修正的比例系数k8，k8＜1，根据s3511的实施例假设，一次调频评价门槛功率调节量pg为机组额定容量的0.6％，假设常规设置的机组有功功率调节死区为机组额定容量的1％，则显然将k8设置为0.5，使一次调频动作过程中的机组有功功率调节死区缩减为机组额定容量的0.5％，无疑对于保障调度评价的一次调频调节的合格率会起到显著的积极作用。
[0204]
s4630)当一次调频目标调节量pf＝0时，机组有功功率调节死区保持不变；
[0205]
s4640)当一次调频目标调节量pf≠0时，缩减机组有功功率调节死区pd，pd＝pd×
k8。
[0206]
采用s4600所述策略的机组有功功率调节死区的缩小效果及一次调频调节效果如图16-1所示(15秒时一次调频动作，60秒时一次调频复归，死区设置为20mw，修正比例系数k8设置为0.5)，不采用s4600所述策略的机组有功功率调节死区及一次调频调节效果如图16-2所示。从图16-1、16-2的比较可以明显看出，s4600所述策略的作用同样是避免一次调频动作时机组有功功率实发值处于机组有功功率目标值死区范围内，从而为一次调频的有效调节提供保障。
[0207]
s4700)监控系统下位机参照水电站有功功率调速器开度调节模式的常规逻辑，参与机组有功功率闭环反馈调节，其逻辑流程如图17所示，包括：
[0208]
s4710)当机组有功功率目标值p
t
大于机组有功功率实发值p，且两者间的差值绝
对值大于机组有功功率调节死区pd时，监控系统下位机通过预设的有功功率闭环调节功能计算增导叶开度继电器开出脉冲长度t
up
，同时将减导叶开度继电器的开出脉冲长度t
dw
设置为0，其中pd使用s4600所得的机组有功功率调节死区pd；
[0209]
s4720)当机组有功功率目标值p
t
小于机组有功功率实发值p，且两者间的差值绝对值大于机组有功功率调节死区pd时，监控系统下位机通过预设的有功功率闭环调节功能计算减导叶开度继电器的开出脉冲长度t
dw
，同时将增导叶开度继电器的开出脉冲长度t
up
设置为0，其中pd使用s4600所得的机组有功功率调节死区pd；
[0210]
s4730)根据s4710和s4720的计算结果，对辅助一次调频调节的开环前馈调节进行反向闭锁，以防止调速器同时接收到增导叶开度命令和减导叶开度命令，包括：
[0211]
s4731)如果增导叶开度继电器开出脉冲长度t
up
＞0，则将减有功前馈调节标识sd设置为0，否则保持sd不变；
[0212]
s4732)如果减导叶开度继电器开出脉冲长度t
dw
＞0，则将增有功前馈调节标识su设置为0，否则保持su不变。
[0213]
s4740)对增导叶开度继电器的开出脉冲长度t
up
进行修正，包括：
[0214]
s4741)如果增有功前馈调节标识su＝0，或增导叶开度继电器开出脉冲长度t
up
大于等于增有功开环前馈调节脉冲长度tu，则保持t
up
不变；
[0215]
s4742)如果增有功前馈调节标识su＝1，且增导叶开度继电器开出脉冲长度t
up
小于增有功开环前馈调节脉冲长度tu，则将增有功开环前馈调节脉冲长度赋值给增导叶开度继电器开出脉冲长度，即t
up
＝tu；
[0216]
s4743)根据增导叶开度继电器开出脉冲长度发出与t
up
相等长度的开出脉冲至调速器系统。
[0217]
s4750)对减导叶开度继电器的开出脉冲长度t
dw
进行修正，包括：
[0218]
s4751)如果减有功前馈调节标识sd＝0，或减导叶开度继电器开出脉冲长度t
dw
大于等于减有功开环前馈调节脉冲长度td，则保持t
dw
不变；
[0219]
s4752)如果减有功前馈调节标识sd＝1，且减导叶开度继电器开出脉冲长度t
dw
小于减有功开环前馈调节脉冲长度td，则将减有功开环前馈调节脉冲长度赋值给减导叶开度继电器开出脉冲长度，即t
dw
＝td；
[0220]
s4753)根据减导叶开度继电器开出脉冲长度发出与t
dw
相等长度的开出脉冲至调速器系统。
[0221]
s4800)调速器系统采用调速器常规策略，根据接收到的来自监控系统下位机的增导叶开度开出脉冲的长度t
up
或减导叶开度开出脉冲的长度t
dw
，对导叶开度设定值gs进行修正，并根据导叶开度设定值对导叶开度进行闭环反馈调节，使导叶开度实际值趋向于导叶开度设定值，并最终稳定在导叶开度设定值的导叶开度调节死区范围内。
[0222]
s5000)设置一次调频功能的自诊断功能(包括调频质量是否合格、调频质量是否理想)，在调频质量不合格时一次调频在不同调节模式间自动切换的功能，一次调频转嫁调节模式中调频质量不理想时水头比例系数的设置或切换功能，如图18所示，包括：
[0223]
s5100)设置各机组一次调频调节的理论积分量和实际积分量的计算，包括：
[0224]
s5110)设置各机组的一次调频功能投入标识位se：
[0225]
s5111)当监测到机组一次调频功能处于退出状态时，将该机组一次调频功能投入
标识位se设置为0；
[0226]
s5112)当监测到机组一次调频功能处于投入状态时，如果电网频率与额定频率的差值绝对值大于水电一次调频门槛值，则保持该机组一次调频功能投入标识位se不变；
[0227]
s5113)当监测到机组一次调频功能处于投入状态时，如果电网频率与额定频率的差值绝对值小于等于水电一次调频门槛值，则将该机组一次调频功能投入标识位se设置为1。
[0228]
根据s5110所述策略，标识位se的设置可能包括的情况有：1)一次调频理论上应动作时，如果一次调频功能处于退出状态，则标识位se为0；2)一次调频理论上应动作时，如果一次调频功能处于投入状态，但是在一次调频动作结束前，一次调频功能退出，则标识位se为0；3)一次调频理论上应动作时，如果一次调频功能处于投入状态，且在一次调频动作结束前，一次调频功能始终处于投入状态，则标识位se为1。
[0229]
s5120)当电网频率与额定频率的差值绝对值越过水电一次调频门槛值时，如果机组有功功率实发值位于机组有功功率设定值调节死区范围内，则进行以下操作，包括：
[0230]
s5121)启动各机组一次调频调节的理论积分量和实际积分量的计算过程；
[0231]
s5122)记录各机组在当前的机组有功功率实发值，作为实际积分量的计算基准值；
[0232]
s5123)记录各机组在当前的机组有功功率设定值，作为判断各机组有功功率设定值是否变化的基准值；
[0233]
s5124)启动计时器t3；
[0234]
s5125)设置电网频率与额定频率的差值绝对值超过一次调频频率偏差评价门槛值的标识位sg，sg的初始值为0；
[0235]
s5126)设置一次调频实际动作时间超过一次调频动作时间评价门槛值的标识位s
t
，s
t
的初始值为0；
[0236]
s5127)设置机组有功功率设定值发生变化的标识位sc，sc的初始值为1。
[0237]
s5130)各机组一次调频调节的理论积分量和实际积分量的计算过程的每个周期，进行以下操作，包括：
[0238]
s5131)分别计算各机组一次调频目标功率调节量pf与周期间隔时间tf的乘积，得到该周期各机组一次调频调节的周期理论积分量，
[0239]
s5132)分别将各机组当期机组有功功率实发值ps减去实际积分量计算基准值后，计算与周期间隔时间tf的乘积，得到该周期各机组一次调频调节的周期实际积分量；
[0240]
s5133)比较电网频率与额定频率的差值绝对值与一次调频频率偏差评价门槛值的大小，当前者大于等于后者时，将标识位sg设置为1，否则保持不变，根据南方电网一次调频动作评价条件，“一次调频动作中间的频率峰值超过评价门槛(火电》0.05hz，水电》0.065hz)”，实施例将一次调频频率偏差评价门槛值设置为0.065hz；
[0241]
s5134)比较计时器t3与一次调频动作时间评价门槛值的大小，当前者大于等于后者时，将标识位s
t
设置为1，否则保持不变，根据南方电网一次调频动作评价条件，“一次调频动作持续时间超过规定动作延迟(火电15s，水电15s)”,实施例将一次调频动作时间评价门槛值设置为15s；
[0242]
s5135)对各机组的机组有功功率设定值进行监视，并与判断各机组有功功率设定
值是否变化的基准值进行比较，对于机组有功功率设定值发生变化的机组，将该机组有功功率设定值发生变化的标识位sc设置为0，否则保持不变，本条策略是根据电网“对于二次调频动作期间的一次调频免考”相关规定所设置。
[0243]
s5140)当电网频率与额定频率的差值绝对值从大于水电一次调频门槛值变化为小于等于水电一次调频门槛值时，进行以下操作，包括：
[0244]
s5141)分别将各机组一次调频启动后每个周期所得的一次调频调节的周期理论积分量进行累加，然后将累加结果
×
标识位sg×
标识位s
t
×
标识位sc×
标识位se，得到各机组本次一次调频调节的理论积分量；
[0245]
s5142)分别将各机组一次调频启动后每个周期所得的一次调频调节的周期实际积分量进行累加，然后将累加结果
×
标识位sg×
标识位s
t
×
标识位sc×
标识位se，得到各机组本次一次调频调节的实际积分量；
[0246]
s5143)结束各机组一次调频调节的理论积分量和实际积分量的计算过程。
[0247]
s5200)设置对一次调频调节质量进行计算的辅助参数，z1、z2、z3、z4：
[0248]
s5210)k3＞z1＞z2＞z3＞z4＞k4，其中k3为机组一次调频功率调节量的上限门槛系数，k4为机组一次调频功率调节量的下限门槛系数，根据南方电网一次调频动作评价条件“一次调频动作积分电量达到理论动作积分电量的50％判为动作合格”，则实施例中k4应设置为0.5，由于电网未对“动作积分电量的合格上限”进行规定，则根据对称原则，k3可设置为1.5；
[0249]
s5220)z1 z4＝2，z2 z3＝2，按照实施例假设，如果k4设置为0.5，k3设置为1.5，则可以考虑将z4设置为0.65，z3设置为0.8，z2设置为1.2，z3设置为1.35；
[0250]
s5300)对各机组一次调频的调节质量进行计算，包括：
[0251]
s5310)设置对一次调频的调节质量进行计算的准入门槛值；
[0252]
s5320)比较各机组一次调频的理论积分量绝对值与对一次调频的调节质量进行计算的准入门槛值的大小，当前者大于等于后者时，则通过后续步骤，对该次一次调频的调节质量进行计算，当前者小于后者时，则跳过后续步骤，不对该次一次调频的调节质量进行计算；
[0253]
s5330)将机组一次调频调节的实际积分量除以一次调频调节的理论积分量，得到机组一次调频调节的积分比例。
[0254]
s5340)根据机组一次调频调节的积分比例，对机组的一次调频调节质量进行判断，并生成调节质量参数e，包括：
[0255]
s5341)设值参数α、β、γ、δ，其中0＜α＜β＜γ＜δ；
[0256]
s5342)当机组一次调频调节的积分比例在z2与z3之间时，认为机组一次调频调节质量为非常理想，调节质量参数e＝0；
[0257]
s5343)当机组一次调频调节的积分比例在z1与z2之间时，认为机组一次调频调节质量为调节量较高，调节质量参数e＝α；
[0258]
s5344)当机组一次调频调节的积分比例在z3与z4之间时，认为机组一次调频调节质量为调节量较低，调节质量参数e＝－α；
[0259]
s5345)当机组一次调频调节的积分比例在k3与z1之间时，认为机组一次调频调节质量为调节量极高，调节质量参数e＝β；
[0260]
s5346)当机组一次调频调节的积分比例在z4与k4之间时，认为机组一次调频调节质量为调节量极低，调节质量参数e＝－β；
[0261]
s5347)当机组一次调频调节的积分比例超过k3时，认为机组一次调频调节质量为调节超调，调节质量参数e＝γ；
[0262]
s5348)当机组一次调频调节的积分比例在0与k4之间时，认为机组一次调频调节质量为调节不达标，调节质量参数e＝－γ；
[0263]
s5349)当机组一次调频调节的积分比例小于0时，认为机组一次调频调节质量为对电网频率稳定起相反作用，调节质量参数e＝－δ。
[0264]
s5400)监控系统上位机根据各机组一次调频调节质量参数e，与一次调频自诊断的合格门槛值比较对一次调频质量进行自诊断；
[0265]
若调节质量合格，当机组处于一次调频转嫁调节模式，则根据一次调频调节质量参数e与一次调频的理想性门槛值的比较，对水头比例系数kw进行设置或切换；
[0266]
若调节质量不合格则在不同调节模式间进行切换。
[0267]
监控上位机对水头比例系数kw进行设置或切换，包括以下操作：
[0268]
s5410)设置若干待选的水头比例参数；
[0269]
s5420)设置参数v，v＞0且为整数；
[0270]
s5430)为各机组分别构建存储一次调频调节质量参数的1号历史数据数组[a1、a2、a3、
…
、av]；
[0271]
s5440)在每次计算得到机组一次调频的调节质量参数e后，将1号历史数据数组的每个变量赋值给排序加1的数组变量，即av＝a
v-1
，a
v-1
＝a
v-2
，
…
，a3＝a2，a2＝a1，并将a1赋值为调节质量参数e，即a1＝e；
[0272]
s5450)设置一次调频的理想性门槛值λ1；
[0273]
s5460)将1号历史数据数组各变量进行累加a＝a1 a2 a3
…
av，并将累加所得结果a与一次调频的理想性门槛值λ1进行比较，包括：
[0274]
s5461)如果－λ1≤a≤λ1，则保持当前水头比例系数不变；
[0275]
s5462)如果a＜－λ1，且s5330所得最近一次的机组一次调频调节的积分比例小于0，则保持当前水头比例系数不变；
[0276]
s5463)如果a＜－λ1，且s5330所得最近一次的机组一次调频调节的积分比例大于等于0，则罗列出s5410所设置水头比例参数中所有大于当前水头比例系数的参数，并从中选择最小的一个，将其设置为水头比例系数kw，同时将1号历史数据数组各变量清0；
[0277]
s5464)如果a＞λ1，则罗列出s5410所设置水头比例参数中所有小于当前水头比例系数的参数，并从中选择最大的一个，将其设置为水头比例系数kw，同时将1号历史数据数组各变量清0。
[0278]
所述对一次调频质量进行自诊断并在不同调节模式间进行自动切换，其逻辑流程如图19所示，包括：
[0279]
s5510)设置参数u，u＞v＞0且为整数；
[0280]
s5520)为各机组分别构建存储一次调频调节质量参数的2号历史数据数组[b1、b2、b3、
…
、bu]；
[0281]
s5530)在每次计算得到机组一次调频的调节质量参数e后，将2号历史数据数组的
每个变量赋值给排序加1的数组变量，即bu＝b
u-1
，b
u-1
＝b
u-2
，
…
，b3＝b2，b2＝b1，并将b1赋值为调节质量参数e，即b1＝e；
[0282]
s5540)设置一次调频自诊断的合格门槛值λ2，λ2＞λ1；
[0283]
s5550)设置一次调频不同调节模式间进行切换的间隔变量η和间隔参数θ，θ＞0且为整数，
[0284]
s5560)在每次计算得到机组一次调频的调节质量参数e后，对间隔变量η减1；
[0285]
s5570)将2号历史数据数组各变量的绝对值进行累加，b＝|b1| |b2| |b3|
…
|bu|，并将累加结果b与一次调频自诊断的合格门槛值λ2进行比较，包括
[0286]
s5571)如果b＜λ2，则保持当前调节模式不变；
[0287]
s5572)如果b≥λ2，且一次调频不同调节模式间进行切换的间隔变量η大于0，则保持当前调节模式不变，并发出一次调频功能异常的报警；
[0288]
s5573)当b≥λ2且η≤0时，如果当前为一次调频兼容调节模式，则切换为一次调频转嫁调节模式，同时将1号历史数据数组和2号历史数据数组各变量清0，并且将一次调频不同调节模式间进行切换的间隔变量η设置为间隔参数θ；
[0289]
s5574)当b≥λ2且η≤0时，如果当前为一次调频转嫁调节模式，则切换为一次调频兼容调节模式，同时将2号历史数据数组各变量清0，并且将一次调频不同调节模式间进行切换的间隔变量η设置为间隔参数θ。
[0290]
由于设置了u＞v以及λ2＞λ1，使得当一次调频处于转嫁调节模式时，如果一次调频不理想(或质量较差)，则优先尝试通过切换水头比例系数kw的方式来提升调节质量，在一次调频不合格(或质量极差)时，才尝试通过切换调节模式的方式来提升调节质量。