[發(fā)明專利]一種考慮需求響應(yīng)信息的電力信息物理耦合建模方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710537021.0
• 申請(qǐng)日: 2017-07-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107133749B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 倪明;李滿禮;周霞;趙麗莉;李?lèi)傖?/a>;童和欽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)電南瑞科技股份有限公司;國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司;國(guó)家電網(wǎng)公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06Q10/06
• 分類(lèi)號(hào): G06Q10/06;G06Q50/06;G06F30/20;H02J3/00
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 劉豐

本發(fā)明公開(kāi)了一種考慮需求響應(yīng)信息的電力信息物理耦合建模方法，屬于電力信息物理系統(tǒng)分析技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明針對(duì)電力信息物理耦合系統(tǒng)中的頻率穩(wěn)定控制問(wèn)題，提出利用需求響應(yīng)資源參與系統(tǒng)頻率控制過(guò)程，在傳統(tǒng)頻率響應(yīng)模型中加入需求響應(yīng)反饋控制環(huán)，該反饋環(huán)考慮需求響應(yīng)參與系統(tǒng)調(diào)頻的能力以及信息系統(tǒng)通信延時(shí)等特性，建立電力信息物理耦合模型。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了電力信息物理耦合系統(tǒng)中信息側(cè)與物理側(cè)的緊密聯(lián)系，大大提高了電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力信息物理系統(tǒng)分析技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)本發(fā)明涉及一種考慮需求響應(yīng)信息的電力信息物理耦合建模方法。

背景技術(shù)

信息物理系統(tǒng)(CPS，Cyber-Physical Systems)，又稱信息物理融合系統(tǒng)、信息物理耦合系統(tǒng)，是指通過(guò)3C技術(shù)將計(jì)算系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)和物理環(huán)境融為一體，形成實(shí)時(shí)感知、動(dòng)態(tài)控制與信息服務(wù)融合的多維異構(gòu)復(fù)雜系統(tǒng)。隨著計(jì)算技術(shù)、通信技術(shù)和智能控制技術(shù)的迅速發(fā)展，信息物理耦合系統(tǒng)一經(jīng)提出便引起學(xué)術(shù)界及產(chǎn)業(yè)界的廣泛重視并保持快速發(fā)展。

近年來(lái)，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)傳感器數(shù)量、信息網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和決策單元數(shù)量都迅速增加，電力系統(tǒng)的自動(dòng)化程度大大提高。信息系統(tǒng)的強(qiáng)大功能為電網(wǎng)運(yùn)行提供了技術(shù)保障，也使得需求響應(yīng)技術(shù)參與系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)成為可能。因此，如何考慮電力信息物理交互動(dòng)特性、挖掘電力信息物理耦合系統(tǒng)中大量數(shù)據(jù)的有效信息，研究一種考慮需求響應(yīng)信息的電力信息物理耦合建模方法，成為亟待研究的問(wèn)題。但是，目前對(duì)于這方面的研究，還未見(jiàn)成熟方案的提出。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)在電力信息物理耦合建模時(shí)不考慮需求響應(yīng)信息的不足，提出一種考慮需求響應(yīng)信息的電力信息物理耦合建模方法，為信息物理耦合系統(tǒng)頻率穩(wěn)定控制提供新思路。

具體地說(shuō)，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：將需求響應(yīng)信息納入電力系統(tǒng)物理模型中，建立電力信息物理耦合模型如下式所示：

ΔP_T(s)-ΔP_L(s)+ΔP_DR(s)＝2H·s·Δω(s)+D·Δω(s)

該式中，ΔP_T(s)表示火電機(jī)組功率增量；ΔP_L(s)表示負(fù)荷功率增量；ΔP_DR(s)表示需求響應(yīng)資源功率增量；H、D分別表示系統(tǒng)慣性時(shí)間常數(shù)和阻尼系數(shù)；Δω(s)表示系統(tǒng)頻率增量；s表示拉普拉斯運(yùn)算符；

考慮到需求響應(yīng)資源參與電力信息物理耦合系統(tǒng)頻率控制的功率變化是瞬時(shí)完成的，因此將ΔP_DR(s)表征為一個(gè)比例控制加延時(shí)環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)形式，具體公式如下：

該式中，K_P表示需求響應(yīng)功率與頻率變化量的調(diào)節(jié)關(guān)系；表示延時(shí)環(huán)節(jié)；T_d表示需求響應(yīng)資源響應(yīng)延時(shí)時(shí)間常數(shù)。

上述技術(shù)方案的進(jìn)一步特征在于，采用帕德近似(Padé approximation)對(duì)需求響應(yīng)延時(shí)環(huán)節(jié)進(jìn)行線性化，如下式所述：

其中，G(s)表示環(huán)節(jié)線性化后的傳遞函數(shù)。

本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明在傳統(tǒng)頻率響應(yīng)模型中加入需求響應(yīng)反饋控制環(huán)，該反饋環(huán)考慮需求響應(yīng)參與系統(tǒng)調(diào)頻的能力以及信息系統(tǒng)通信延時(shí)等特性，建立電力信息物理耦合模型，實(shí)現(xiàn)了電力信息物理耦合系統(tǒng)中信息側(cè)與物理側(cè)的緊密聯(lián)系，大大提高了電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的考慮需求響應(yīng)信息的電力信息物理耦合模型框圖；

圖2為實(shí)施例的仿真模型圖。

圖3為實(shí)施例的仿真結(jié)果圖。