[發明專利]多能互補支撐電網頻率調節的多時間尺度優化控制方法

有效

• 申請號: 201810338507.6
• 申請日: 2018-04-16
• 公開（公告）號: CN108521132B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 劉輝;謝海敏;汪旎;陽育德;韋化
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/00
• 代理公司: 廣西南寧公平知識產權代理有限公司 45104
• 代理人: 陳劍鋒

1.一種多能互補支撐電網頻率調節的多時間尺度優化控制方法，其特征在于，所述多時間尺度包括分鐘級長時間尺度和秒級短時間尺度，長時間尺度優化為日內調度，調度周期為24小時96時段，短時間尺度優化為實時調節，在長時間尺度優化調度周期內的秒級調節；

所述控制方法包括以下步驟：

1)能源集線器控制中心收集負荷需求、能源供應單元工作狀態、電價和氣價信息；

2)建立綜合能源系統供能、儲能以及轉化設備約束模型，以運行成本最小為目標，求解能源集線器各能源供應單元的經濟運行點，包括如下步驟：

a、建立系統優化調度目標函數，其表達式為：

式中，T為調度次數，Δt為調度周期；c_e(t)、c_g(t)分別是t時刻的單位電網電價和天然氣氣價；分別是t時刻系統從電網和天然氣網絡購買電量和天然氣量；

b、建立系統的供能、儲能以及轉化設備模型，確定系統優化調度目標函數的約束條件；

c、根據熱/電/冷負荷需求歷史數據，按照調度周期Δt＝15分鐘，調度次數T＝96對上述系統優化調度目標函數進行求解，得到能源集線器內能源供應單元的經濟運行點；

3)測量裝置獲取電網的實時頻率波動，表征電力系統供需平衡狀態，并上傳至集線器控制中心，表征電力系統供需平衡狀態的差額計算方法如下：

ΔP＝k*Δf

式中，Δf為系統頻率偏移，變量k為下垂控制系數；

4)建立多能互補支撐電網一次調頻的約束模型，以電網頻率偏差最小為目標，求解能源供應單元的最優出力調節量，修正長時間尺度經濟運行點，包括如下步驟：

a、建立多能互補支撐電網一次調頻的目標函數，其表達式為：

min J＝(ΔP-∑ΔP_m)²

上式中，ΔP為功率差額；

b、確定模型約束條件，包括綜合能源系統能量供需平衡約束、電動汽車和熱電聯產模型約束；

c、求解多能互補支撐電網一次調頻的目標函數，獲得能源供應單元的最優出力調節量，修正長時間尺度經濟運行點，其表達式為：

∑ΔP_m＝ΔP_phev+ΔP_CHP

上式中，是短時間尺度下t時刻電動汽車的充/放電功率；是短時間尺度下t時刻熱電聯產的出力；P_phev(t)和P_CHP(t)分別是長時間尺度下t時刻的電動汽車和熱電聯產裝置的經濟運行點；ΔP_phev(t)、ΔP_CHP(t)分別是電動汽車和熱電聯產的出力調節量；∑ΔP_m是t時刻熱電聯產和電動汽車可調頻容量總和；

5)能源集線器控制中心根據所得最優出力調節量，下發調頻指令；

6)能源供應單元響應調頻指令，實施一次頻率調節。

2.根據權利要求1所述的多能互補支撐電網頻率調節的多時間尺度優化控制方法，其特征在于，所述步驟2)中的綜合能源系統供能設備包括：光伏電源、熱電聯產和燃氣鍋爐；儲能設備包括：電動汽車和蓄熱設備；轉化設備包括：吸收式制冷劑、電制冷機和換熱器。

3.根據權利要求1所述的多能互補支撐電網頻率調節的多時間尺度優化控制方法，其特征在于，所述優化調度目標函數的約束條件包括：系統熱/電/冷能量供需平衡約束，供能、儲能以及轉化設備的負荷調節容量及轉化效率約束。