[發明專利]一種用于包含新能源機組的電網高頻切機優化方法

有效

• 申請號: 202011381485.5
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112561137B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 石立寶;周智行
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳國際研究生院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;H02J3/24;H02J3/48
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 王亞南

本發明公開了一種用于包含新能源機組的電網高頻切機優化方法，包括以下步驟：S1、獲取正常狀態的電網基本數據，對所述電網基本數據進行預處理獲得外送功率P_w；S2、對所述外送功率P_w進行概率密度估算，獲得外送功率的連續概率密度函數f(P_w)；S3、對連續概率密度函數f(P_w)進行縮減獲取外送功率場景集；S4、構建高頻切機優化模型，將獲取的電網故障數據和外送功率場景集中的外送場景概率帶入構建的模型中并進行求解，獲得每輪參與高頻切機的機組以及對應的切機容量。本發明基于外送功率估計外送功率的連續概率密度，并對其處理得到外送功率場景集，通過構建高頻切機優化模型及約束條件，獲得最小切機容量，有利于電力系統頻率恢復且減少了切機容量。

技術領域

本發明涉及電力系統領域，具體涉及一種用于包含新能源機組的電網高頻切機優化方法。

背景技術

在新能源裝機比例不斷上升的背景下，電力系統的頻率穩定性再次遭受新的問題和挑戰。由于新能源機組并不像傳統機組一樣具備大慣性和調頻能力，因此當電網遭受擾動時，系統的暫態頻率變化劇烈，并且穩態頻率也容易超出安全穩定的界限。

高頻切機裝置作為送端電網維持電網安全穩定的重要措施，當送端電網有大量盈余功率時，電網頻率會升高，高頻切機裝置因此動作。通過切除相關發電機組，從而減少了不平衡功率，系統頻率得以恢復正常。

然而目前已有的高頻切機方案僅適用于傳統的水電和火電機組，未考慮智能電網背景下新能源機組大規模裝機的實際需求，若仍然按照原有技術在高頻切機方案中切除傳統機組，則系統慣量將進一步惡化，從而導致系統頻率更加容易失去穩定。

發明內容

本發明目的是為了解決現有技術中新能源機組大規模裝機情況下，電網在發生異常時頻率穩定性差的問題，提出一種用于包含新能源機組的電網高頻切機優化方法。

本發明提出的一種用于包含新能源機組的電網高頻切機優化方法，包括以下步驟：S1、獲取正常狀態的電網基本數據，對所述電網基本數據進行預處理獲得外送功率P_w；S2、對所述外送功率P_w進行概率密度估算，獲得外送功率的連續概率密度函數f(P_w)；S3、對連續概率密度函數f(P_w)進行縮減獲取外送功率場景集；S4、構建高頻切機優化模型，將獲取的電網故障數據和外送功率場景集中的外送場景概率帶入構建的模型中并進行求解，獲得每輪參與高頻切機的機組以及對應的切機容量。

優選地，所述電網基本數據包括傳統的火電和水電日變化曲線數據、負荷日變化曲線數據、風電場出力日變化曲線數據、光伏電站出力日變化曲線數據。

優選地，步驟S2對所述外送功率進行概率密度估算的公式為：

其中，P_w,i為外送功率P_w的第i個樣本點，K(.)為核函數，h為窗寬，n為樣本點個數，f(P_w)是外送功率的概率密度函數。

優選地，步驟S3包括采用Wasserstein距離法對連續概率密度函數進行縮減，將外送功率的連續概率密度函數f(P_w)轉換為外送功率的離散分位點Z_s的公式為：

其中，r為距離階數，S為場景總數，Z_s為第s個場景的分位點。

優選地，每個所述外送功率的離散分位點Z_s的概率計算公式為：

其中，Z₀和Z_S+1分別為外送功率P_w的上限和下限。