[發明專利]一種可控負荷集群提供電網備用輔助服務的優化調度方法

有效

• 申請號: 202011381551.9
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112529271B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 饒宇飛;趙華;李曉萌;張振安;朱全勝;高澤;劉芳冰;潘雪晴;田春筍;呂泉;張忠;張嘉澍
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司電力科學研究院;大連理工大學;國家電網有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q30/02;G06Q50/06
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 肖繼軍;張紅蓮

一種可控負荷集群提供備用輔助服務的優化調度方法，包括以下步驟：步驟1，采集負荷集群中各可控負荷的運行參數；步驟2，以步驟1獲取的運行參數，確定各個可控負荷的靈活特性，并構建各個可控負荷的運行約束和調節容量模型；步驟3，獲取日前全天各個時段的電價數據；步驟4，以步驟2、3獲取的模型和數據，以及以可控負荷集群總體費用最小為目標，建立可控負荷集群運行并提供備用容量的優化模型；步驟5，可控負荷聚合商根據步驟4的結果，向電網提供備用并參與集中市場，在市場出清完成后，獲得出清結果，包括各時段用電價格、備用容量價格、以及應提供的備用容量；并進一步將備用容量分配給各個可控負荷。

技術領域

本發明涉及電力系統運行領域，尤其涉及電力系統中可控負荷集群提供電網備用輔助服務的優化調度問題。

背景技術

隨著智能電網以及能源互聯網的發展，“柔性負荷”、“電網友好型負荷”等概念被提出并逐步得到了實際應用。能源互聯網的在用戶側體現主要為電力負荷的信息互聯。一方面用戶可以響應市場價格信號或激勵機制，改變用電行為。另一方面可以實現負荷的實時在線控制，滿足電力系統快速的功率平衡控制需求。以電動汽車為代表的負荷具有靈活的功率調節能力。借助于智能用電技術，以溫控型為代表的工商業負荷具有較大的功率調節潛力。隨著可再生能源發電接入水平的不斷增加，電網的功率平衡方式不再只是“電源跟隨負荷波動”，同時也存在“可控負荷跟隨電源出力波動”的情況，需求側資源也將對電網功率平衡發揮重要作用。

負荷參與電網輔助服務潛力已得到了廣泛的研究。已有研究建立了可控負荷聚合商提供負荷跟蹤備用的調度模型，可控負荷聚合商能夠為系統提供類似于傳統電源的15min的旋轉備用與30min的非旋轉備用服務。溫控負荷聚合商也可以提供負荷跟蹤備用，緩解傳統機組的旋轉備用壓力。也有研究分析提出了一種電動汽車聚合商的下垂控制策略，使電動汽車為電網提供一次調頻服務，降低系統的頻率偏差。

借助先進的通信與控制技術，需求側資源可以根據響應時間和響應特性的不同提供不同時間尺度上的備用服務。需求側備用主要采用基于聚合商或代理商的運行模式，針對其技術可行性已開展了較多的研究。然而，負荷集群與傳統機組不同，一方面，負荷運行受總用電需求限制，使得各個時段上的備用容量相互制約；另一方面，負荷用電場景多樣，使得負荷集群的能量邊界難以準確建模。因此，負荷集群的備用容量建模與備用市場參與策略是研究負荷側備用所面臨的關鍵問題。為此，本專利提出了可控負荷集群的提供電網備用輔助服務的優化調度方法。

發明內容

為解決現有技術中存在的不足，本發明的目的在于，提供一種可控負荷集群參與備用輔助服務市場的優化調度方法，激勵需求側靈活資源主動參與電網功率平衡調節，從而提高電網的靈活性與安全性，并降低負荷的總體用電費用。

本發明采用如下的技術方案。一種可控負荷集群提供備用輔助服務的優化調度方法，包括以下步驟：

步驟1，采集電網中可控負荷集群的運行參數；

步驟2，以步驟1獲取的運行參數，構建可控負荷集群中各個可控負荷的運行約束和調節容量模型；

步驟3，獲取日前全天各個時段的電價數據，以λ_t表示日前全天各個時段的電價數據；

步驟4，以步驟2、3獲取的模型和數據，以及以可控負荷集群總體費用最小為目標，建立可控負荷集群的運行與備用容量優化模型；

步驟5，可控負荷聚合商根據步驟4的結果，向電網提供備用并參與集中市場，在市場出清完成后，獲得出清結果，包括各時段用電價格、并用容量價格、以及應提供的備用容量；據此將備用容量分配給各可控負荷。

優選地，步驟1中，可控負荷集群的運行參數包括：各個可控負荷的負荷類型，包括功率靈活型和狀態靈活型；

功率靈活型可控負荷是指該可控負荷不能隨時停止用電，但可以適當調節用電功率，該可控負荷只能啟動一次，狀態靈活型是指該可控負荷可以隨時停止用電。