[發明專利]一種電力系統頻率安全預防控制優化方法

有效

• 申請號: 202011461386.8
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112531745B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 馬歡;楊冬;王亮;蔣哲;張冰;趙康;武誠;劉文學;馬琳琳;周寧;李山;張志軒;房俏;程定一;郝旭東
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 李桂存

1.一種電力系統頻率安全預防控制優化方法，其特征在于，包括如下步驟：

a)通過公式計算開機成本與經濟調度成本之和最小，式中T為日內滾動時刻數，m為電力系統中機組數，C_i,SU(t)為t時刻機組i的開機費用，C_i,SD(t)為t時刻機組i的停機費用，I_i,t為t時刻機組i的開停機狀態，C_i(P_i,t)為t時刻機組i的經濟調度成本，P_i,t為t時刻機組i的出力，a_i、b_i、c_i均為成本系數；

b)通過公式(X_i,on(t-1)-T_i,U)(I_i,t-1-I_i,t)≥0，(T_i,D-X_i,off(t-1))(I_i,t-1-I_i,t)≥0構建最小開停機時間約束，X_i,on(t-1)為機組i在t-1時刻已經連續開機的時間，X_i,off(t-1)為機組i在t-1時刻已經連續關機的時間，I_i,t為t-1時刻機組i的開停機狀態，T_i,U為機組i的最小開機時間，T_i,D為機組i的最小停機時間；

c)通過公式-R_i,D≤(P_i,t-P_i,t-1)I_i,tI_i,t-1≤R_i,U構建機組爬坡速率約束，式中R_i,D機組i的上爬坡速率，R_i,U機組i的下爬坡速率，P_i,t-1為t-1時刻機組i的出力；

d)通過公式P_min,iI_i,t≤P_i,t≤P_max,iI_i,t構建機組有功出力上下限約束，式中P_min,i為機組i的的最小出力，P_max,i為機組i的的最大出力；

e)通過公式構建機組的旋轉備用約束；

f)通過公式構建功率平衡約束，式中D為線路上的功率損耗，P_L為系統負荷，P_w(t)為t時刻整個系統的風電功率；

g)通過公式f_min＜f_th構建預想事故發生后暫態頻率安全約束，式中f_min為事故發生后的最低頻率，f_th為最低頻率閾值；

h)通過馬爾科夫鏈構建未來風電功率場景，由t時刻風電功率P_w(t)得到下一時刻t+1時刻的風電功率P_w(t+1)；

i)通過公式S(t)＝[D(t),P_w(t),X_i,on(t),X_i,off(t),I_i,t,T_i,on(t),T_i,off(t)，P_i(t)]計算得到電力系統當前時間段的狀態S(t)，式中D(t)為當前時間段的負荷水平，X_i,on(t)為機組已連續開機時間，X_i,off(t)為機組已連續關機時間，T_i,on(t)為機組是否處在開機狀態標志，T_i,off(t)為機組是否處在關機狀態標志，P_i(t)為機組有功出力；

j)通過公式A_i(t)＝[TN_i(t),TF_i(t),P_i(t)]得到機組i的動作集合A_i(t)，式中TN為開機指令，TN_i(t)＝1為下達開機指令，TN_i(t)＝0為不下達開機指令，TF_i(t)＝1為下達關機指令，TF_i(t)＝0為不下達關機指令，通過公式A(t)＝[A₁(t),A₂(t),...,A_m(t)]計算得到最終的動作集合A(t)，得到日內滾動的機組出力方案；

還包括通過公式計算得到t時刻的系統的價值函數F_t，式中F_t+1為t+1時刻的系統的價值函數，C_t,SU(u(t),u(t+1))為t時刻的開機成本，C_t,SD(u(t)_t,u(t+1))為t時刻的停機成本，C(u_i(t+1)、D_i(t+1)、為t+1時刻的機組調度成本，為t時刻的機組調度成本，N_w為未來風電場景下的預期成本的個數。

2.根據權利要求1所述的電力系統頻率安全預防控制優化方法，其特征在于，步驟h)的步驟如下：

h-1)根據歷史數據統計得到狀態轉移矩陣P；

h-2)通過公式P_ij＝P(P_w(t+1)＝P_wj|P_w(t)＝P_wi)，由當前t時刻的風電功率P_w(t)得到下一時刻t+1時刻的風電功率P_w(t+1)，式中P_ij(i＝1,...,l,j＝1,...,l)表示風電功率從風電功率離散值P_wi變為風電功率離散值P_wj的概率，n_ij為歷史數據中風電功率從風電功率離散值P_wi變為風電功率離散值P_wj的樣本頻次，i,j表示不同的風電功率離散區間編號；

h-3)利用公式采用核回歸方法對不同風電功率狀態之間波動量ΔP_ij的概率分布函數PDF(ΔP_ij)進行建模，式中ΔP_ij,k為采樣值，N_ij為總的樣本個數，h為核函數的帶寬，k為樣本個數，h為核函數的帶寬，σ為經驗常數，式中。