[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

一種電力系統頻率安全預防控制優化方法,將強化學習應用于計及風電不確定性的頻率安全預防控制策略滾動，能夠針對大規模新能源接入電網下的頻率安全給出預想事故下的預防控制策略；由于采用了強化學習，可以根據歷史訓練樣本構建強化學習模型，從而根據當前風電功率等系統運行狀態數據在線快速給出相關預防控制策略，能夠在新能源不確定背景下預防系統頻率安全在預想事故后越限。

技術領域

本發明涉及電力系統頻率安全預防控制優化技術領域，具體涉及一種電力系統頻率安全預防控制優化方法。

背景技術

頻率是交流電力系統運行的一個重要指標，反映了有功發電與負荷的平衡情況。頻率穩定是電力系統穩定的重要組成部分，反映了電力系統在遭受嚴重擾動導致系統發電負荷出現嚴重不平衡時頻率能夠保持或恢復到允許的范圍內不發生頻率崩潰的能力，包括短期暫態頻率穩定和長期頻率穩定兩部分。早期小型區域電網備用有限，且與其他電網缺少互聯，機組切除等故障容易導致頻率發生嚴重偏移，頻率穩定問題突出。

隨著低頻減載等控制措施的普遍應用以及電網互聯程度的提高，區域電網間互為備用，系統抗擾動能力逐漸增強，頻率穩定一般不被認為是互聯電網的重要問題。但是，近些年來，由于電力系統復雜度的提高，隱性故障、連鎖故障等導致多處電網發生了頻率崩潰事故，表明電力系統頻率失穩的可能性依然存在，是電力系統安全穩定運行的重要威脅之一。

此外，風電接入電網的規模越來越大，風電的間歇性和嚴重爬坡事件對系統頻率響應和頻率穩定的影響也日益顯著，需要準確把握電力系統頻率動態特性和深入研宄頻率穩定控制措施。

電力系統頻率與有功平衡密切相關，頻率穩定本質上是有功平衡問題。電力系統無功電壓動態會影響有功頻率動態，導致頻率穩定與功角穩定和電壓穩定相互耦合，頻率穩定分析難度較大。但是，在系統無功備用充裕且勵磁系統調節能力較強時，有功不平衡故障導致的電壓偏移較小，無功電壓動態對有功頻率動態的影響較小。為降低問題的復雜度，簡化頻率響應計算，需要在暫態頻率穩定評估與控制研宄中忽略無功電壓動態，從而更好地把握有功平衡與頻率穩定之間的關系。

針對直流閉鎖等嚴重有功擾動，僅采取緊急控制措施往往會導致大量負荷被切除，且當緊急控制量不足時會導致系統頻率安全越限，進而引發低頻減載動作等嚴重后果。因此，考慮通過協調預防控制和緊急控制，共同保證系統在直流閉鎖等嚴重有功擾動后的暫態頻率安全。預防控制通過開啟新的機組為系統提供旋備，而機組的開啟涉及成本問題，由于涉及暫態頻率，該成本最優問題難以直接使用線性規劃等方法進行直接求解。目前針對該問題的解決方法往往是對未來的負荷水平和新能源出力進行預測，針對未來可能的頻率安全事故在日前給出確定的機組開停機情況。但未來負荷水平和新能源出力預測存在誤差，尤其是新能源出力預測方面，所以在日前固定各機組開停往往會導致系統未來發生頻率安全事故后，旋備不足或旋備過剩，從而導致系統頻率安全越限或造成不必要的機組運行成本，而實際上系統中存在著大量具有快速啟停能力的機組，如抽蓄機組和燃氣輪機，因此需要考慮針對預想事故下的暫態頻率安全，給出日內滾動的預防控制策略。

發明內容

本發明為了克服以上技術的不足，提供了一種能夠在新能源不確定背景下預防系統頻率安全在預想事故后越限的電力系統頻率安全預防控制優化方法。

本發明克服其技術問題所采用的技術方案是：

一種電力系統頻率安全預防控制優化方法，包括如下步驟：