[發(fā)明專利]基于生產(chǎn)負荷間協(xié)同配合的電網(wǎng)調(diào)頻方法和系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113162065A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設計）人: 張海靜;宮飛翔;陳宋宋;劉宗杰;王瑞琪;張明強;李德智;遲青青;廖思陽;林濤;周翔宇;韓凝暉;石坤;徐玉婷;周穎;袁金斗;謝尊辰
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)山東省電力公司;國網(wǎng)山東省電力公司濟寧供電公司;中國電力科學研究院有限公司;國家電網(wǎng)有限公司;國網(wǎng)山東綜合能源服務有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/14;H02J3/46
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 朱忠范

本發(fā)明提供一種基于生產(chǎn)負荷間協(xié)同配合的電網(wǎng)調(diào)頻方法及系統(tǒng)，屬于電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)頻技術(shù)領(lǐng)域，基于生產(chǎn)負荷的生產(chǎn)邊界約束條件，計算對應生產(chǎn)負荷的調(diào)頻容量，按照各個生產(chǎn)負荷間的調(diào)頻容量比例，計算各個生產(chǎn)負荷需要調(diào)節(jié)的功率，對各個生產(chǎn)負荷進行功率調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對電網(wǎng)功率波動的協(xié)同平抑。本發(fā)明分別計算電解鋁和礦熱爐的調(diào)頻容量，以調(diào)頻容量比為分配原則，計算出電解鋁和礦熱爐各自需要調(diào)節(jié)的功率，實現(xiàn)了對電網(wǎng)功率波動的協(xié)同平抑，電解鋁和礦熱爐協(xié)同參與電網(wǎng)互動響應，增加負荷側(cè)可調(diào)容量，同時減輕發(fā)電機側(cè)輸出壓力；解決了電解鋁或者礦熱爐單獨參與電網(wǎng)需求側(cè)響應時調(diào)頻容量有限的問題，實現(xiàn)了電解鋁和礦熱爐協(xié)同配合平抑電網(wǎng)的功率波動。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)頻技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于電解鋁和礦熱爐兩種生產(chǎn)負荷間協(xié)同配合的電網(wǎng)調(diào)頻方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴大、高比例新能源的接入以及負荷日益加重，電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻以及頻率穩(wěn)定問題越來越嚴峻。電解類與電弧類負荷等高耗能工業(yè)負荷具有耗電多、功率穩(wěn)定的特點，有巨大的功率調(diào)控潛力，在短時內(nèi)調(diào)節(jié)工業(yè)負荷的功率并不會對工業(yè)生產(chǎn)造成嚴重影響，因此，大容量、高耗能的工業(yè)負荷可以參與電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻。

常規(guī)情況下，電解鋁和礦熱爐各自都具有一定的需求側(cè)參與調(diào)頻的能力，但各自的調(diào)頻能力有限，對于電力系統(tǒng)的大擾動，還是依靠增加發(fā)電機出力或者儲能出力使系統(tǒng)穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種增加負荷側(cè)可調(diào)容量、減輕發(fā)電機側(cè)壓力的基于電解鋁和礦熱爐協(xié)同配合的電網(wǎng)調(diào)頻方法和系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中存在的至少一項技術(shù)問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案：

一方面，本發(fā)明提供的一種基于生產(chǎn)負荷間協(xié)同配合的電網(wǎng)調(diào)頻方法，包括：

基于生產(chǎn)負荷的生產(chǎn)邊界約束條件，計算對應生產(chǎn)負荷的調(diào)頻容量，按照各個生產(chǎn)負荷間的調(diào)頻容量比例，計算各個生產(chǎn)負荷需要調(diào)節(jié)的功率，對各個生產(chǎn)負荷進行功率調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對電網(wǎng)功率波動的協(xié)同平抑。

優(yōu)選的，所述生產(chǎn)負荷包括電解鋁和礦熱爐。

優(yōu)選的，電解鋁的生產(chǎn)邊界約束條件包括電解鋁的有載調(diào)壓變壓器變比和飽和電抗器壓降；礦熱爐的生產(chǎn)邊界約束條件包括礦熱爐用變壓器可調(diào)范圍、電弧靜態(tài)電阻范圍、功率因數(shù)約束以及最小冶煉功率約束。

優(yōu)選的，計算電解鋁的調(diào)頻容量包括：結(jié)合有載調(diào)壓變壓器變比和飽和電抗器壓降，確定電解鋁直流側(cè)電壓的范圍，結(jié)合電解鋁負荷功率特性，確定電解鋁功率的可調(diào)節(jié)范圍，即電解鋁的調(diào)頻容量。

優(yōu)選的，計算礦熱爐的調(diào)頻容量包括：根據(jù)礦熱爐用變壓器可調(diào)范圍、電弧靜態(tài)電阻范圍，確定礦熱爐用變壓器低壓側(cè)電壓范圍，結(jié)合各個冶煉階段滿足最小冶煉功率約束和礦熱爐有功和無功功率特性，確定礦熱爐有功功率和無功功率的變化范圍，得到礦熱爐有功功率可調(diào)容量。

優(yōu)選的，根據(jù)電解鋁和礦熱爐調(diào)頻容量比例，結(jié)合電網(wǎng)有功功率缺額，確定電解鋁和礦熱爐各自需要調(diào)節(jié)的功率。

優(yōu)選的，將電解鋁需要調(diào)節(jié)的功率對應的有載調(diào)壓變壓器變比以及飽和電抗器壓降的值下發(fā)至電解鋁負荷，對電解鋁進行有功功率的調(diào)節(jié)；將礦熱爐需要調(diào)節(jié)的功率對應的變壓器變比以及電弧靜態(tài)電阻和電抗的值下發(fā)至礦熱爐負荷，對礦熱爐進行有功功率調(diào)節(jié)，最終實現(xiàn)基于電解鋁和礦熱爐協(xié)同配合平抑電網(wǎng)功率缺額。

第二方面，本發(fā)明提供一種利用如上所述的基于生產(chǎn)負荷間協(xié)同配合的電網(wǎng)調(diào)頻方法的基于生產(chǎn)負荷間協(xié)同配合的電網(wǎng)調(diào)頻系統(tǒng)，包括：

第一計算模塊，用于計算第一生產(chǎn)負荷的第一調(diào)頻容量；

第二計算模塊，用于計算第二生產(chǎn)負荷的第二調(diào)頻容量；

分配模塊，用于根據(jù)第一調(diào)頻容量和第二調(diào)頻容量，確定第一生產(chǎn)負荷的需調(diào)節(jié)功率和第二生產(chǎn)負荷的需調(diào)節(jié)功率；