[發明專利]抽水蓄能電站的區域負荷頻率控制方法與系統

在審

• 申請號: 202111337814.0
• 申請日: 2021-11-12
• 公開（公告）號: CN114156917A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 姜愛軍;胡南;方品政;張濤;黃鎮煒;胡靜;朱冬;邱亞鳴
• 申請（專利權）人: 國網新源控股有限公司;福建仙游抽水蓄能有限公司;上海明華電力科技有限公司
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/24;F03B13/06
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 黃攀

本發明公開了一種抽水蓄能電站的區域負荷頻率控制方法與系統，該方法首先構建抽水蓄能電站負荷分配的多目標函數，該多目標函數中涉及多個抽水蓄能電站以及多個電網，描述了多個電網的剩余負荷與多個抽水蓄能電站的輸送電力或消耗電量之間的關系，然后將多目標函數轉換為單目標函數，再對該單目標函數設定約束條件，約束條件至少包括水庫水量限制條件、抽水蓄能電站控制需求限制條件、抽水蓄能電站單一時段出力平衡限制條件、電網送電量控制需求限制條件、抽水蓄能電站最大發電流量與最大抽水流量限制條件等，最后通過設定約束條件后的單目標函數執行抽水蓄能電站的區域負荷頻率控制，從而能夠有效的對多電網負荷進行頻率控制。

技術領域

本發明涉及抽水蓄能電站技術領域，特別是涉及一種抽水蓄能電站的區域負荷頻率控制方法與系統。

背景技術

隨著現代工業和電力事業的迅猛發展，電力系統負荷峰谷差矛盾日趨突出。隨著大容量核電機組的投產，風電、太陽能等間歇性能源的大規模并網，電源側的不確定性和隨機性給電網帶來越來越大的沖擊。建設智能電網又要求全面提高電網運行的安全性、靈活性、適應性和經濟性。因此電力系統迫切需要擁有更強的調峰、調頻、調相、備用能力以保證電力系統的安全、穩定、經濟運行。

抽水蓄能電站以其靈活、快速、經濟、可靠的特點，成為有效、經濟解決上述問題的手段之一。抽水蓄能電站在電網處于低谷負荷時抽水至上游水庫，將電能轉化勢能儲存起來；在電網處于高峰負荷時放水發電，向電網提供電能。因此，抽水蓄能電站可將電網負荷低谷時期的低價值的電能轉變為負荷高峰時期的高價值電能，靜態效益顯著；能以較低的成本為電網提供削峰填谷、調頻、調相、事故備用、快速負荷跟蹤等功能，具有良好的動態效益。

自動發電控制(Automatic Generation Control，AGC)是抽水蓄能電站中不可或缺的功能，它通過調節電網中調頻機組的出力變化，使電網輸出功率與用戶用電量之間保持平衡，同時優化機組出力，使機組工作在較經濟的出力點上。而負荷頻率控制(LoadFrequency Control，LFC)是AGC調頻應用的核心。負荷頻率控制的基本任務是調節電力系統供電頻率，使其保持在基準值和維持電網不同區域間聯絡線交換功率為計劃值，是維持電力系統功率和頻率穩定的重要措施。然而現有的負荷頻率控制都是針對單一電網負荷進行的，不能有效的對多電網負荷進行頻率控制。

發明內容

為此，本發明的一個實施例提出一種抽水蓄能電站的區域負荷頻率控制方法，以解決現有技術無法有效的對多電網負荷進行頻率控制的問題。

根據本發明一實施例的抽水蓄能電站的區域負荷頻率控制方法，包括：

構建抽水蓄能電站負荷分配的多目標函數，所述多目標函數的條件式如下：

其中，M為抽水蓄能電站的總數，m表示第m個抽水蓄能電站，i表示第i個電網，i和m為正整數，為第i個電網t時段的原始負荷，為第i個電網t時段的剩余負荷，D_i(X_i)為第i個電網的剩余負荷方差；為第m個抽水蓄能電站在t時段向第i個電網輸送的電力或者表示第m個抽水蓄能電站在t時段抽水時從第i個電網消耗的電量，T為調度期總時段數；

將所述多目標函數轉換為單目標函數；

對所述單目標函數設定約束條件，所述約束條件至少包括水庫水量限制條件、抽水蓄能電站控制需求限制條件、抽水蓄能電站單一時段出力平衡限制條件、電網送電量控制需求限制條件、抽水蓄能電站最大發電流量與最大抽水流量限制條件、電站出力限制條件、電站出力極值點持續時段限制條件；

通過設定約束條件后的所述單目標函數執行抽水蓄能電站的區域負荷頻率控制。

其中，將所述多目標函數轉換為單目標函數的步驟具體包括：