[發明專利]考慮頻率安全約束的需求響應資源調頻備用分配方法

在審

• 申請號: 202210193863.X
• 申請日: 2022-03-01
• 公開（公告）號: CN114530894A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 葉承晉;姚宇;丁一;宋永華
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/38;H02J3/28
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種考慮頻率安全約束的需求響應資源調頻備用分配方法。構建電力系統，獲取發電機組和需求響應資源各自的頻率響應參數和代價參數；構建電力系統的頻率動態模型；構建電力系統的調頻備用分配優化模型；建立目標函數的高階非線性的頻率安全約束；使用高維模型表達方法轉換為低階二次的頻率安全約束；使用麥考密克包絡處理進而使用商用求解器對求解，對需求響應資源進行調頻備用分配。本發明方法能夠保證電力系統運行在頻率指標上的安全性，使得電力系統經受一定的功率擾動后仍能保證頻率運行在可承受范圍內。

技術領域

本發明涉及了一種調頻備用分配方法，具體涉及了一種考慮頻率安全約束的需求響應資源調頻備用分配方法。

背景技術

隨著以新能源為主體的新型電力系統建設推進，電力系統新能源滲透率逐步提高，系統轉動慣量出現明顯下降，系統頻率穩定面臨新的風險。長久以來，電力系統依賴火電機組提供充足的調頻備用來保證系統功率失衡時的安全穩定。因此，制定電力系統機組組合和代價調度方案時，頻率安全約束是最典型的約束之一。然而，頻率安全約束高度非線性化，無法直接求解含該約束的優化問題。隨著新能源滲透率逐步提高，發電側調頻資源稀缺性進一步凸顯，通過需求響應技術發掘負荷側靈活資源的調頻潛力成為研究熱點。目前一些需求側響應資源已經可以用于一次調頻中，但由于負荷設備的頻率動態特性與傳統火電機組有所區別，導致系統頻率響應特性發生改變，使得原本就高階非線性的頻率安全約束變得更為復雜，這給調度系統分配需求響應資源調頻備用帶來了困難。

發明內容

為了解決背景技術中存在的問題，本發明所提供一種考慮頻率安全約束的需求響應資源調頻備用分配方法。根據該方法進行調頻備用方案制定，能夠保證系統運行在頻率指標上的安全性，系統經受一定的功率擾動后仍能保證頻率運行在可承受范圍內。能夠在實現電力系統頻率安全穩定的前提下，保證一定的代價。

本發明采用的技術方案是：

方法包括以下步驟：

步驟1)構建電力系統，包括電力系統的調度系統、發電機組、輸電網和需求響應資源，獲取發電機組和需求響應資源各自的頻率響應參數和代價參數。

步驟2)根據發電機組和需求響應資源的頻率響應參數，構建電力系統的頻率動態模型。

步驟3)根據發電機組和需求響應資源的代價參數，構建電力系統的調頻備用分配優化模型，包括目標函數和約束條件。

根據頻率動態模型，建立目標函數的復雜高階非線性的頻率安全約束。

步驟4)使用高維模型表達(HDMR)方法將目標函數的復雜高階非線性的頻率安全約束轉換為低階二次的頻率安全約束。

步驟5)使用麥考密克包絡處理目標函數的低階二次的頻率安全約束，進而使用商用求解器gurobi對目標函數進行求解，根據求解結果對需求響應資源進行調頻備用分配。

所述的步驟1)中，若干發電機組成發電機組。

需求響應資源包括儲能電池集群、變頻空調集群和電動汽車集群；若干儲能電池組成儲能電池集群，若干變頻空調組成變頻空調集群，若干電動汽車組成電動汽車集群；電動汽車為接入電力系統的正在充電的電動汽車，充電過程中，可通過減少電動汽車的充電功率或對需求響應資源進行反向充電進行調頻。

所述的步驟2)中，支撐電力系統的頻率安全的調節功率由發電機組和需求響應資源共同提供，根據發電機組和需求響應資源的頻率響應參數，構建的電力系統的頻率動態模型如下所示：

2HsΔf(s)+DΔf(s)＝ΔP_G(s)+ΔP_DR(s)-ΔP_D(s)