[發(fā)明專利]考慮新能源主動調(diào)節(jié)特性的低頻低壓減載方法

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• 申請日: 2022-11-30
• 公開（公告）號: CN115764907A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發(fā)明（設計）人: 韓偉;段文巖;劉超;王陽;黨一奇;馬偉東;劉磊
• 申請（專利權）人: 國網(wǎng)河南省電力公司電力科學研究院;國網(wǎng)河南省電力公司
• 主分類號: H02J3/14
• 分類號: H02J3/14;H02J3/38;H02J3/24;G06Q50/06;G06N3/006
• 代理公司: 鄭州知己知識產(chǎn)權代理有限公司 41132
• 代理人: 季發(fā)軍

1.一種考慮新能源主動調(diào)節(jié)特性的低頻低壓減載方法，其特征在于，包括步驟：

S1、采集歷史低頻低壓減載方案下的低頻低壓減載裝置安排的輪次定值、切除的負荷線路及其功率等信息，基于各個負荷饋線的可切狀態(tài)，根據(jù)歷史低頻低壓減載方案安排的實時控制負荷、計劃控制負荷、預計最大負荷和實測負荷，統(tǒng)計各饋線各輪次的負荷控制率；

S2、實時監(jiān)視當前低頻減載整定方案中所有負荷饋線功率，更新各饋線各輪次的負荷控制率且保存歷史記錄，為生成新的低頻低壓減載策略提供有源負荷數(shù)據(jù)；

S3、在低頻減載后，系統(tǒng)頻率達到穩(wěn)態(tài)恢復頻率時，新能源主動參與調(diào)節(jié)能抵消一部分功率缺額，從而在低頻減載過程中切除更少負荷；定量表征新能源參與調(diào)頻抵消的功率缺額，計算出抵消后的實際應切負荷量；

S4、設置低頻低壓減載準則；考慮新能源主動參與調(diào)頻抵消的功率缺額，以最小低頻低壓減載成本為目標設計目標函數(shù)，提出以電壓功率平衡約束和負荷控制率約束為主的容量規(guī)劃約束條件，得到低頻低壓優(yōu)化減載方案。

2.如權利要求1所述的一種考慮新能源主動調(diào)節(jié)特性的低頻低壓減載方法，其特征在于，在S1中，所述負荷控制率指在一定時間內(nèi)的平均實時控制負荷與預計最大負荷之間的百分比，用以衡量平均實時控制負荷與預計最大負荷之間的差異程度；

其中，η_for是總體預期負荷控制率，TN是饋線數(shù)量，P_t,ref為第t條饋線上的計劃控制負荷可切量，P_t,for是第t條饋線上的預計最大負荷，η_real是實測負荷控制率，P_t,con為第t條饋線上的實時控制負荷可切量，P_t,real是第t條饋線上的實測負荷。

3.如權利要求1所述的一種考慮新能源主動調(diào)節(jié)特性的低頻低壓減載方法，其特征在于，在S2中，所述實時監(jiān)視當前低頻減載整定方案中所有負荷饋線功率包括，當出現(xiàn)功率倒送情況時進行計時，同時設置功率抖動門檻，防止頻繁告警，超過一定時間閾值后，新能源主動參與調(diào)節(jié)的有源負荷不納入可切量統(tǒng)計范圍。

4.如權利要求1所述的一種考慮新能源主動調(diào)節(jié)特性的低頻低壓減載方法，其特征在于，在S3中，降低低頻低壓減載方案的總體預期負荷控制率；

電力系統(tǒng)等效慣量計算；

式中，n _con為同步發(fā)電機數(shù)量；H_n為第n臺發(fā)電機的慣性時間常數(shù)；S_nN為第n臺發(fā)電機額定功率；

新能源機組一次調(diào)頻響應模型；

考慮新能源參與電力系統(tǒng)調(diào)頻的聚合等值出力：

其中：P_NE為當系統(tǒng)頻率為f時，新能源參與主動調(diào)節(jié)的有功功率；P_ref為系統(tǒng)頻率為額定頻率f_ref時，新能源參與主動調(diào)節(jié)的有功功率；α₀，α_i為各類新能源資源占P_ref的比例系數(shù)，為新能源出力的標幺值，f*為系統(tǒng)頻率的標幺值。

其中為調(diào)差率，表征有功功率變化量隨頻率變化的大小；f_dea為一次調(diào)頻死區(qū)邊界頻率，fdowm為一次調(diào)頻死區(qū)下限頻率，f_up為一次調(diào)頻死區(qū)上限頻率，Δf為系統(tǒng)頻率偏差的標幺值；

根據(jù)ΔP_NE和Δf之前的關系式推導傳遞函數(shù)H(s)；火電機組和水電機組可采用經(jīng)典的原動機—調(diào)速器模型，二者合計的一次調(diào)頻有功功率增量ΔP_OL可表示為：

ΔP_OL＝ΔP_H+ΔP_T (8)

式中：ΔP_T和ΔP_H分別為火電機組與水電機組的有功功率增量；

計算新能源一次調(diào)頻作用下的低頻減載總切除負荷量ΔP_UFLS

其中，H_π為電力系統(tǒng)等效慣量；為k時刻的頻率變化速率；是傳統(tǒng)機組參與調(diào)頻的有功功率增量的標幺值。

5.如權利要求4所述的一種考慮新能源主動調(diào)節(jié)特性的低頻低壓減載方法，其特征在于，在S4中，判斷整個電網(wǎng)的功率平衡和電壓平衡情況，建立以最小低頻低壓減載方案調(diào)整成本和滿足減載量最小的多目標新型調(diào)度模型：

其中，約束條件包括：

節(jié)點功率平衡方程等式約束條件：

P_t，k＝V_t，k∑V_j，k(G_i，j，kcosθ_i，j，k+B_i，j，ksinθ) (11)

Q_t，k＝V_t，k∑V_j，k(G_i，j，kcosθ_i，j，k-B_i，j，ksinθ) (12)

發(fā)電機有功出力約束和無功出力約束條件

P_Gmin≤P_Gt≤P_Gmax (13)

Q_Gmin≤Q_Gt≤Q_Gmax (14)

節(jié)點電壓約束條件

V_t，kmin≤V_t，k≤V_t，kmax (15)

系統(tǒng)實際的有功和無功負荷約束條件

可控負荷率約束

η_for，k＜η_real，k≤1 (18)

其中，k為線路編號，i為發(fā)電機編號，m為負荷類型編號，j為備用類型編號，KT是線路集合，G是運行發(fā)電機集合，D是負荷集合，T是節(jié)點集合，W_Pt，k是切除前k線路上t節(jié)點的有功負荷調(diào)整成本系數(shù)，W_Qt，k是切除前k線路上t節(jié)點的無功負荷調(diào)整成本系數(shù)，W_Vt，k是切除前k線路上t節(jié)點的電壓調(diào)整成本系數(shù)，V_t，kk是切除前k線路上t節(jié)點的電壓值，r_m，j，k是第k條線路上的第m類負荷的第j類備用負荷容量，是第k條線路上的第m類負荷的第j類備用負荷容量成本系數(shù)，是第k條線路上第i個運行發(fā)電機的發(fā)電成本系數(shù)，g_i，k是第k條線路上第i個運行發(fā)電機的發(fā)電量，d_m,k是第k條線路上第m類負荷容量，是第k條線路上第m類負荷容量成本系數(shù)，是第k條線路上的的新能源的功率調(diào)節(jié)成本系數(shù)，B是備用負荷集合，g為運行發(fā)電機發(fā)電量，d為負荷需求量，r為備用容量，C^g是發(fā)電機總成本，C^d是負荷需求總成本，C^r是備用容量成本，P_t,k是切除前k線路上t節(jié)點的有功負荷值；是切除后k線路上t節(jié)點的實際有功負荷值；Q_t,k是切除前k線路上t節(jié)點的無功負荷值；是切除后k線路上t節(jié)點的實際無功負荷值，是第k條線路上的新能源參與調(diào)節(jié)的功率收益，ΔP_NE,k是第k條線路上的的新能源參與調(diào)節(jié)的功率，η_real,k是第k條線路上的實測負荷控制率；

最后基于粒子群PSO算法求解該目標函數(shù)，最終得到最優(yōu)低頻低壓減載方案。