一种供电系统调频方法、装置、控制设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种供电系统调频方法、装置、控制设备及存储介质。包括：构建多能虚拟电厂的设备模型、工业用电负荷模型和工业负荷调整模型，其中，所述工业负荷调整模型包括市场参数模型；根据所述设备模型、工业用电负荷模型和工业负荷调整模型构建电网调频系统；根据所述电网调频系统预测需要执行的调频任务。实现通过把传统虚拟电厂的概念扩充到多能虚拟电厂，解决电热强耦合的问题，增加多能虚拟电厂电能的调节能力。

A Frequency Modulation Method, Device, Control Equipment and Storage Medium for Power Supply System

The embodiment of the invention discloses a power supply system frequency modulation method, device, control device and storage medium. It includes: building equipment model, industrial load model and industrial load adjustment model of multi-energy virtual power plant, in which the industrial load adjustment model includes market parameter model; building power grid frequency modulation system according to the equipment model, industrial load model and industrial load adjustment model; and forecasting the frequency modulation task according to the power grid frequency modulation system. By extending the concept of traditional virtual power plant to multi-energy virtual power plant, the problem of strong coupling between electricity and heat can be solved, and the energy regulation capacity of multi-energy virtual power plant can be increased.

【技术实现步骤摘要】
一种供电系统调频方法、装置、控制设备及存储介质
本专利技术涉及综合能源系统的调频
，尤其涉及一种供电系统调频方法、装置、控制设备及存储介质。
技术介绍
虚拟电厂作为一种能源聚合形式，可以将分布式发电机组、可控负荷、分布式储能等有机结合，通过调控技术、通信技术对电力市场提供服务。现阶段也有很多研究方法通过虚拟电厂的形式将发电侧、负荷侧的资源结合在一起为市场运行提供调峰、调频服务。电力系统运行过程中，频率是至关重要的一项参数。频率的稳定不仅关系到生产企业的用能质量和用能安全，还和电力系统的安全稳定运行密切关联。目前，电力系统调频主要分为一、二、三次调频，一次调频主要是针对小容量高频率的功率供求不平衡导致的频率偏差，主要靠电网中发电设备的调速系统保证。而二次调频则针对的是中等容量低频率的功率差额导致的频率偏差，主要通过发电厂的自动控制系统来跟随频率变化。二次调频任务主要是依靠发电测来承担，虽然有一些研究方案考虑到负荷参与到需求响应中，但是建模方案较为粗糙，无法真实刻画负荷侧真实情况。并且目前的需求侧响应也多考虑负荷侧的电能的模型，忽略了其他形式能源参与需求响应的可能性。另一方面，目前的虚拟电厂也是只考虑发电侧、负荷侧、电能的情况，缺少对其他形式能源的建模。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种供电系统调频方法、装置、控制设备及存储介质，实现通过把传统虚拟电厂的概念扩充到多能虚拟电厂，解决电热强耦合的问题，增加多能虚拟电厂电能的调节能力。第一方面，本专利技术实施例提供了一种供电系统调频方法，该方法包括：构建多能虚拟电厂的设备模型、工业用电负荷模型和工业负荷调整模型，其中，所述工业负荷调整模型包括市场参数模型；根据所述设备模型、工业用电负荷模型和工业负荷调整模型构建电网调频系统；根据所述电网调频系统预测需要执行的调频任务。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种供电系统调频装置，该装置包括：模型构建模块，用于构建多能虚拟电厂的设备模型、工业用电负荷模型和工业负荷调整模型，其中，所述工业负荷调整模型包括市场参数模型；系统构建模块，用于根据所述设备模型、工业用电负荷模型和工业负荷调整模型构建电网调频系统；执行调频模块，用于根据所述电网调频系统预测需要执行的调频任务。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本专利技术实施例提供的供电系统调频方法。第四方面，本专利技术实施例还提供了一种控制设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本专利技术实施例提供的供电系统调频方法。本专利技术实施例，通过构建多能虚拟电厂的设备模型、工业用电负荷模型和工业负荷调整模型，其中，所述工业负荷调整模型包括市场参数模型，然后根据所述设备模型、工业用电负荷模型和工业负荷调整模型构建电网调频系统，最后根据所述电网调频系统预测需要执行的调频任务。实现通过把传统虚拟电厂的概念扩充到多能虚拟电厂，解决电热强耦合的问题，增加多能虚拟电厂电能的调节能力。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种供电系统调频方法的流程示意图；图2是抽气式热电联产机组电热功率约束示意图；图3是工业生产过程用能用料示意图；图4是主要用能生产环节用能方案选择示意图；图5是多能虚拟电厂参与电网调频的架构图；图6是预测控制调频流程图；图7是本专利技术实施例提供的另一种供电系统调频方法的流程示意图；图8是本专利技术实施例提供的一种供电系统调频装置的结构示意图；图9是本专利技术实施例提供的一种控制设备的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。图1为本专利技术实施例提供的一种供电系统调频方法的流程示意图，该方法可以由本专利技术实施例提供的控制设备来执行，该控制设备可采用软件和/或硬件方式实现，该方法具体包括如下步骤：步骤110、构建多能虚拟电厂的设备模型、工业用电负荷模型和工业负荷调整模型，其中，所述工业负荷调整模型包括市场参数模型；虚拟电厂(VPP)是将分布式发电设备、储能设备及可控负荷聚合在一起，对外体现为一个整体参与到电力市场及辅助服务市场中的一种能源聚合形式。而多能虚拟电厂(MVPP)是在虚拟电厂的基础上扩充形成的，即在传统虚拟电厂只考虑电能调控的基础上，还要考虑冷热能、天然气等能源形式的供给和消耗。多能虚拟电厂参与调频市场运行时，拥有一个MVPP控制中心，负责接收市场调频信号、监控调控范围内工业负荷的运行并向其下发控制命令。多能虚拟电厂在执行调频任务的过程中，需要对所辖范围内的设备及工业负荷进行调控，故需要对设备及工业用能负荷进行建模，具体构建的模型包括：设备模型、工业用电负荷模型和工业负荷调整模型，其中，所述设备模型包括：热电联产机组模型、电储能设备模型和电热锅炉模型。各个模型构建如下所述：1、热电联产机组模型的建模热电联产机组消耗天燃气产生电能和热能，是一种很经济的产热、产电设备。热电机组主要分为背压式和抽气式，目前我国大多数使用抽气式机组，从而本专利技术中主要针对抽气式机组进行建模。抽汽式机组可以纯发电，也可以通过抽气向外界供热，它的电热相互调整性比较好，为了较好的描述抽气式机组电热功率之间的耦合关系，本实施例中采用多边形区域建模，公式描述为：其中，为热功率，为电功率，Hmax为热功率上限，p1、p2、p3和k1、k2、k3属于约束参数。对应的，图2为抽气式热电联产机组电热功率约束示意图。除了设备的出力约束外，为了保证热电联产设备不频繁启停，还要对设备的开启和关闭进行建模约束，对应的模型如下：Si,t-Si,t-1≤Ji,tSi,t-1-Si,t≤Ki,tSi,t-Si,t-1≤Ji,t-Ki,tSi,t-1-Si,t≤Ki,t-Ji,t最大开机次数最大停机次数Si,t-Si,t-1≤Si,ττ∈[t+1,min{t+Ton-1,24}]Si,t-1-Si,t≤1-Si,ττ∈[t+1,min{t+Toff-1,24}]其中，Si,t为热电联产机组启停状态变量，0代表关机状态，1代表开机运行状态；Ji,t为热电联产设备开机动作变量，0代表此刻没有开机动作，1代表此刻有开机动作；Ki,t为热电联产设备关机动作变量，0代表此刻没有关机动作，1代表此刻有关机动作。2、电储能设备模型的建模储能系统作为能源供给和需求之间缓冲，可以在一定范围内缓解供需之间的不匹配，并且可以将工业负荷调整带来的离散型功率变化连续化。约束包括：储能设备总能量与充储功率的等式关系，限制充放不能同时发生的乘式，以及设备容量约束和充放功率上限约束，并且在充储过程中存在能量损失。对应的模型如下：其中，EE,i,t是某时刻电储能系统的总能量，BEc,i,t和BEdisc,i,t分别是电储系统的充放能功率。是电储系统容量，和分别是电储系统充放能功率上限。3、电热锅炉模型的建模电热锅炉是一种利用电能产生热能的高效能源转换设备，可以生产较高品质的用于工业生产的热能。对应的模型如下：其中，PB是电锅炉消耗的电能，HB是电锅炉产生的热能，α是电锅炉的电热转化率，是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种供电系统调频方法，其特征在于，包括：构建多能虚拟电厂的设备模型、工业用电负荷模型和工业负荷调整模型，其中，所述工业负荷调整模型包括市场参数模型；根据所述设备模型、工业用电负荷模型和工业负荷调整模型构建电网调频系统；根据所述电网调频系统预测需要执行的调频任务。

【技术特征摘要】
1.一种供电系统调频方法，其特征在于，包括：构建多能虚拟电厂的设备模型、工业用电负荷模型和工业负荷调整模型，其中，所述工业负荷调整模型包括市场参数模型；根据所述设备模型、工业用电负荷模型和工业负荷调整模型构建电网调频系统；根据所述电网调频系统预测需要执行的调频任务。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设备模型包括：热电联产机组模型、电储能设备模型和电热锅炉模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述设备模型、工业用电负荷模型和工业负荷调整模型构建电网调频系统，包括：根据所述设备模型、工业用电负荷模型和工业负荷调整模型构建所述多能虚拟电厂参与电网调频的框架；构建所述设备模型、工业用电负荷模型和工业负荷调整模型之间的通信网络、电能网络以及热能网络连接关系；根据所述框架和连接关系得到所述电网调频系统。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调频任务包括：自动发电量控制信号预测、多能虚拟电厂基础运行参数收集、执行周期内的优化和调度指令下发中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述设备模型、工业用电负荷模型和工业负荷调整模型构建电网调频系统，包括：根据所述设备模型、工业用电负荷模型和工业负荷调...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙宏斌，郭庆来，王彬，王佳振，沈欣炜，
申请(专利权)人：清华伯克利深圳学院筹备办公室，
类型：发明
国别省市：广东,44