源网荷综合能源调度分析方法、系统及终端设备技术方案

本发明专利技术公开了一种源网荷综合能源调度分析方法、系统及终端设备，包括：采用基于可扩张观测器和自适应逆的扰动消除方法，对源网荷的信息进行滤波；采用基于可扩张观测器的逆建模方法，对源网荷的全部对象建立正模型和逆模型；以电网调度性能最优为决策目标，确定源网荷对电网调度的网源协调骨干度关系；采用基于可扩张观测器的自适应逆控制方法和基于可扩张观测状态逆控制的改进比例积分微分控制方法，对新能源发电单元、燃气轮机机组和传统火电机组开展先进算法的控制策略仿真、验证和优化；以骨干度分析为基础，以性能指标的方式实时统计各个综合资源的响应能力，同时对源网荷综合能源进行前馈控制。本发明专利技术能提升电力系统稳定性。

Analysis method, system and terminal equipment of comprehensive energy scheduling of source network load

【技术实现步骤摘要】
源网荷综合能源调度分析方法、系统及终端设备
本专利技术属于能源管理
，尤其涉及一种源网荷综合能源调度分析方法、系统及终端设备。
技术介绍
随着我国经济飞速发展，电力工业也在快速地扩张。近年来，电力系统规模日趋庞大，电压等级进一步提高，装机容量和用电负荷不断增长，大容量机组在电网中的比例也不断增大，电力市场日趋完善，竞争日益激烈，同时由于经济的发展和人民生活水平的提高，电网峰谷差越来越大，大型机组频繁参与调峰，电网负荷峰谷差的逐步加大，以及风电、生物质发电等清洁能源的大规模接入，使得电网调峰调频调压变得越来越突出、稳定问题越来越复杂。目前，能源调度分析只是针对传统的电力系统进行能源调度分析的，无法适应愈发复杂的电力系统，导致电力系统稳定性较差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种源网荷综合能源调度分析方法、系统及终端设备，以解决现有技术中由于新能源发电单元(光伏、风电)、燃气轮机机组和传统火电机组特性不一致，时间尺度不匹配，运行特性差异大导致电网频率波动较大，进而造成新能源发电单元(光伏、风电)、燃气轮机机组和传统火电机组频繁调频调峰，无法快速响应电网需求，同时引发发电单元安全事故和设备寿命缩短的问题。本专利技术实施例的第一方面提供了一种源网荷综合能源调度分析方法，包括：采用基于可扩张观测器和自适应逆的扰动消除方法，对源网荷的信息进行滤波，得到源网荷的实时数据，并存储源网荷的实时数据；采用基于可扩张观测器的逆建模方法，对源网荷的全部对象建立正模型和逆模型，将源网荷的全部对象分为线性模型、非线性模型以及扰动；采用源网协调骨干度云可视化数据挖掘及电网频率响应前馈控制方法，以电网调度性能最优为决策目标，确定源网荷对电网调度的网源协调骨干度关系，并建立可视化分析图表进行展示；采用基于可扩张观测器的自适应逆控制方法和基于可扩张观测状态逆控制的改进比例积分微分PID控制方法，对新能源发电单元(光伏、风电)、燃气轮机机组和传统火电机组开展先进算法的控制策略仿真、验证和优化；以骨干度分析为基础，将综合能源一次调频性能和二次调频性能进行实时汇总，并以性能指标的方式实时统计各个综合资源的响应能力，同时对源网荷综合能源进行电网频率响应前馈控制。本专利技术实施例的第二方面提供了一种源网荷综合能源调度分析系统，包括：滤波模块，用于采用基于可扩张观测器和自适应逆的扰动消除方法，对源网荷的信息进行滤波，得到源网荷的实时数据，并存储源网荷的实时数据；建模模块，用于采用基于可扩张观测器的逆建模方法，对源网荷的全部对象建立正模型和逆模型，将源网荷的全部对象分为线性模型、非线性模型以及扰动；骨干度关系确定模块，用于采用源网协调骨干度云可视化数据挖掘及自动发电控制电网频率响应前馈控制方法，以电网调度性能最优为决策目标，确定源网荷对电网调度的网源协调骨干度关系，并建立可视化分析图表进行展示；仿真验证模块，用于采用基于可扩张观测器的自适应逆控制方法和基于可扩张观测状态逆控制的改进比例积分微分PID控制方法，对新能源发电单元(光伏、风电)、燃气轮机机组和传统火电机组开展先进算法的控制策略仿真、验证和优化；响应能力统计模块，用于以骨干度分析为基础，将综合能源一次调频性能和二次调频性能进行实时汇总，并以性能指标的方式实时统计各个综合资源的响应能力，同时对源网荷综合能源进行电网频率响应前馈控制。本专利技术实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如第一方面所述的源网荷综合能源调度分析方法的步骤。本专利技术实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被一个或多个处理器执行时实现如第一方面所述的源网荷综合能源调度分析方法的步骤。本专利技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本专利技术实施例首先采用基于可扩张观测器和自适应逆的扰动消除方法，对源网荷的信息进行滤波，得到源网荷的实时数据，并存储源网荷的实时数据，采用基于可扩张观测器的逆建模方法，对源网荷的全部对象建立正模型和逆模型，将源网荷的全部对象分为线性模型、非线性模型以及扰动，然后采用源网协调骨干度云可视化数据挖掘及电网频率响应前馈控制方法，以电网调度性能最优为决策目标，确定源网荷对电网调度的网源协调骨干度关系，并建立可视化分析图表进行展示，采用基于可扩张观测器的自适应逆控制方法和基于可扩张观测状态逆控制的改进比例积分微分PID控制方法，对新能源发电单元(光伏、风电)、燃气轮机机组和传统火电机组开展先进算法的控制策略仿真、验证和优化，最后以骨干度分析为基础，将综合能源一次调频性能和二次调频性能进行实时汇总，并以性能指标的方式实时统计各个综合资源的响应能力，同时对源网荷综合能源进行电网频率响应前馈控制，能够提升电力系统稳定性，为各种新能源服务电网调度提供更充分的数据支撑和控制手段。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一实施例提供的源网荷综合能源调度分析方法的实现流程示意图；图2是本专利技术一实施例提供的状态观测器的结构示意图；图3是本专利技术一实施例提供的基于可扩张观测器的在线建模方法的示意图；图4是本专利技术一实施例提供的基于可扩张观测器的离线建模方法的示意图；图5是本专利技术一实施例提供的源网荷综合能源调度分析系统的示意框图；图6是本专利技术一实施例提供的终端设备的示意框图；图7是燃气轮机一次调频控制系统框图；图8是火电机组一次调频控制系统框图；图9是处理器作为执行机构的模型图；图10是一次中间再热式汽轮机模型图；图11是电网调度LFC一次调频和二次调频模型；图12是超临界火电机组协调控制性能评价模型；图13是燃气轮机机组协调控制性能评价模型；图14是骨干度数据分析算法流程图；图15是基于神经网络骨干度预测修正的抗扰LADRC协调控制架构图；图16是执行机构模型参数表；图17是一次中间再热式汽轮机模型参数表。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。图1是本专利技术一实施例提供的源网荷综合能源调度分析方法的实现流程示意图，为了便于说明，仅示出了与本专利技术实施例相关的部分。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种源网荷综合能源调度分析方法，其特征在于，包括：采用基于可扩张观测器和自适应逆的扰动消除方法，对源网荷实时数据进行滤波并存储；采用基于可扩张观测器的逆建模方法，对源网荷的全部对象建立正模型和逆模型，将所述源网荷的全部对象分为线性模型、非线性模型以及扰动；采用源网协调骨干度云可视化数据挖掘及电网频率快速响应前馈控制方法，以电网调度性能最优为决策目标，确定源网荷对电网调度的网源协调骨干度关系，并建立可视化分析图表进行展示；采用基于可扩张观测器的自适应逆控制方法和基于可扩张观测状态逆控制的改进比例积分微分PID控制方法，对新能源发电单元、燃气轮机机组和传统火电机组开展先进算法的控制策略仿真、验证和优化；以骨干度分析为基础，将综合能源一次调频和二次调频性能进行实时汇总，并以性能指标的方式统计各个综合能源的响应能力，同时对源网荷综合能源进行电网频率响应评价。/n

【技术特征摘要】
1.一种源网荷综合能源调度分析方法，其特征在于，包括：采用基于可扩张观测器和自适应逆的扰动消除方法，对源网荷实时数据进行滤波并存储；采用基于可扩张观测器的逆建模方法，对源网荷的全部对象建立正模型和逆模型，将所述源网荷的全部对象分为线性模型、非线性模型以及扰动；采用源网协调骨干度云可视化数据挖掘及电网频率快速响应前馈控制方法，以电网调度性能最优为决策目标，确定源网荷对电网调度的网源协调骨干度关系，并建立可视化分析图表进行展示；采用基于可扩张观测器的自适应逆控制方法和基于可扩张观测状态逆控制的改进比例积分微分PID控制方法，对新能源发电单元、燃气轮机机组和传统火电机组开展先进算法的控制策略仿真、验证和优化；以骨干度分析为基础，将综合能源一次调频和二次调频性能进行实时汇总，并以性能指标的方式统计各个综合能源的响应能力，同时对源网荷综合能源进行电网频率响应评价。


2.根据权利要求1所述的源网荷综合能源调度分析方法，其特征在于，所述基于可扩张观测器的逆建模方法，包括：
对第一对象建立可扩张观测器，将所述第一对象的信息分为用于建立控制模型基础的第一线性部分以及包含模型变化部分和扰动的第一非线性部分；
基于所述第一线性部分，以线性滤波器或者传递函数辨识方式，建立第一系统模型，复制所述第一系统模型，并使用逆控制建模的方法建立所述第一对象的第一线性部分的逆模型；
将所述第一非线性部分作为信息驱动源，以线性滤波器或传递函数或神经网络辨识方式，对所述第一系统模型进行复制，使用逆控制建模的方法进行逆模型建立，作为扰动消除建模的模型。


3.根据权利要求1所述的源网荷综合能源调度分析方法，其特征在于，所述基于可扩张观测器和自适应逆的扰动消除方法，包括：
将可扩张状态作为建模信号，作为对象复制模型进行离线逆建模，确定扰动消除的逆模型；
基于自适应逆原理，将线性部分的建模复制，与实际信号对象并联，实际输出的信号差值线性部分的建模复制器的输出的差值作为扰动消除的输入，利用所述扰动消除的逆模型，作为扰动消除器，反馈至信号的输入端；
将可扩张状态作为信号对象的本身特性的变化扰动以及外来扰动的总和，与扰动消除器的输出进行比较，将所述总和与所述扰动消除器的输出的差值作为扰动消除的修正，并设置死区，用于消除波动；
对信号输入端，增加过渡微分信号，使信号平滑。


4.根据权利要求1所述的源网荷综合能源调度分析方法，其特征在于，所述基于可扩张观测器的自适应逆控制方法，包括：
对第二对象建立可扩张观测器，将第二对象的信息分为用于建立控制模型基础的第二线性部分以及包含模型变化部分和扰动的第二非线性部分；
基于所述第二线性部分，采用线性滤波器或者传递函数辨识方式，建立第二系统模型，复制所述第二系统模型，并使用逆控制建模的方法建立所述第二对象的第二线性部分的逆模型；
将所述第二非线性部分作为扰动变量，消除所述扰动变量，并对系数进行调节。


5.根据权利要求1所述的源网荷综合能源调度分析方法，其特征在于，所述基于可扩张观测状态逆控制的改进比例积分微分PID控制方法，包括：
利用支持向量机得到原系统的a阶积分逆系统，将所述a阶积分逆系统串连在所述原系统之前，构成伪线性系统，并将所述伪线性系统作为被控对象；
对所述伪线性系统建立可扩张观测器，将所述被控对象的信息分为用于建立控制模型基础的第三线性部分以及包含模型变化部分和扰动的第三非线性部分；
基于所述第三线性部分，采用线性滤波器或者传递函数辨识方式，建立第三系统模型，复制所述第三系统模型，并使用逆控制建模的方法建立所述被控对象的第三线性部分的逆模型，将所述第三线性部分的逆模型的复制作为控制器的控制对象；
采用PID控制和基于可扩张观测器的逆控制输出叠加，补偿逆控制系统。


6.根据权利要求1所述的源网荷综合能源调度分析方法，其特征在于，所述源网协调骨干度云可视化数据挖掘及电网频率快速响应前馈控制方法，包括：
基于可扩张观测器的数据采集以及信号扰动消除，实时采集数据，并对所采集发电单元的性能数据进行规范化校验；
建立发电单元机理仿真模型，并对所述发电单元机理仿真模型进行性能精度校验，得到最优机理仿真模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：马瑞，金飞，侯倩，李剑锋，郝晓光，曹颖，冯旭阳，
申请(专利权)人：国网河北省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13