一种温控负荷频率响应仿真方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种温控负荷频率响应仿真方法和系统，包括：获取电网仿真系统中温控负荷所在电气岛的系统频率；根据电网仿真系统中温控负荷所在电气岛的系统频率仿真确定电网仿真系统中温控负荷设备和温控负荷频率控制器的运行状态。本发明专利技术提出的技术方案，仿真了在不同的系统频率下，使用二段式启动的温控负荷控制策略，电网所需要提供的负荷功率情况，为温控负荷调控相关研究和软件开发提供验证环境。境。境。

【技术实现步骤摘要】
一种温控负荷频率响应仿真方法和系统


[0001]本专利技术涉及电力系统自动化领域，具体涉及一种温控负荷频率响应仿真方法和系统。

技术介绍

[0002]温控负荷，包括热泵、烘干机、冰箱、空调等，是城市居民和商业负荷的最大组成部分，且由于负荷控制技术的进步和用户参与功率调节意愿的增强，海量温控负荷成为未来电网重要的功率调节资源。但由于国内还未建立完备的负荷响应政策和市场机制，因此，这类负荷的控制策略研究和负荷响应对电网影响的评估还缺乏验证手段和实际运行数据。
[0003]另外，已有的电网仿真技术，依据电网静态断面进行电网仿真计算。然而，负荷响应是一个带有不确定性的过程，传统电网仿真不能对这一连续过程进行推演。同时负荷响应通常收到不同负荷设备的影响，传统电网仿真没有建立设备级的负荷模型，只能通过等值模型来模拟，由此造成了负荷响应过程模拟的失真。
[0004]目前，尚未有能解决上述问题的相关专利。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提出一种温控负荷频率响应仿真方法，本方法仿真了当系统出现故障进而导致的系统频率下降时，使用二段式启动的温控负荷控制策略，减少的电网所需要提供的负荷功率情况及提高的电网频率恢复效率情况；同时，还可以为温控负荷调控相关研究和软件开发提供验证环境。
[0006]本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：
[0007]本专利技术提供了一种温控负荷频率响应仿真方法，其改进之处在于，所述方法包括：
[0008]获取电网仿真系统中温控负荷所在电气岛的系统频率；
[0009]根据电网仿真系统中温控负荷所在电气岛的系统频率仿真确定电网仿真系统中温控负荷设备和温控负荷频率控制器的运行状态。
[0010]优选的，所述根据电网仿真系统中温控负荷所在电气岛的系统频率仿真确定电网仿真系统中温控负荷设备和温控负荷频率控制器的运行状态，包括：
[0011]步骤1：初始化开始时刻t＝1、电网仿真系统中温控负荷设备所处的室内温度θ
in
(t)＝a、电网仿真系统中温控负荷设备的用电功率P
ac
(t)＝P
ac0
、电网仿真系统中温控负荷设备的工作状态S(t)＝S0、电网仿真系统中温控负荷频率控制器的一段启动累计时间T
on
(t)＝0、电网仿真系统中温控负荷频率控制器的一段启动状态I1(t)＝0和电网仿真系统中温控负荷频率控制器的二段启动状态I2(t)＝0；电网仿真系统中温控负荷调温模式Mod＝k；
[0012]步骤2：判断t时刻电网仿真系统中温控负荷所在电气岛的系统频率f(t)是否满足f(t)≤f
st
；若是，更新电网仿真系统中温控负荷频率控制器的一段启动状态I1(t)＝1，并进行步骤6；否则，进行步骤3；
[0013]步骤3：判断t时刻电网仿真系统中温控负荷频率控制器的二段启动状态I2(t)是否满足I2(t)＝1；若是，则进行步骤4；否则，进行步骤5；
[0014]步骤4：判断t时刻电网仿真系统中温控负荷所在电气岛的系统频率f(t)是否满足f(t)≥f
rvt
；若是，则进行步骤5；否则，进行步骤8；
[0015]步骤5：更新电网仿真系统中温控负荷频率控制器的一段启动累计时间T
on
(t)＝0、电网仿真系统中温控负荷频率控制器的一段启动状态I1(t)＝0和电网仿真系统中温控负荷频率控制器的二段启动状态I2(t)＝0；
[0016]步骤6：更新T
on
(t)＝[T
on
(t-1)+
△
T]·
I1(t)，判断电网仿真系统中温控负荷频率控制器的一段启动累计时间T
on
(t)是否满足T
on
(t)≥T
d
，若是，则更新电网仿真系统中温控负荷频率控制器的二段启动状态I2(t)＝1，并进行步骤7；否则，令电网仿真系统中温控负荷设备的工作模式为调温模式，并进行步骤8；
[0017]步骤7：若电网仿真系统中温控负荷调温模式标识值k满足k＝1，则令电网仿真系统中温控负荷设备的工作模式为调温模式，并进行步骤8；否则，令电网仿真系统中温控负荷设备的工作模式为中断模式，并进行步骤8；
[0018]步骤8：根据电网仿真系统中温控负荷设备的工作模式更新电网仿真系统中温控负荷设备的工作状态S(t)，并根据电网仿真系统中温控负荷设备的工作状态S(t)更新电网仿真系统中温控负荷设备所处的室内温度θ
in
(t)和电网仿真系统中温控负荷设备的用电功率P
ac
(t)；
[0019]步骤9：判断仿真结束标志位是否为1，即St＝1，若是，则输出当前时刻电网仿真系统中温控负荷设备所处的室内温度θ
in
(t)、电网仿真系统中温控负荷设备的用电功率P
ac
(t)、电网仿真系统中温控负荷设备的工作状态S(t)、电网仿真系统中温控负荷频率控制器的一段启动累计时间T
on
(t)、电网仿真系统中温控负荷频率控制器的一段启动状态I1(t)和电网仿真系统中温控负荷频率控制器的二段启动状态I2(t)；否则，令t＝t+1，并返回步骤2；
[0020]其中，I1(t)∈{0,1}，I1(t)＝1电网仿真系统中温控负荷频率控制器一段启动动作，I1(t)＝0电网仿真系统中温控负荷频率控制器一段启动不动作；I2(t)∈{0,1}，I2(t)＝1电网仿真系统中温控负荷频率控制器二段启动动作，I2(t)＝0电网仿真系统中温控负荷频率控制器二段启动不动作；S(t)∈{0,1}，S(t)＝1电网仿真系统中温控负荷设备启动，S(t)＝0电网仿真系统中温控负荷设备不启动；k∈{0,1}；f
st
为电网仿真系统中温控负荷频率响应控制器的频率响应启动阈值；T
d
为电网仿真系统中温控负荷频率控制器二段启动延时阈值；f
rvt
为电网仿真系统中温控负荷频率响应控制器的响应恢复频率；仿真结束标志位St可由用户通过界面按钮设定，也可以通过仿真的时刻总数N确定，当结束标志位通过仿真的时刻总数N确定时，若t>N，则结束标志位置St＝1；否则结束标志位置St＝0；a为初始时刻电网仿真系统中温控负荷设备所处的室内温度；P
ac0
为初始时刻电网仿真系统中温控负荷功率；S0为初始时刻电网仿真系统中温控负荷状态。
[0021]进一步的，所述步骤8中，按下述流程根据电网仿真系统中温控负荷设备的工作模式更新电网仿真系统中温控负荷设备的工作状态S(t)：
[0022]若电网仿真系统中温控负荷设备的工作模式为调温模式，则按下式确定所述电网仿真系统中温控负荷设备的工作状态S(t)：
[0023][0024]式中，θ
in
(t-1)为t-1时刻电网仿真系统中温控负荷设备所处的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
(t)＝0电网仿真系统中温控负荷频率控制器一段启动不动作；I2(t)∈{0,1}，I2(t)＝1电网仿真系统中温控负荷频率控制器二段启动动作，I2(t)＝0电网仿真系统中温控负荷频率控制器二段启动不动作；S(t)∈{0,1}，S(t)＝1电网仿真系统中温控负荷设备启动，S(t)＝0电网仿真系统中温控负荷设备不启动；k∈{0,1}；f
st
为电网仿真系统中温控负荷频率响应控制器的频率响应启动阈值；T
d
为电网仿真系统中温控负荷频率控制器二段启动延时阈值；f
rvt
为电网仿真系统中温控负荷频率响应控制器的响应恢复频率；仿真结束标志位St可由用户通过界面按钮设定，也可以通过仿真的时刻总数N确定，当结束标志位通过仿真的时刻总数N确定时，若t>N，则结束标志位置St＝1；否则结束标志位置St＝0；a为初始时刻电网仿真系统中温控负荷设备所处的室内温度；P
ac0
为初始时刻电网仿真系统中温控负荷功率；S0为初始时刻电网仿真系统中温控负荷状态。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤8中，按下述流程根据电网仿真系统中温控负荷设备的工作模式更新电网仿真系统中温控负荷设备的工作状态S(t)：若电网仿真系统中温控负荷设备的工作模式为调温模式，则按下式确定所述电网仿真系统中温控负荷设备的工作状态S(t)：式中，θ
in
(t-1)为t-1时刻电网仿真系统中温控负荷设备所处的室内温度；θ
set
为电网仿真系统中温控负荷频率控制器的调温值；θ
dead
为电网仿真系统中温控负荷频率控制器设定的温度控制死区；S(t-1)为t-1时刻电网仿真系统中电网仿真系统中温控负荷设备的工作状态；若电网仿真系统中温控负荷设备的工作模式为中断模式，则按下式确定所述电网仿真系统中温控负荷设备的工作状态S(t)：式中，I2(t)为t时刻电网仿真系统中温控负荷频率控制器二段启动状态。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤8中，根据电网仿真系统中温控负荷设备的工作状态S(t)更新电网仿真系统中温控负荷设备所处的室内温度θ
in
(t)和电网仿真系统中温控负荷设备的用电功率P
ac
(t)，包括：按下式更新电网仿真系统中温控负荷设备所处的室内温度θ(t)：式中，θ
in
(t-1)为t-1时刻电网仿真系统中温控负荷设备所处的室内温度；
△
T为t-1时刻与t时刻电网仿真系统中温控负荷设备所处的室内温度变化量；R为电网仿真系统中温控负荷的热阻；C为电网仿真系统中温控负荷的热容；θ
out
(t-1)为t-1时刻电网仿真系统中温
控负荷设备所处的室外温度；S(t)为t时刻电网仿真系统中温控负荷设备的工作状态；P
c
为电网仿真系统中温控负荷的制冷功率。按下式更新电网仿真系统中温控负荷设备的用电功率P
ac
(t)：式中，η为电网仿真系统中温控负荷的制冷效率；S(t)为t时刻电网仿真系统中温控负荷设备的工作状态；P
c
为电网仿真系统中温控负荷的制冷功率。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，按下式确定所述电网仿真系统中温控负荷频率控制器的调温值θ
set
：式中，θ
targ
为电网仿真系统中温控负荷频率控制器的调温目标值；θ
setmax
为电网仿真系统中温控负荷频率控制器的调温设定温度上限；θ
setmin
为电网仿真系统中温控负荷频率控制器的调温设定温度下限；按下式确定所述电网仿真系统中温控负荷频率控制器的调温目标值θ
targ
：式中，θ
set,0
为电网仿真系统中用户设定温度初值；
△
f(t)为电网仿真系统中温控负荷所在电气岛的系统频率与工频的偏差；S(t)为t时刻电网仿真系统中温控负荷设备的工作状态。6.一种温控负荷频率响应仿真系统，其特征在于，所述系统包括：获取模块：用于获取电网仿真系统中温控负荷所在电气岛的系统频率；确定模块，用于根据电网仿真系统中温控负荷所在电气岛的系统频率仿真确定电网仿真系统中温控负荷设备和温控负荷频率控制器的运行状态。7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述确定模块，用于：步骤1：初始化开始时刻t＝1、电网仿真系统中温控负荷设备所处的室内温度θ
in
(t)＝a、电网仿真系统中温控负荷设备的用电功率P
ac
(t)＝P
ac0
、电网仿真系统中温控负荷设备的工作状态S(t)＝S0、电网仿真系统中温控负荷频率控制器的一段启动累计时间T
on
(t)＝0、电网仿真系统中温控负荷频率控制器的一段启动状态I1(t)＝0和电网仿真系统中温控负荷频率控制器的二段启动状态I2(t)＝0；电网仿真系统中温控负荷调温模式Mod＝k；步骤2：判断t时刻电网仿真系统中温控负荷所在电气岛的系统频率f(t)是否满足f(t)≤f
st
；若是，更新电网仿真系统中温控负荷频率控制器的一段启动状态I1(t)＝1，并进行步骤6；否则，进行步骤3；步骤3：判断t时刻电网仿真系统中温控负荷频率控制器的二段启动状态I2(t)是否满足I2(t)＝1；若是，则进行步骤4；否则，进行步骤5；步骤4：判断t时刻电网仿真系统中温控负荷所在电气岛的系统频率f(t)是否满足f(t)
≥f
rvt
；若是，则进行步骤5；否则，进行步骤8；步骤5：更新电网仿真系统中温控负荷频率控制器的一段启动累计时间T
on
(t)＝0、电网仿真系统中温控负荷频率控制器的一段启动状态I1(t)＝0和电网仿真系统中温控负荷频率控制器的二段启动状态I2(t)＝0；步骤6：更新T

【专利技术属性】
技术研发人员：毛文博，耿建，李峰，王勇，王珂，徐鹏，王刚，刘建涛，石飞，王礼文，潘玲玲，刘俊，汤必强，李亚平，郭晓蕊，钱甜甜，卜强生，李虎成，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司国网江苏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：