需求侧资源协调频率控制方法及装置制造方法及图纸

技术编号:27749998 阅读:22 留言:0更新日期:2021-03-19 13:45
本发明专利技术提供需求侧资源协调频率控制方法,属于电力系统自动化技术领域。包括:根据系统调频模型和调频切换规则函数ξ(t)生成需求侧控制调频模型;设置发电侧输入电压U

【技术实现步骤摘要】
需求侧资源协调频率控制方法及装置
本专利技术涉及电力系统自动化
,尤其涉及一种需求侧资源协调频率控制方法及装置。
技术介绍
高压直流输电发生故障事件时,电力系统需要通过调频来保持系统稳定。一般是根据发电侧以及输入侧的资源进行调频,需求侧资源数目众多,种类各异,具有多种响应特性,如电动汽车资源具有充放电特性,参与系统调频时响应速度快,既能参与电网频率的上调,又可以实现系统频率的下调功能,在电网频率波动时可以有很好的调频效果,但是单一的电动汽车资源调节容量有限;空调的调节容量大,但具有延时特性。目前大多数的控制方法都是采用单一的需求侧资源进行调频,受容量和响应时间等限制,调频效果达到理想的状态比较困难。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术提供一种需求侧资源协调频率控制方法,可通过分析需求侧负载特性,设置需求侧资源调频规则,有效调节电网系统频率使之快速稳定。本专利技术实施例解决其技术问题所采用的技术方案是:一种需求侧资源协调频率控制方法,包括:根据系统调频模型和调频切换规则函数ξ(t)生成需求侧控制调频模型所述Ug为发电侧输入电压,所述Udi为需求侧输入电压,所述i为第i类需求响应资源,所述t为调频时间,所述A为系统矩阵,所述Bg为所述Ug对应的输入矩阵,所述Bdi为所述Udi对应的输入矩阵;设置所述Ug、所述Udi的矩阵函数分别为Ug=kgx(t)Udi=kdi(t)x(t-τi)τi为第i类需求响应资源的延时时长,kg为所述Ug的反馈增益矩阵,kdi(t)为第i类需求响应资源的反馈增益矩阵,T表示一个控制周期,δi表示第i类需求响应资源的可持续时长,ki为在时间段[nT,nT+δi]内的反馈增益,将所述Ug的矩阵函数、所述Udi的矩阵函数代入所述得到所述的闭环系统模型,根据所述闭环系统模型控制所述系统的频率。优选地,所述根据系统调频模型和调频切换规则函数ξ(t)生成需求侧控制调频模型之前,还包括:根据ΔP0将系统的功率缺额ΔP从低到高分为N个等级,ΔP=ΔPn,n∈[1,N]10n-1ΔP0<|ΔPn|≤10nΔP0,n∈[1,N]所述ΔP0为所述系统在正常状态下的功率缺额值;根据t0计算出所述调频时间t,t=tn,n∈[1,N]所述t0为将所述ΔP0调节为0所需要的时间,tn为将ΔPn调节为0所需要的时间。优选地,所述根据t0计算出所述调频时间t之后,所述根据系统调频模型和调频切换规则函数ξ(t)生成需求侧控制调频模型之前,还包括:定义所述调频切换规则函数ξ(t),ξ(t)=(ξ1(t),ξ2(t),…ξN(t))T以使在同一时刻只有一类需求响应资源参与调频操作。优选地,所述设置所述Ug、所述Udi的矩阵函数包括:计算线性矩阵不等式组,其中,r=a2-berτ,τ=maxτi,求解出正定矩阵X、正定矩阵S、矩阵Yi以及矩阵R;计算出所述kg和所述ki,kg=RX-1ki=YiX-1;根据kg和所述ki计算出所述Ug、所述Udi。优选地,所述根据系统调频模型和调频切换规则函数ξ(t)生成需求侧控制调频模型包括:设置系统的状态空间模型所述Bdσ为所述Udσ对应的输入矩阵,所述Udσ为需求侧输入电压,所述σ为调频切换信号,(Bdσ,Udσ)∈{(Bd1,Ud1),(Bd2,Ud2)…(BdN,UdN)};设置所述σ的取值与所述i相同,加入所述ξ(t)至所述状态空间模型,得到所述需求侧控制调频模型本专利技术实施例还提供一种需求侧资源协调频率控制装置,包括:生成模块,用于根据系统调频模型和调频切换规则函数ξ(t)生成需求侧控制调频模型所述Ug为发电侧输入电压,所述Udi为需求侧输入电压,所述i为第i类需求响应资源,所述t为调频时间,所述A为系统矩阵,所述Bg为所述Ug对应的输入矩阵,所述Bdi为所述Udi对应的输入矩阵;设置模块,用于设置所述Ug、所述Udi的矩阵函数分别为Ug=kgx(t)Udi=kdi(t)x(t-τi)τi为第i类需求响应资源的延时时长,kg为所述Ug的反馈增益矩阵,kdi(t)为第i类需求响应资源的反馈增益矩阵,T表示一个控制周期,δi表示第i类需求响应资源的可持续时长,ki为在时间段[nT,nT+δi]内的反馈增益,代入模块,用于将所述Ug的矩阵函数、所述Udi的矩阵函数代入所述得到所述的闭环系统模型,控制模块,用于根据所述闭环系统模型控制所述系统的频率。优选地,还包括:分级模块,用于根据ΔP0将系统的功率缺额ΔP从低到高分为N个等级,ΔP=ΔPn,n∈[1,N]10n-1ΔP0<|ΔPn|≤10nΔP0,n∈[1,N]所述ΔP0为所述系统在正常状态下的功率缺额值;计算模块,用于根据t0计算出所述调频时间t,t=tn,n∈[1,N]所述t0为将所述ΔP0调节为0所需要的时间,tn为将ΔPn调节为0所需要的时间。优选地,还包括:定义模块,用于定义所述调频切换规则函数ξ(t),ξ(t)=(ξ1(t),ξ2(t),…ξN(t))T以使在同一时刻只有一类需求响应资源参与调频操作。优选地,所述设置模块,还用于计算线性矩阵不等式组,其中,r=a2-berτ,τ=maxτi,求解出正定矩阵X、正定矩阵S、矩阵Yi以及矩阵R;所述设置模块,还用于计算出所述kg和所述ki,kg=RX-1ki=YiX-1;所述设置模块,还用于根据kg和所述ki计算出所述Ug、所述Udi。优选地,所述生成模块,还用于设置系统的状态空间模型所述Bdσ为所述Udσ对应的输入矩阵,所述Udσ为需求侧输入电压,所述σ为调频切换信号,(Bdσ,Udσ)∈{(Bd1,Ud1),(Bd2,Ud2)…(BdN,UdN)};所述生成模块,还用于设置所述σ的取值与所述i相同,加入所述ξ(t)至所述状态空间模型,得到所述需求侧控制调频模型由上述技术方案可知,本专利技术实施例提供的需求侧资源协调频率控制方法及装置可通过分析需求侧负载特性,设置需求侧资源调频规则,有效调节电网系统频率使之快速稳定。附图说明图1为需求侧资源协调频率控制方法的流程图。图2为需求侧资源协调频率控制方法的传递函数模型。图3为缺额功率变化曲线图。图4为电动汽车随时间提供的调节容量示意图。图5为空调随时间提供的调节容量示意图。图6为频率偏差随时间变化图。图7为需求侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种需求侧资源协调频率控制方法,其特征在于,包括:/n根据系统调频模型和调频切换规则函数ξ(t)生成需求侧控制调频模型

【技术特征摘要】
1.一种需求侧资源协调频率控制方法,其特征在于,包括:
根据系统调频模型和调频切换规则函数ξ(t)生成需求侧控制调频模型



所述Ug为发电侧输入电压,所述Udi为需求侧输入电压,所述i为第i类需求响应资源,所述t为调频时间,所述A为系统矩阵,所述Bg为所述Ug对应的输入矩阵,所述Bdi为所述Udi对应的输入矩阵;
设置所述Ug、所述Udi的矩阵函数分别为
Ug=kgx(t)
Udi=kdi(t)x(t-τi)
τi为第i类需求响应资源的延时时长,kg为所述Ug的反馈增益矩阵,kdi(t)为第i类需求响应资源的反馈增益矩阵,T表示一个控制周期,δi表示第i类需求响应资源的持续时长,ki为在时间段[nT,nT+δi]内的反馈增益,



将所述Ug的矩阵函数、所述Udi的矩阵函数代入所述得到所述的闭环系统模型,



根据所述闭环系统模型控制所述系统的频率。


2.如权利要求1所述的需求侧资源协调频率控制方法,其特征在于,所述根据系统调频模型和调频切换规则函数ξ(t)生成需求侧控制调频模型之前,还包括:
根据ΔP0将系统的功率缺额ΔP从低到高分为N个等级,
ΔP=ΔPn,n∈[1,N]
10n-1ΔP0<|ΔPn|≤10nΔP0,n∈[1,N]
所述ΔP0为所述系统在正常状态下的功率缺额值;
根据t0计算出所述调频时间t,
t=tn,n∈[1,N]



所述t0为将所述ΔP0调节为0所需要的时间,tn为将ΔPn调节为0所需要的时间。


3.如权利要求2所述的需求侧资源协调频率控制方法,其特征在于,所述根据t0计算出所述调频时间t之后,所述根据系统调频模型和调频切换规则函数ξ(t)生成需求侧控制调频模型之前,还包括:
定义所述调频切换规则函数ξ(t),
ξ(t)=(ξ1(t),ξ2(t),…ξN(t))T






以使在同一时刻只有一类需求响应资源参与调频操作。


4.如权利要求1所述的需求侧资源协调频率控制方法,其特征在于,所述设置所述Ug、所述Udi的矩阵函数包括:
计算线性矩阵不等式组,



其中,r=a2-berτ,τ=maxτi,求解出正定矩阵X、正定矩阵S、矩阵Yi以及矩阵R;
计算出所述kg和所述ki,
kg=RX-1
ki=YiX-1;
根据kg和所述ki计算出所述Ug、所述Udi。


5.如权利要求3所述的需求侧资源协调频率控制方法,其特征在于,所述根据系统调频模型和调频切换规则函数ξ(t)生成需求侧控制调频模型包括:
设置系统的状态空间模型



所述Bdσ为所述Udσ对应的输入矩阵,所述Udσ为需求侧输入电压,所述σ为调频切换信号,
(Bdσ,Udσ)∈{(Bd1,Ud1),(Bd2,Ud2)…(BdN,UdN)};
设置所述σ的取值与所述i相同,加入所述ξ(t)至所述状态空间模型...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄鸣宇张庆平罗海荣刘海涛尹亮
申请(专利权)人:国网宁夏电力有限公司电力科学研究院
类型:发明
国别省市:宁夏;64

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