一种含风光水火的多目标AGC协调优化方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种含风光水火的多目标AGC协调优化方法及系统，本发明专利技术包括计算各个AGC机组的调频性能指标，建立含风光水火的多目标AGC协调优化模型，并设置约束条件；求解含风光水火的多目标AGC协调优化模型，分别得到包含各个AGC机组的调节功率分配结果的。本发明专利技术充分考虑了网架结构和机组和出力特性，通过合理调节各个AGC机组出力，可以有效降低系统调频成本和网损成本，并且保证了频率质量的要求，具有重要的意义与优势，同时可广泛应用在不同总调节功率和调节方向下的AGC机组功率分配，能够为电力系统AGC优化和功率分配问题提供有益的参考。益的参考。益的参考。

【技术实现步骤摘要】
一种含风光水火的多目标AGC协调优化方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力系统调度领域，具体涉及一种含风光水火的多目标AGC协调优化方法及系统。

技术介绍

[0002]随着全球范围内传统化石燃料及能源的巨大消耗，环境污染日益严重的背景下，大力发展以风光为代表的可再生能源成为了世界各国应对能源危机与环境污染的战略重点。而随着高比例可再生能源的并网，火电机组的逐步退出和新能源机组的逐步增加，新能源势必参与AGC控制，因此，含可再生能源和常规能源的AGC协调调度成为电力系统领域的巨大挑战。
[0003]在传统AGC控制中，电网通过感知系统频率偏差ΔF和联络线功率偏差ΔPT去确定区域的总调节功率ΔPG并且按照某种功率分配机制确定各AGC机组的调节功率。传统的以机组装机容量比例或预设的分担系数进行功率分配的比例分配法难以适用高比例新能源并网下经济性和安全可靠性的要求。目前很多学者对AGC优化控制展开了一系列研究，但是遗憾的是，目前展开的一系列研究主要集中在火电和水电机组的AGC控制和优化策略，鲜有讨论新能源机组和常规机组的协调优化方法。而新能源参与电网调频已经成为不可阻挡的趋势。因此探讨常规机组和新能源机组的协调优化策略是极其必要且富有实际工程价值的。然而，目前尚未见到有研究考虑风光水火多目标AGC协调控制的研究。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种含风光水火的多目标AGC协调优化方法及系统，本专利技术充分考虑了网架结构和机组和出力特性，通过合理调节各个AGC机组出力，可以有效降低系统调频成本和网损成本，并且保证了频率质量的要求，具有重要的意义与优势，同时可广泛应用在不同总调节功率和调节方向下的AGC机组功率分配，能够为电力系统AGC优化和功率分配问题提供有益的参考。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种含风光水火的多目标AGC协调优化方法，包括：
[0007]1)获取电网调度基础数据，并分别计算各个AGC机组的调频性能指标；
[0008]2)基于AGC机组的调频性能指标建立含风光水火的多目标AGC协调优化模型，并设置含风光水火的多目标AGC协调优化模型的约束条件；
[0009]3)求解含风光水火的多目标AGC协调优化模型，分别得到包含各个AGC机组的调节功率分配结果的AGC机组最佳功率分配方案。
[0010]可选地，步骤1)中的AGC机组的调频性能指标包括调频成本、调频速度和调频精度。
[0011]可选地，步骤1)中计算任一机组的AGC机组的调频性能指标时，任一机组的调频成本的计算函数表达式为：
[0012]c＝6
×
β
×
k1×
k2[0013]上式中，c表示该机组的调频成本，k1为该机组的响应速度，k2为该机组的调节精度，β为该机组的指标系数，其中响应速度k1和调节精度k2的计算函数表达式为：
[0014][0015][0016]上式中，P为该机组的调节过程实际出力，ΔP
z
为该机组的调节过程最终指令与初始出力的差值，ΔP为实际调节过程中的调节幅度，ΔT为实际调节过程的调节时间，P
z
为该机组调节过程中任意节点z的指令，P为节点z对应的实际出力，T1为调节补偿时间，T0为预期调节时间，e为调频精度，abs为取绝对值函数。
[0017]可选地，步骤1)中计算任一机组的AGC机组的调频性能指标时，任一机组的调频速度的计算函数表达式为：
[0018][0019]上式中，v表示该机组的调频速度，P0和P1分别表示该机组的调节功率初值和调节功率目标值，t0和t1分别表示该机组的机组开始调节时刻和达到调节目标的时刻。
[0020]可选地，步骤1)中计算任一机组的AGC机组的调频性能指标时，任一机组的调频精度的计算函数表达式为：
[0021][0022]上式中，q表示该机组的调频精度，P1表示该机组的机组功率的第1个采样值，P
j
表示该机组的机组功率的第j个采样值，N表示采样点个数。
[0023]可选地，步骤2)中建立含风光水火的多目标AGC协调优化模型的函数表达式为：
[0024][0025]上式中，c
w,i
、c
P,i
、c
H,i
、c
T,i
分别为第i台风电、光电、水电、火电机组调频成本；v
w,i
、v
P,i
、v
H,i
、v
T,i
分别为第i台风电、光电、水电、火电机组的调频速度；q
w,i
、q
P,i
、q
H,i
、q
T,i
分别为第i台风电、光电、水电、火电机组的调频精度；P
w,i
、P
P,i
、P
H,i
、P
T,i
分别为第i台风电、光电、水电、火电机组参与二次调频的出力；π为电价；P
loss
为网损；F1为电网的调频成本和网损成本之和；F2为电网的平均调频速度；F3为电网的调频精度；N
W
、N
P
、N
H
、N
T
分别表示风电、光电、水电、火电机组的数量。
[0026]可选地，步骤2)中设置的含风光水火的多目标AGC协调优化模型的约束条件包括系统功率平衡约束、调频功率约束、机组出力约束和线路传输功率限制约束；
[0027]其中，系统功率平衡约束的函数表达式为：
[0028]P
W
+P
P
+P
H
+P
T
‑
P
D
‑
KΔf＝0
[0029]上式中，P
D
为预测负荷；KΔf为一次调频量；K为控制区单位调节功率；Δf为系统频率相对初始频率的偏差；P
W
、P
P
、P
H
、P
T
分别表示风电、光电、水电、火电机组参与二次调频的出力；
[0030]其中，调频功率约束的函数表达式为：
[0031][0032]上式中，P
ACE
是通过计算区域控制偏差ACE所求到的系统总调节功率，P
w,i
、P
P,i
、P
H,i
、P
T,i
分别为第i台风电、光电、水电、火电机组参与二次调频的出力，N
W
、N
P
、N
H
、N
T
分别表示风电、光电、水电、火电机组的数量；
[0033]其中，机组出力约束的函数表达式为：
[0034][0035]上式中，P
w,i
、P本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含风光水火的多目标AGC协调优化方法，其特征在于，包括：1)获取电网调度基础数据，并分别计算各个AGC机组的调频性能指标；2)基于AGC机组的调频性能指标建立含风光水火的多目标AGC协调优化模型，并设置含风光水火的多目标AGC协调优化模型的约束条件；3)求解含风光水火的多目标AGC协调优化模型，分别得到包含各个AGC机组的调节功率分配结果的AGC机组最佳功率分配方案。2.根据权利要求1所述的含风光水火的多目标AGC协调优化方法，其特征在于，步骤1)中的AGC机组的调频性能指标包括调频成本、调频速度和调频精度。3.根据权利要求2所述的含风光水火的多目标AGC协调优化方法，其特征在于，步骤1)中计算任一机组的AGC机组的调频性能指标时，任一机组的调频成本的计算函数表达式为：c＝6
×
β
×
k1×
k2上式中，c表示该机组的调频成本，k1为该机组的响应速度，k2为该机组的调节精度，β为该机组的指标系数，其中响应速度k1和调节精度k2的计算函数表达式为：的计算函数表达式为：上式中，P为该机组的调节过程实际出力，ΔP
z
为该机组的调节过程最终指令与初始出力的差值，ΔP为实际调节过程中的调节幅度，ΔT为实际调节过程的调节时间，P
z
为该机组调节过程中任意节点z的指令，P为节点z对应的实际出力，T1为调节补偿时间，T0为预期调节时间，e为调频精度，abs为取绝对值函数。4.根据权利要求2所述的含风光水火的多目标AGC协调优化方法，其特征在于，步骤1)中计算任一机组的AGC机组的调频性能指标时，任一机组的调频速度的计算函数表达式为：上式中，v表示该机组的调频速度，P0和P1分别表示该机组的调节功率初值和调节功率目标值，t0和t1分别表示该机组的机组开始调节时刻和达到调节目标的时刻。5.根据权利要求2所述的含风光水火的多目标AGC协调优化方法，其特征在于，步骤1)中计算任一机组的AGC机组的调频性能指标时，任一机组的调频精度的计算函数表达式为：上式中，q表示该机组的调频精度，P1表示该机组的机组功率的第1个采样值，P
j
表示该机组的机组功率的第j个采样值，N表示采样点个数。6.根据权利要求2所述的含风光水火的多目标AGC协调优化方法，其特征在于，步骤2)中建立含风光水火的多目标AGC协调优化模型的函数表达式为：
上式中，c
w,i
、c
P,i
、c
H,i
、c
T,i
分别为第i台风电、光电、水电、火电机组调频成本；v
w,i
、v
P,i
、v
H,i
、v
T,i
分别为第i台风电、光电、水电、火电机组的调频速度；q
w,i
、q
P,i
、q
H,i
、q
T,i
分别为第i台风电、光电、水电、火电机组的调频精度；P
w,i
、P
P,i
、P
H,i
、P
T,i
分别为第i台风电、光电、水电、火电机组参与二次调频的出力；π为电价；P
loss
为网损；F1为电网的调频成本和网损成本之和；F2为电网的平均调频速度；F3为电网的调频精度；N
W
、N
P
、N
H
、N
T
分别表示风电、光电、水电、火电机组的数量。7.根据权利要求2所述的含风光水火的多目标AGC协调优化方法，其特征在于，步骤2)中设置的含风光水火的多目标AGC协调优化模型的约束条件包括系统功率平衡约束、调频功率约束、机组...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晋波，宋兴荣，熊尚峰，任洲洋，杨志学，洪权，李理，蔡昱华，刘志豪，龚禹生，肖纳敏，朱维钧，欧阳帆，刘伟良，梁文武，臧欣，徐浩，余斌，李刚，严亚兵，许立强，王善诺，尹超勇，徐彪，肖豪龙，李振文，谢培元，刘力，周帆，姜新凡，胡迪军，李龙，周挺，彭铖，毛文奇，
申请(专利权)人：国网湖南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：