抽水蓄能电站的区域负荷频率控制方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种抽水蓄能电站的区域负荷频率控制方法与系统，该方法首先构建抽水蓄能电站负荷分配的多目标函数，该多目标函数中涉及多个抽水蓄能电站以及多个电网，描述了多个电网的剩余负荷与多个抽水蓄能电站的输送电力或消耗电量之间的关系，然后将多目标函数转换为单目标函数，再对该单目标函数设定约束条件，约束条件至少包括水库水量限制条件、抽水蓄能电站控制需求限制条件、抽水蓄能电站单一时段出力平衡限制条件、电网送电量控制需求限制条件、抽水蓄能电站最大发电流量与最大抽水流量限制条件等，最后通过设定约束条件后的单目标函数执行抽水蓄能电站的区域负荷频率控制，从而能够有效的对多电网负荷进行频率控制。制。制。

【技术实现步骤摘要】
抽水蓄能电站的区域负荷频率控制方法与系统


[0001]本专利技术涉及抽水蓄能电站
，特别是涉及一种抽水蓄能电站的区域负荷频率控制方法与系统。

技术介绍

[0002]随着现代工业和电力事业的迅猛发展，电力系统负荷峰谷差矛盾日趋突出。随着大容量核电机组的投产，风电、太阳能等间歇性能源的大规模并网，电源侧的不确定性和随机性给电网带来越来越大的冲击。建设智能电网又要求全面提高电网运行的安全性、灵活性、适应性和经济性。因此电力系统迫切需要拥有更强的调峰、调频、调相、备用能力以保证电力系统的安全、稳定、经济运行。
[0003]抽水蓄能电站以其灵活、快速、经济、可靠的特点，成为有效、经济解决上述问题的手段之一。抽水蓄能电站在电网处于低谷负荷时抽水至上游水库，将电能转化势能储存起来；在电网处于高峰负荷时放水发电，向电网提供电能。因此，抽水蓄能电站可将电网负荷低谷时期的低价值的电能转变为负荷高峰时期的高价值电能，静态效益显著；能以较低的成本为电网提供削峰填谷、调频、调相、事故备用、快速负荷跟踪等功能，具有良好的动态效益。
[0004]自动发电控制(Automatic Generation Control，AGC)是抽水蓄能电站中不可或缺的功能，它通过调节电网中调频机组的出力变化，使电网输出功率与用户用电量之间保持平衡，同时优化机组出力，使机组工作在较经济的出力点上。而负荷频率控制(Load Frequency Control，LFC)是AGC调频应用的核心。负荷频率控制的基本任务是调节电力系统供电频率，使其保持在基准值和维持电网不同区域间联络线交换功率为计划值，是维持电力系统功率和频率稳定的重要措施。然而现有的负荷频率控制都是针对单一电网负荷进行的，不能有效的对多电网负荷进行频率控制。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术的一个实施例提出一种抽水蓄能电站的区域负荷频率控制方法，以解决现有技术无法有效的对多电网负荷进行频率控制的问题。
[0006]根据本专利技术一实施例的抽水蓄能电站的区域负荷频率控制方法，包括：
[0007]构建抽水蓄能电站负荷分配的多目标函数，所述多目标函数的条件式如下：
[0008][0009][0010]其中，M为抽水蓄能电站的总数，m表示第m个抽水蓄能电站，i表示第i个电网，i和m为正整数，为第i个电网t时段的原始负荷，为第i个电网t时段的剩余负荷，D
i
(X
i
)为第
i个电网的剩余负荷方差；为第m个抽水蓄能电站在t时段向第i个电网输送的电力或者表示第m个抽水蓄能电站在t时段抽水时从第i个电网消耗的电量，T为调度期总时段数；
[0011]将所述多目标函数转换为单目标函数；
[0012]对所述单目标函数设定约束条件，所述约束条件至少包括水库水量限制条件、抽水蓄能电站控制需求限制条件、抽水蓄能电站单一时段出力平衡限制条件、电网送电量控制需求限制条件、抽水蓄能电站最大发电流量与最大抽水流量限制条件、电站出力限制条件、电站出力极值点持续时段限制条件；
[0013]通过设定约束条件后的所述单目标函数执行抽水蓄能电站的区域负荷频率控制。
[0014]其中，将所述多目标函数转换为单目标函数的步骤具体包括：
[0015]采用多目标规划模糊优化算法将所述多目标函数转换为单目标函数，所述单目标函数的条件式如下：
[0016][0017][0018][0019]其中，P为所述单目标函数的隶属度，L为候选解总数，1为第1个候选解，E
i，l
为第l个候选解中第i个电网的剩余负荷方差；为所有候选解中第i个电网剩余负荷方差最大值，为所有候选解中第i个电网剩余负荷方差最小值，W
g
为权重系数。
[0020]其中，所述水库水量限制条件的条件式如下：
[0021]V
m
’
＝V
m
+(q1‑
q2)Δt
[0022]其中，V
m
为第m个抽水蓄能电站在t时段的初始库容，V
m
’
为第m个抽水蓄能电站在t时段的结束库容，q1为第m个抽水蓄能电站在t时段的抽水流量，q2为第m个抽水蓄能电站在t时段的发电流量，Δt为单一时段的小时数。
[0023]所述抽水蓄能电站单一时段出力平衡限制条件的条件式如下：
[0024][0025]其中，表示第m个抽水蓄能电站在t时段的出力。
[0026]其中，抽水工况下，所述电站出力限制条件的条件式如下：
[0027][0028]发电工况下，所述电站出力限制条件的条件式如下：
[0029][0030]其中，表示第m个抽水蓄能电站在t时段的发电出力最小值；
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的发电出力最大值；表示第m个抽水蓄能电站在t时段的抽水功率最小值；表示第m个抽水蓄能电站在t时段的抽水功率最大值。
[0031]其中，所述电站出力极值点持续时段限制条件的条件式如下：
[0032][0033]其中，to表示第m个抽水蓄能电站极值点的持续时段。
[0034]根据本专利技术实施例提供的抽水蓄能电站的区域负荷频率控制方法，首先构建抽水蓄能电站负荷分配的多目标函数，该多目标函数中涉及多个抽水蓄能电站以及多个电网，描述了多个电网的剩余负荷与多个抽水蓄能电站的输送电力或消耗电量之间的关系，然后将多目标函数转换为单目标函数，再对该单目标函数设定约束条件，约束条件至少包括水库水量限制条件、抽水蓄能电站控制需求限制条件、抽水蓄能电站单一时段出力平衡限制条件、电网送电量控制需求限制条件、抽水蓄能电站最大发电流量与最大抽水流量限制条件、电站出力限制条件、电站出力极值点持续时段限制条件，最后通过设定约束条件后的单目标函数执行抽水蓄能电站的区域负荷频率控制，从而能够有效的对多电网负荷进行频率控制。
[0035]本专利技术的另一实施例提供一种抽水蓄能电站的区域负荷频率控制系统，以解决现有技术无法有效的对多电网负荷进行频率控制的问题。
[0036]根据本专利技术一实施例的抽水蓄能电站的区域负荷频率控制系统，包括：
[0037]构建模块，用于构建抽水蓄能电站负荷分配的多目标函数，所述多目标函数的条件式如下：
[0038][0039][0040]其中，M为抽水蓄能电站的总数，m表示第m个抽水蓄能电站，i表示第i个电网，i和m为正整数，为第i个电网t时段的原始负荷，为第i个电网t时段的剩余负荷，D
i
(X
i
)为第i个电网的剩余负荷方差；为第m个抽水蓄能电站在t时段向第i个电网输送的电力或者表示第m个抽水蓄能电站在t时段抽水时从第i个电网消耗的电量，T为调度期总时段数；
[0041]转换模块，用于将所述多目标函数转换为单目标函数；
[0042]设定模块，用于对所述单目标函数设定约束条件，所述约束条件至少包括水库水量限制条件、抽水蓄能电站控制需求限制条件、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抽水蓄能电站的区域负荷频率控制方法，其特征在于，包括：构建抽水蓄能电站负荷分配的多目标函数，所述多目标函数的条件式如下：构建抽水蓄能电站负荷分配的多目标函数，所述多目标函数的条件式如下：其中，M为抽水蓄能电站的总数，m表示第m个抽水蓄能电站，i表示第i个电网，i和m为正整数，为第i个电网t时段的原始负荷，为第i个电网t时段的剩余负荷，D
i
(X
i
)为第i个电网的剩余负荷方差；为第m个抽水蓄能电站在t时段向第i个电网输送的电力或者表示第m个抽水蓄能电站在t时段抽水时从第i个电网消耗的电量，T为调度期总时段数；将所述多目标函数转换为单目标函数；对所述单目标函数设定约束条件，所述约束条件至少包括水库水量限制条件、抽水蓄能电站控制需求限制条件、抽水蓄能电站单一时段出力平衡限制条件、电网送电量控制需求限制条件、抽水蓄能电站最大发电流量与最大抽水流量限制条件、电站出力限制条件、电站出力极值点持续时段限制条件；通过设定约束条件后的所述单目标函数执行抽水蓄能电站的区域负荷频率控制。2.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站的区域负荷频率控制方法，其特征在于，将所述多目标函数转换为单目标函数的步骤具体包括：采用多目标规划模糊优化算法将所述多目标函数转换为单目标函数，所述单目标函数的条件式如下：的条件式如下：的条件式如下：其中，P为所述单目标函数的隶属度，L为候选解总数，1为第1个候选解，E
i，l
为第1个候选解中第i个电网的剩余负荷方差；为所有候选解中第i个电网剩余负荷方差最大值，为所有候选解中第i个电网剩余负荷方差最小值，w
g
为权重系数。3.根据权利要求2所述的抽水蓄能电站的区域负荷频率控制方法，其特征在于，所述水库水量限制条件的条件式如下：V
m
’
＝V
m
+(q1‑
q2)Δt其中，V
m
为第m个抽水蓄能电站在t时段的初始库容，V
m
’
为第m个抽水蓄能电站在t时段的结束库容，q1为第m个抽水蓄能电站在t时段的抽水流量，q2为第m个抽水蓄能电站在t时段的发电流量，Δt为单一时段的小时数；所述抽水蓄能电站单一时段出力平衡限制条件的条件式如下：
其中，表示第m个抽水蓄能电站在t时段的出力。4.根据权利要求2所述的抽水蓄能电站的区域负荷频率控制方法，其特征在于，抽水工况下，所述电站出力限制条件的条件式如下：发电工况下，所述电站出力限制条件的条件式如下：其中，表示第m个抽水蓄能电站在t时段的发电出力最小值；表示第m个抽水蓄能电站在t时段的发电出力最大值；表示第m个抽水蓄能电站在t时段的抽水功率最小值；表示第m个抽水蓄能电站在t时段的抽水功率最大值。5.根据权利要求2所述的抽水蓄能电站的区域负荷频率控制方法，其特征在于，所述电站出力极值点持续时段限制条件的条件式如下：其中，to表示第m个抽水蓄能电站极值点的持续时段。...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜爱军，胡南，方品政，张涛，黄镇炜，胡静，朱冬，邱亚鸣，
申请(专利权)人：福建仙游抽水蓄能有限公司上海明华电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：