含集群储能系统的紧急频率控制方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本申请公开了一种含集群储能系统的紧急频率控制方法、装置、设备及介质，该方法包括：构建含集群储能电力系统的状态模型，并确定线路暂态稳定约束；构建考虑所述线路暂态稳定约束的最优紧急频率控制问题的目标函数；对所述目标函数进行求解，确定含集群储能系统的紧急频率控制策略。本申请提供的含集群储能系统的紧急频率控制方法，通过考虑了线路暂态稳定约束，使得所设计的含集群储能电力系统分布式紧急频率控制策略可以确保线路传输功率不超过暂态稳定极限，减少了系统出现暂态失稳问题的概率；同时，所提供的分布式紧急频率控制策略能够使得系统故障后，频率快速恢复至额定值，减少了对设备的损耗，有利于电力系统稳定运行。行。行。

【技术实现步骤摘要】
含集群储能系统的紧急频率控制方法、装置、设备及介质


[0001]本申请涉及电力系统紧急频率控制
，尤其涉及一种含集群储能系统的紧急频率控制方法、装置、设备及介质。

技术介绍

[0002]电力系统容易出现惯量不足或调频备用不足的情况，使得常规调频措施难以满足系统的频率稳定需求。针对可能出现的易造成较大不平衡功率的紧急故障，研究紧急频率控制策略具有重要意义。
[0003]由于集群储能具有功率快速可调节特性，因此现有技术已经提出了考虑集群储能参与的紧急频率控制，例如一种基于下垂的含集群储能电力系统紧急频率控制策略，其能够在发生紧急故障时快速稳定系统频率。然而，该方式往往存在自身的弊端：第一，由于该策略属于一次调频时间尺度，其会造成稳态频率偏差。第二，由于紧急故障所造成的不平衡功率较大，由于未考虑暂态稳定约束，因此容易导致某些关键线路故障后，稳态传输功率会超过暂态稳定极限，可能会进一步引发系统暂态失稳问题。第三，紧急故障发生之后的系统恢复需要一段较长时间，在这段时间中系统频率一直处于非工频状态，会对设备损耗较大，且严重影响电力系统运行的稳定性。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种含集群储能系统的紧急频率控制方法、装置、设备及介质，至少解决了现有含集群储能电力系统紧急频率控制策略中，未考虑暂态稳定约束易引发系统暂态失稳、易出现稳态频率偏差以及紧急故障后系统恢复工频耗时长，对设备损耗大的问题之一。
[0005]为实现上述目的，本申请提供一种含集群储能系统的紧急频率控制方法，包括：
[0006]构建含集群储能电力系统的状态模型，并确定线路暂态稳定约束；
[0007]构建考虑所述线路暂态稳定约束的最优紧急频率控制问题的目标函数；
[0008]对所述目标函数进行求解，确定含集群储能系统的紧急频率控制策略。
[0009]进一步，作为优选地，所述构建含集群储能电力系统的状态模型，包括：
[0010][0011][0012][0013][0014][0015][0016]其中，ω
i
为母线i处的频率偏差，M
i
>0为同步机i的惯性常数，D
i
为同步机i的阻尼系数，P
iin
为节点i处除控制单元之外的总功率注入或功率消耗，为同步机i的有功功率，为集群储能系统i的有功功率，P
iG
与P
iE
分别为p
iG
与p
iE
的额定值，与分别为同步机i与集群储能系统i的控制量，T
iG
与T
iE
分别为同步机i功率调节与集群储能系统i功率调节的惯性时间常数；分别为同步机母线、集群储能母线、无源负荷母线的集合；n
G
，n
E
，n
P
分别为同步机母线、集群储能母线、无源负荷母线的数量；且有n＝n
G
+n
E
+n
P
；对于在直流潮流假设下，P
e
＝P
ij
＝B
ij
(θ
i
‑
θ
j
)为线路ij的传输有功功率，θ
i
为母线i处相对同步旋转坐标系的相角，为线路ij的有效电纳，为线路实际电纳，V
i
和V
j
为节点电压幅值，被假设为常数；C
i,e
为系统关联矩阵C的元素。
[0017]进一步，作为优选地，所述确定线路暂态稳定约束，包括：
[0018][0019]其中，P
ij
和为给定的暂态稳定约束下限和上限。
[0020]进一步，作为优选地，所述构建考虑所述线路暂态稳定约束的最优紧急频率控制问题的目标函数，包括：
[0021]确定同步机与集群储能的控制成本：
[0022][0023][0024]其中，α
i
为同步机i的控制成本系数，β
i
为集群储能i的控制成本系数；与分别为同步机i与集群储能系统i的控制量；
[0025]构建考虑线路暂态稳定约束的最优紧急频率控制问题的目标函数：
[0026][0027][0028][0029][0030][0031][0032][0033][0034][0035]其中，为线路的虚拟潮流，为线路的虚拟潮流，均为优化变量。
[0036]进一步，作为优选地，所述对所述目标函数进行求解，包括：
[0037]将考虑线路暂态稳定约束的最优紧急频率控制问题的目标函数转化为拉格朗日函数；
[0038]利用原
‑
对偶算法对所述拉格朗日函数进行求解。
[0039]进一步，作为优选地，所述将考虑线路暂态稳定约束的最优紧急频率控制问题的目标函数转化为拉格朗日函数，包括：
[0040][0041]基于原变量ω
G
最小化有：
[0042][0043]令等于0，得到ω
i
＝τ
i
,
[0044]将ω
i
＝τ
i
,带回所述拉格朗日函数，得到：
[0045][0046]进一步，作为优选地，所述确定含集群储能系统的紧急频率控制策略，包括：
[0047][0048][0049][0050][0051][0052][0053][0054]其中，各节点之间需要分布式通信交换的变量为
[0055]本申请还提供一种含集群储能系统的紧急频率控制装置，包括：
[0056]暂态稳定约束构建单元，用于构建含集群储能电力系统的状态模型，并确定线路暂态稳定约束；
[0057]目标函数构建单元，用于构建考虑所述线路暂态稳定约束的最优紧急频率控制问题的目标函数；
[0058]控制策略确定单元，用于对所述目标函数进行求解，确定含集群储能系统的紧急频率控制策略。
[0059]本申请还提供一种终端设备，包括：
[0060]一个或多个处理器；
[0061]存储器，与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；
[0062]当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上任一项所述的含集群储能系统的紧急频率控制方法。
[0063]本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述的含集群储能系统的紧急频率控制方法。
[0064]相对于现有技术，本申请的有益效果在于：
[0065]本申请公开了一种含集群储能系统的紧急频率控制方法、装置、设备及介质，该方法包括：构建含集群储能电力系统的状态模型，并确定线路暂态稳定约束；构建考虑所述线路暂态稳定约束的最优紧急频率控制问题的目标函数；对所述目标函数进行求解，确定含集群储能系统的紧急频率控制策本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含集群储能系统的紧急频率控制方法，其特征在于，包括：构建含集群储能电力系统的状态模型，并确定线路暂态稳定约束；构建考虑所述线路暂态稳定约束的最优紧急频率控制问题的目标函数；对所述目标函数进行求解，确定含集群储能系统的紧急频率控制策略。2.根据权利要求1所述的含集群储能系统的紧急频率控制方法，其特征在于，所述构建含集群储能电力系统的状态模型，包括：含集群储能电力系统的状态模型，包括：含集群储能电力系统的状态模型，包括：含集群储能电力系统的状态模型，包括：含集群储能电力系统的状态模型，包括：含集群储能电力系统的状态模型，包括：其中，ω
i
为母线i处的频率偏差，M
i
>0为同步机i的惯性常数，D
i
为同步机i的阻尼系数，P
iin
为节点i处除控制单元之外的总功率注入或功率消耗，为同步机i的有功功率，为集群储能系统i的有功功率，P
iG
与P
iE
分别为与的额定值，与分别为同步机i与集群储能系统i的控制量，T
iG
与T
iE
分别为同步机i功率调节与集群储能系统i功率调节的惯性时间常数；分别为同步机母线、集群储能母线、无源负荷母线的集合；n
G
，n
E
，n
P
分别为同步机母线、集群储能母线、无源负荷母线的数量；且有n＝n
G
+n
E
+n
P
；对于e＝ij∈ε，在直流潮流假设下，P
e
＝P
ij
＝B
ij
(θ
i
‑
θ
j
)为线路ij的传输有功功率，θ
i
为母线i处相对同步旋转坐标系的相角，为线路ij的有效电纳，为线路实际电纳，V
i
和V
j
为节点电压幅值，被假设为常数；C
i,e
为系统关联矩阵C的元素。3.根据权利要求2所述的含集群储能系统的紧急频率控制方法，其特征在于，所述确定线路暂态稳定约束，包括：其中，P
ij
和为给定的暂态稳定约束下限和上限。4.根据权利要求3所述的含集群储能系统的紧急频率控制方法，其特征在于，所述构建考虑所述线路暂态稳定约束的最优紧急频率控制问题的目标函数，包括：确定同步机与集群储能的控制成本：确定同步机与集群储能的控制成本：其中，α
i
为同步机i的控制成本系数，β
i
为集群储能i的控制成本系数；与分别为同
步...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆秋瑜，杨银国，谢平平，李力，刘洋，闫斌杰，朱誉，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力调度控制中心，
类型：发明
国别省市：