一种考虑风火协同的电网低频减载在线整定策略制造技术

本发明专利技术属于电网运行与控制技术领域，尤其涉及一种考虑风火协同的电网低频减载在线整定策略。本发明专利技术包括：步骤1.输入典型风火比下低频减载策略的运行参数以及历史数据；步骤2.改变电力系统的运行方式；步骤3.在单一方式下计算电力系统的低频减载参数；步骤4.根据深度长短时记忆网络算法，建立基于深度LSTM神经网络模型，实现在不同系统状态下的在线低频减载策略的制定；步骤5.通过各轮次减载量生成对应当前系统状态的低频减载策略；步骤6.输出考虑风火协同的电网低频减载在线整定策略。本发明专利技术能够更有效和可靠的进行低频减载策略的制定，为现代电网的协调运行和控制提供技术依据和实用化方法。实用化方法。实用化方法。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑风火协同的电网低频减载在线整定策略


[0001]本专利技术属于电网运行与控制
，尤其涉及一种考虑风火协同的电网低频减载在线整定策略，更具体是涉及一种基于深度长短时神经网络算法的考虑风火协同的电网低频减载在线整定策略

技术介绍

[0002]近年来，随着科技的发展与人类社会的进步，能源转型、绿色低碳已经发展为全球趋势。在众多可再生源能源中，风电因其成本低、污染小等优点受到广泛关注并得到大规模应用。风电电网容量的快速增长也给电网运行和控制带来挑战，在传统控制策略下风电大规模并网会使系统缺少惯量支持；在传统的控制策略下，风电机组会使电网系统缺少惯量支持，所以在系统中双馈风电机组的占比随着发展不断提高时，系统惯量会相对减少，从而导致系统对功率缺额和功率波动的耐受能力降低，对此传统低频减载方案已不适用现在电网，需要更加符合当前情况的新的低频减载方案。
[0003]电力系统低频减载是指电力系统在遭受大扰动、出现大的功率缺额时，响应于系统频率而启动并切除部分负荷，以维持系统功率平衡和防止系统频率崩溃的一种有功频率控制手段。在本质上是应用了“逐次逼近”的方法来实现负荷功率与发电功率的平衡控制，从而达到稳定系统频率的目的。
[0004]风电调频与传统同步电机的不同之处在于，风电机组无法对电网频率变化作出响应，但通过风力发电机的转子侧的控制结构加以改进，增加附加控制环节即可利用自身对系统频率变化进行响应，即参与电网调频。随着风电的大规模并网，大量常规机组被替代，特别是风电占比不断提升，导致系统总体惯性进一步降低。当发生意外事故导致大规模功率缺额，系统频率的波动会更加剧烈，更加考验系统紧急状况下的控制措施。
[0005]现有技术中，文献《高风电渗透率下的自适应低频减载策略研究》基于风电的特点及其接入电网对低频减载效能的影响制定减载策略；文献《适应新能源高占比系统的低频减载优化方法》提出一种在新能源高占比电力系统中基于频率变化率的多次加速减载的优化方法；文献《基于估测惯量计算的低频减载方法》考虑到新能源接入电网对系统惯量的影响，基于估测惯量的系统功率缺额实时计算方法,进而得到最优的自适应切负荷方案。这些现有技术方案都是低频减载的离线整定和应用，不能适应风火系统运行方式的变化。在减载研究中，很少涉及风电在不同风火比下参与系统一次调频、低频减载策略的制定以及实施过程的变化等。
[0006]这些传统的低频减载，未考虑风电大规模并网带来的影响，不能让风电机组参与电网调频，造成系统缺少惯量支持，从而导致系统对功率缺额和功率波动的耐受能力降低，甚至出现调频失败。并且这些技术方案基本都是低频减载的离线整定和应用，并不适用于在线整定和现有的电网现状。
[0007]随着新能源渗透率的不断增加，电网的频率特性发生较大变化，现有的低频减载整定策略难以适应现代高比例新能源电网多源联合调频的要求，亟待改进。

技术实现思路

[0008]针对上述现有技术中存在的低频减载方案不适用当今风电占比不断提高的不足之处，本专利技术提供了一种考虑风火协同的电网低频减载在线整定策略。其目的是为了实现电网中不同风火占比下低频减载在线整定策略的专利技术目的。能够更有效和可靠的进行低频减载策略的制定，为现代电网的协调运行和控制提供技术依据和实用化方法。
[0009]本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：
[0010]一种考虑风火协同的电网低频减载在线整定策略，包括以下步骤：
[0011]步骤1.输入典型风火比下低频减载策略的运行参数以及历史数据作为样本；
[0012]步骤2.改变电力系统的运行方式；
[0013]步骤3.在单一方式下计算电力系统的低频减载参数；
[0014]步骤4.利用深度长短时记忆网络算法，建立基于深度LSTM神经网络模型，实现在不同系统状态下的在线低频减载策略的制定。
[0015]步骤5.通过各轮次减载量生成对应当前系统状态的低频减载策略；
[0016]步骤6.输出考虑风火协同的电网低频减载在线整定策略；
[0017]更进一步的，所述典型风火比下低频减载策略的运行参数以及历史数据：是指动作轮数、各轮次切负荷量、各轮次启动频率、以及各轮次动作延时等制定低频减载策略所需要的参数；
[0018]所述风火比：是指电力系统内风电机组的占比与火电机组占比之比；
[0019]所述低频减载：是指当电力系统在遭受大扰动、出现功率缺额时,根据电力系统实时频率切除部分负荷,以维持电力系统功率平衡并防止系统频率崩溃的一种有功功率频率紧急控制手段。
[0020]更进一步的，所述改变电力系统的运行方式，是指通过改变系统的风火比和负荷容量，改变系统的运行方式；是在运行参数以及历史数据为基础上进行调整，通过增减火电机组和风电机组的运行改变风火比，机组的运行发生改变则电力系统的运行方式改变，为下一步出现的单一方式调整好参数设置。
[0021]更进一步的，所述在单一方式下计算电力系统的低频减载参数，包括：
[0022]步骤(1)确定控制变量：包括动作总轮数、每轮切负荷量、每轮的启动频率、每轮的动作延时；
[0023]步骤(2)确定每轮切负荷量为低频减载的目标函数；
[0024]所述确定每轮切负荷量为低频减载的目标函数，是指在单一方式下计算系统的低频减载参数，将每轮切负荷量作为低频减载的目标函数；
[0025][0026][0027]其中，F(u)表示每轮切负荷量，j表示轮次，k表示总轮次，ΔP
j
为第j轮切负荷量；
P
ij
(f)表示惩罚函数，为低频减载动作后的频率恢复值；C1为欠切惩罚系数且C1>0；C2为少切累积惩罚系数且C2>0；C3为过切惩罚系数且C3>0；
[0028]步骤(3)确定低频减载的约束条件；
[0029]所述确定低频减载的约束条件，是指在单一方式下计算电力系统的低频减载参数，确定低频减载的约束条件，使得低频减载满足预测场景下的相关约束；
[0030][0031]上式中，Δf
j
为额定频率值与第j轮启动频率值之差；P
m0
为额定时系统的有功负荷，ΔP
j
为第j轮切负荷量；f
ts_min
表示启动频率最小值，f
ts(j)
表示第j轮的启动频率，f
ts_max
表示启动频率最大值，σ
f
表示调频允许下降的最大频率，ΔP
min
表示切负荷量最小值，t
d_min
表示最小动作时延，τ
d(j)
表示第j轮动作时延，t
d_max
表示最大动作时延；
[0032]所述相关约束，包括功率约束和频率约束；
[0033]步骤(4)经优化模型得到该方式下的低频减载参数；
[0034]所述经优化模型得到该方式下的低频减载参数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑风火协同的电网低频减载在线整定策略，其特征是：包括以下步骤：步骤1.输入典型风火比下低频减载策略的运行参数以及历史数据作为样本；步骤2.改变电力系统的运行方式；步骤3.在单一方式下计算电力系统的低频减载参数；步骤4.利用深度长短时记忆网络算法，建立基于深度LSTM神经网络模型，实现在不同系统状态下的在线低频减载策略的制定；步骤5.通过各轮次减载量生成对应当前系统状态的低频减载策略；步骤6.输出考虑风火协同的电网低频减载在线整定策略。2.根据权利要求1所述的一种考虑风火协同的电网低频减载在线整定策略，其特征是：所述典型风火比下低频减载策略的运行参数以及历史数据：是指动作轮数、各轮次切负荷量、各轮次启动频率、以及各轮次动作延时等制定低频减载策略所需要的参数；所述风火比：是指电力系统内风电机组的占比与火电机组占比之比；所述低频减载：是指当电力系统在遭受大扰动、出现功率缺额时,根据电力系统实时频率切除部分负荷,以维持电力系统功率平衡并防止系统频率崩溃的一种有功功率频率紧急控制手段。3.根据权利要求1所述的一种考虑风火协同的电网低频减载在线整定策略，其特征是：所述改变电力系统的运行方式，是指通过改变系统的风火比和负荷容量，改变系统的运行方式；是在运行参数以及历史数据为基础上进行调整，通过增减火电机组和风电机组的运行改变风火比，机组的运行发生改变则电力系统的运行方式改变，为下一步出现的单一方式调整好参数设置。4.根据权利要求1所述的一种考虑风火协同的电网低频减载在线整定策略，其特征是：所述在单一方式下计算电力系统的低频减载参数，包括：步骤(1)确定控制变量：包括动作总轮数、每轮切负荷量、每轮的启动频率、每轮的动作延时；步骤(2)确定每轮切负荷量为低频减载的目标函数；所述确定每轮切负荷量为低频减载的目标函数，是指在单一方式下计算系统的低频减载参数，将每轮切负荷量作为低频减载的目标函数；a.b.其中，F(u)表示每轮切负荷量，j表示轮次，k表示总轮次，ΔP
j
为第j轮切负荷量；P
ij
(f)表示惩罚函数，为低频减载动作后的频率恢复值；C1为欠切惩罚系数且C1>0；C2为少切累积惩罚系数且C2>0；C3为过切惩罚系数且C3>0；步骤(3)确定低频减载的约束条件；
所述确定低频减载的约束条件，是指在单一方式下计算电力系统的低频减载参数，确定低频减载的约束条件，使得低频减载满足预测场景下的相关约束；上式中，Δf
j
为额定频率值与第j轮启动频率值之差；P
m0
为额定时系统的有功负荷，ΔP
j
为第j轮切负荷量；f
ts_min
表示启动频率最小值，f
ts(j)
表示第j轮的启动频率，f
ts_max
表示启动频率最大值，σ
f
表示调频允许下降的最大频率，ΔP
min
表示切负荷量最小值，t
d_min
表示最小动作时延，t
d(j)

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，胡姝博，冯悦新，徐秋敏，戈阳阳，谢赐戬，王志伟，叶鹏，王雪杰，赵毅，范维，齐全，巩晓伟，孙俊杰，王超，贾祺，赵清松，谢冰，
申请(专利权)人：沈阳工程学院国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：