电力系统的协调控制方法、协调控制装置和电力系统制造方法及图纸

本申请公开了一种电力系统的协调控制方法、协调控制装置和电力系统，根据调节成本和响应性能对发电机组控制中心和虚拟电厂控制中心进行双目标优化，从而确定区域控制误差信号在发电机组控制中心和虚拟电厂控制中心之间的分配，虚拟电厂控制中心进而根据分配得到控制信号向分布式电池储能系统和用户侧负载设备分发对应的调频信号，最后监测发电机组控制中心和虚拟电厂控制中心进行调频后的功率变化，用于反馈到发电机组控制中心进行二次频率控制，减小控制回路的通信延迟。解决了电力系统进行协调控制的动态响应性能和调节成本之间的平衡问题。之间的平衡问题。之间的平衡问题。

【技术实现步骤摘要】
电力系统的协调控制方法、协调控制装置和电力系统


[0001]本申请涉及电力系统控制领域，尤其涉及一种电力系统的协调控制方法、协调控制装置和电力系统。

技术介绍

[0002]虚拟电厂(Virtual Power Plant，简称VPP)作为一个统筹调度多方能源的解决方案，可以极大提高电力系统的经济性和灵活性。虚拟电厂在电力系统中可以发挥调控电力资源、优化电力分配的作用，在一些场景下，用户侧负载设备参与需求响应(Demand Response,DR)计划，通过打开/关闭电器或根据电力系统的调节信号改变消费行为来参与电力系统的频率调节服务，用户从而能够获得相应的激励。
[0003]从电力系统的角度出发，基于虚拟电厂进行电力资源协调控制需要同时考虑动态响应性能和调节成本，调节成本为AGC(Automatic Generation Control，自动发电控制)电厂的电力补偿费用，然而，以往的研究仅考虑电力系统的动态响应性能而忽略了AGC在协调控制过程中的调节成本。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种电力系统的协调控制方法、协调控制装置和电力系统，能够根据调节成本响应和响应性能确定调节功率在发电机组和虚拟电厂之间的分配，从而确保发电和消费之间的平衡。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种电力系统的协调控制方法，所述电力系统包括发电机组控制中心和虚拟电厂控制中心，所述发电机组控制中心用于对当前区域的发电机组进行调频，所述虚拟电厂控制中心用于对当前区域的分布式电池储能系统和用户侧负载设备进行调频；
[0006]所述方法包括：
[0007]接收电力系统运营商对当前区域的区域控制误差信号；
[0008]根据调节成本和响应性能对所述发电机组控制中心和所述虚拟电厂控制中心进行双目标优化，将所述区域控制误差信号划分为第一控制信号和第二控制信号，并将所述第一控制信号发送到所述发电机组控制中心，将所述第二控制信号发送到所述虚拟电厂控制中心；
[0009]监测基于所述第一控制信号对所述发电机组进行调频的第一功率变化，监测基于所述第二控制信号对所述分布式电池储能系统和所述用户侧负载设备进行调频的第二功率变化，根据所述第一功率变化和所述第二功率变化确定所述电力系统在本次调频得到的频率偏差；
[0010]将所述频率偏差反馈到所述发电机组控制中心进行二次频率控制，将所述频率偏差发送到所述电力系统运营商以使所述电力系统运营商更新所述区域控制误差信号。
[0011]第二方面，本申请实施例提供了一种电力系统的协调控制方法，应用于所述电力
系统中的虚拟电厂控制中心，所述虚拟电厂控制中心用于对当前区域的分布式电池储能系统和用户侧负载设备进行调频；
[0012]所述方法包括：
[0013]根据所述分布式电池储能系统的运行参数确定充放电特性，根据所述用户侧负载设备的运行参数确定负载变化规律；
[0014]接收第二控制信号，并根据所述第二控制信号、所述充放电特性和所述负载变化规律，计算分配到所述分布式电池储能系统和所述用户侧负载设备的调频信号；所述第二控制信号为电力系统运营商对当前区域的区域控制误差信号的一个分量，所述第二控制信号由根据调节成本和响应性能对所述发电机组控制中心和所述虚拟电厂控制中心进行双目标优化得到。
[0015]第三方面，本申请实施例提供了一种协调控制装置，包括至少一个处理器和用于与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有能够被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如第一方面所述的协调控制方法或者执行如第二方面所述的协调控制方法。
[0016]第四方面，本申请实施例提供了一种电力系统，包括：
[0017]发电机组控制中心，用于对当前区域的发电机组进行调频；
[0018]虚拟电厂控制中心，用于对当前区域的分布式电池储能系统和用户侧负载设备进行调频；
[0019]协调控制模块，包括分配模块和协调模块，所述分配模块用于接收电力系统运营商对当前区域的区域控制误差信号，根据调节成本和响应性能对所述发电机组控制中心和所述虚拟电厂控制中心进行双目标优化，将所述区域控制误差信号划分为第一控制信号和第二控制信号，并将所述第一控制信号发送到所述发电机组控制中心，将所述第二控制信号发送到所述虚拟电厂控制中心；所述协调模块用于监测基于所述第一控制信号对所述发电机组进行调频的第一功率变化，监测基于所述第二控制信号对所述分布式电池储能系统和所述用户侧负载设备进行调频的第二功率变化，根据所述第一功率变化和所述第二功率变化确定所述电力系统在本次调频得到的频率偏差，将所述频率偏差反馈到所述发电机组控制中心进行二次频率控制，将所述频率偏差发送到所述电力系统运营商以使所述电力系统运营商更新所述区域控制误差信号。
[0020]第五方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如第一方面所述的协调控制方法或者执行如第二方面所述的协调控制方法。
[0021]本申请实施例提供的电力系统的协调控制方法、协调控制装置和电力系统，至少具有如下有益效果：根据调节成本和响应性能对发电机组控制中心和虚拟电厂控制中心进行双目标优化，从而确定区域控制误差信号在发电机组控制中心和虚拟电厂控制中心之间的分配，虚拟电厂控制中心进而根据分配得到控制信号向分布式电池储能系统和用户侧负载设备分发对应的调频信号，最后监测发电机组控制中心和虚拟电厂控制中心进行调频后的功率变化，用于反馈到发电机组控制中心进行二次频率控制，减小控制回路的通信延迟，还用于反馈到电力系统运营商以更新下一次调频用的区域控制误差信号。本申请实施例通过优化区域控制误差信号的分配，进而优化分布式电池储能系统和用户侧负载设备参与电
力系统调节的行为，最后基于调频后的频率偏差继续进行下一次调频，解决了电力系统进行协调控制的动态响应性能和调节成本之间的平衡问题。
附图说明
[0022]图1是本申请一个实施例提供的电力系统架构图；
[0023]图2是本申请一个实施例提供的协调控制方法的整体流程图；
[0024]图3是本申请一个实施例提供的计算本次调频所得的频率偏差的流程图；
[0025]图4是本申请一个实施例提供的构建模型的流程图；
[0026]图5是本申请一个实施例提供的双目标优化的流程图；
[0027]图6是本申请一个实施例提供的求解折中解的流程图；
[0028]图7是本申请一个实施例提供的虚拟电厂参与协调控制的整体流程图；
[0029]图8是本申请一个实施例提供的协调控制装置的结构示意图。
具体实施方式
[0030]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力系统的协调控制方法，所述电力系统包括发电机组控制中心和虚拟电厂控制中心，所述发电机组控制中心用于对当前区域的发电机组进行调频，所述虚拟电厂控制中心用于对当前区域的分布式电池储能系统和用户侧负载设备进行调频；所述方法包括：接收电力系统运营商对当前区域的区域控制误差信号；根据调节成本和响应性能对所述发电机组控制中心和所述虚拟电厂控制中心进行双目标优化，将所述区域控制误差信号划分为第一控制信号和第二控制信号，并将所述第一控制信号发送到所述发电机组控制中心，将所述第二控制信号发送到所述虚拟电厂控制中心；监测基于所述第一控制信号对所述发电机组进行调频的第一功率变化，监测基于所述第二控制信号对所述分布式电池储能系统和所述用户侧负载设备进行调频的第二功率变化，根据所述第一功率变化和所述第二功率变化确定所述电力系统在本次调频得到的频率偏差；将所述频率偏差反馈到所述发电机组控制中心进行二次频率控制，将所述频率偏差发送到所述电力系统运营商以使所述电力系统运营商更新所述区域控制误差信号。2.根据权利要求1所述的协调控制方法，其特征在于，当前区域与相邻区域之间通过联络线连接；当前区域的所述区域控制误差信号根据所述上一次调频得到的频率偏差和当前区域与相邻区域之间联络线的总功率变化确定。3.根据权利要求2所述的协调控制方法，其特征在于，还包括：监测所述电力系统在本次调频中的负荷变化；根据所述电力系统的负荷变化、当前区域与相邻区域之间联络线的总功率变化、所述第一功率变化和所述第二功率变化确定所述电力系统在本次调频得到的频率偏差。4.根据权利要求1所述的协调控制方法，其特征在于，在对所述发电机组控制中心和所述虚拟电厂控制中心进行双目标优化之前，还包括：构建所述分布式电池储能系统的储备能力模型，构建所述用户侧负载设备的负载需求模型，所述储备能力模型用于根据所述分布式电池储能系统的运行参数确定充放电特性，所述负载需求模型用于根据所述用户侧负载设备的运行参数确定负载变化规律；所述虚拟电厂控制中心用于根据所述充放电特性和所述负载变化规律将所述第二控制信号转化成调频信号并分配到所述分布式电池储能系统和所述用户侧负载设备；构建所述发电机组的比例积分控制模型，所述发电机组控制中心用于根据所述比例积分控制模型和所述第一控制信号生成调频信号。5.根据权利要求1所述的协调控制方法，其特征在于，所述根据调节成本和响应性能对所述发电机组控制中心和所述虚拟电厂控制中心进行双目标优化，包括：构建双目标优化模型，所述双目标优化模型具有第一目标函数和第二目标函数，所述第一目标函数为与所述区域控制误差信号有关的响应性能目标函数，所述第二目标函数为与所述虚拟电厂控制中心的调节成本有关的调节成本目标函数；根据所述第一目标函数、所述第二目标函数和多目标约束算法确定所述第二控制信号对应的调频信号；将所述区域控制误差信号减去所述第二控制信号得到所述第一控制信号。
6.根据权利要求5所述的协调控制方法，其特征在于，所述根据所述第一目标函数、所述第二目标函数和多目标约束算法确定所述第二控制信号对应的调频信号，包括：根据所述区域控制误差信号的均方根确定所述第一目标函数的曲线，根据上一次调频中所述分布式电池储能系统和所述用户侧负载设备各自接收到的调频信号确定所述第二目标函数的曲线；基于∈约束算法将所述第一目标函数限制为参数∈，根据所述第二目标函数和预构建的约束条件得到帕累托前沿；根据模糊决策确定帕累托前沿中确定折中解，所述折中解表征所述虚拟电厂控制中心需要提供的调节能力；根据所述折中解以及所述虚拟电厂控制中心所能接收控制信号的上限值和下...

【专利技术属性】
技术研发人员：张艳辉，冯伟，林峰平，孙会新，杨之乐，郭媛君，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：