受端电网频率安全运行优化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电力系统调控技术领域，尤其涉及一种受端电网频率安全运行优化方法及装置，本发明专利技术方法首先获取电力系统中节点预测负荷和误差、风电和光伏预测出力和误差、同步发电机组以及异步机负荷参数；然后建立计及负荷侧异步机有效惯量的多区域频率响应模型、计及负荷侧有效惯量的受端电网多区域频率安全约束机组组合模型；再接着形成机组组合模型的主问题和子问题，并采用多方向优化割并行优化，确定最优运行方案。以此方式，能够在系统频率响应分析过程中计及负荷侧有效惯量参与系统频率响应，并考虑系统频率的空间分布特征，在机组组合问题中保证系统的频率安全，高效地求解含频率安全约束的机组组合问题。含频率安全约束的机组组合问题。含频率安全约束的机组组合问题。

【技术实现步骤摘要】
受端电网频率安全运行优化方法及装置


[0001]本专利技术涉及电力系统调控
，尤其涉及一种受端电网频率安全运行优化方法及装置。

技术介绍

[0002]可再生能源在电力系统中的广泛使用，降低了温室气体排放量和石油等燃料的成本。然而，相比于传统的火电机组，由于具有低惯量甚至无惯量的特点，占比逐步提高的可再生能源给电力系统带来了频率安全方面的问题。在世界范围内，由于系统可再生能源比例过高导致系统调频能力弱造成的大停电事件已有多起，如“9
·
28南澳大停电”和“8
·
9英国大停电”。因此，在机组组合中，有必要考虑系统的频率安全，保证开机运行的同步发电机能提供足够的转动惯量和一次调频能力。
[0003]目前的研究中，频率分析通常是建立在频率响应模型的仿真和计算基础上的。一般采用的频率响应模型是系统频率响应(System Frequency Response，SFR)模型，该模型将整个系统中所有发电机的转子运动方程等值聚合为单机模型，并将发电机调速器—原动机模型等值为一次调频响应过程。模型忽略发电机机间振荡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种受端电网频率安全运行优化方法，其特征在于，包括：获取电力系统中节点预测负荷、预测负荷误差、风电和光伏预测出力、预测出力误差、同步发电机组参数以及异步机负荷参数；根据所述同步发电机组参数以及所述异步机负荷参数，建立计及异步机负荷有效惯量的受端电网多区域频率响应模型；根据所述电力系统中节点预测负荷、所述预测负荷误差、所述风电和光伏预测出力以及所述预测出力误差，建立计及负荷侧有效惯量的受端电网多区域频率安全约束机组组合；根据所述机组组合模型分解为主问题和子问题；采用多方向优化割并行优化所述主问题以及所述子问题，确定优化结果。2.根据权利要求1所述的受端电网频率安全运行优化方法，其特征在于，所述根据所述同步发电机组参数以及所述异步机负荷参数，建立计及异步机负荷有效惯量的受端电网多区域频率响应模型，包括：所述建立计及异步机负荷有效惯量的受端电网多区域频率响应模型包括：建立单个区域内同步发电机一次调频响应模型、单个区域内计及异步机有效惯量的负荷一次调频响应模型以及区域间联络线功率变化量模型，所述建立计及异步机负荷有效惯量的受端电网多区域频率响应模型为：其中，f
base
表示系统基准频率，P
base
表示系统基准功率，J表示系统中的区域总量，Δf
j
表示在区域j中的频率变化量，ΔP
j
表示区域j中的总功率变化量，ΔP
SGj
表示在区域j中同步发电机提供的一次调频有功功率，ΔP
load,j
表示在区域j中负荷提供的一次调频有功功率，ΔP
dj
表示在区域j中的功率缺额，ΔP
Tjk
表示区域j向区域k(k＝1,2,
…
,J且k≠j)输送的联络线功率变化量，N
Gj
表示在区域j中同步发电机的数量，表示同步发电机i启停状态变量，表示第i台同步发电机的额定功率，H
sg,i
表示第i台同步发电机的惯量，表示区域j内异步机负荷的总额定功率，M
imj
表示异步机负荷的有效惯量，μ
Gi
表示第i台同步发电机
的调节系数，F
HPi
表示第i台同步发电机的等值高压缸功率系数，T
Ri
表示第i台同步发电机的再热时间常数，k
L,j
表示在区域j中负荷调节系数，X
i
表示区域j和区域k之间联络线i的电抗参数，A表示区域j和区域k之间所有联络线的集合。3.根据权利要求1所述的受端电网频率安全运行优化方法，其特征在于，所述异步机负荷的有效惯量模型，包括：异步机负荷以有效惯量的形式参与系统的惯量响应环节，所述异步机有效惯量模型为：其中，H
imj
表示区域j内异步机负荷转子的等效惯量，T
1j
、T
2j
和K
j
表示与区域j内异步机参数和工作状态相关的系数。4.根据权利要求1所述的受端电网频率安全运行优化方法，其特征在于，所述根据所述电力系统中节点预测负荷、所述预测负荷误差、所述风电和光伏预测出力以及所述预测出力误差，建立计及负荷侧有效惯量的受端电网多区域频率安全约束机组组合，包括：建立目标函数：minF＝C
G,run
+C
G,re
+C
G,start
+C
RES
其中，F为运行成本，C
G,run
、C
G,re
、C
G,start
和C
RES
表示同步发电机组的运行成本、备用成本、启停成本以及可再生能源的弃能成本；建立系统约束条件，其中，所述系统约束条件包括：同步发电机组的机组出力约束、上下备用容量约束、爬坡约束以及最小启停时间约束；建立可再生能源机组的出力约束；建立系统的潮流约束、相角约束、节点功率平衡约束以及备用约束；建立系统的频率安全约束，包括：频率安全指标频率变化率约束：RoCoF
j,τ
≤RoCoF
max
,j＝1,2,...J,τ＝1,2,...,T其中，RoCoF
j,τ
表示区域j在τ时刻的频率安全指标频率变化率值，RoCoF
max
表示频率安全指标频率变化率的安全阈值，T表示时间节点的总数；频率安全指标频率最低点约束：f
nadir,j,τ
≥f
nadir,min
,j＝1,2,...J,τ＝1,2,...,T其中，f
nadir,j,τ
表示区域j在τ时刻的频率安全指标频率最低点值，f
nadir,min
表示频率安全指标频率最低点的安全阈值；频率安全指标准稳态频率约束：f
∞,j,τ
≥f
∞,min
,j＝1,2,...J,τ＝1,2,...,T其中，f
∞,j,τ
表示区域j在τ时刻的频率安全指标准稳态频率值，f
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王蕾报，范辉，梁纪峰，李铁成，谢开贵，李晓军，张蕊，
申请(专利权)人：国网河北能源技术服务有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：