【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统，特别涉及一种电网一次调频容量优化方法、系统、设备及介质。
技术介绍
1、构建新型电力系统，是贯彻落实我国能源新战略、实现双碳目标的重大需要。截至2023年，我国风电、光伏容量均突破4亿千瓦，装机规模居世界首位。随着新能源渗透率不断提高，电力系统惯性降低，系统稳定机理发生深刻变化，电网频率、功角、电压等稳定问题日渐突出，系统安全稳定运行面临巨大挑战。频率稳定是电力系统安全稳定运行的重要因素，反映了系统的有功平衡状态。
2、电力系统一次调频在系统遭受功率缺额扰动后，传统同步机组通过调速器增大汽门或水门阀度，增加原动机机械功率，从而快速调节频率恢复到正常的允许范围，是短时应对频率快速下降的一种有效和可靠调节手段。新能源机组通过电力电子设备接入电网，其出力与电网频率解耦，无法直接为电网提供频率支撑。然而，当前大量表明，新能源机组可以通过改变其运行方式，不再运行再最大功率跟踪点处，从而留有一定的备用功率，在系统发生有功缺额频率下降时，增大其有功功率，使其具有类似传统同步机组一次调频的响应特性。
3、新型电力系统中针对多种类发电机组参与电网一次调频的过程，如何合理地协调各发电机组参与系统一次调频容量对于提高电力系统频率安全稳定性具有重要意义。合理分配各机组间一次调频容量，能够在保证系统频率安全稳定的前提下，且有效减少能源浪费，提高电力系统运行的经济性。电力系统一次调频容量优化在最优化频率综合控制指标的前提下，需计及各类型发电机出力限制、线路传输功率是否越限等多种约束，因此新型电力系统一次调频备
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供了一种电网一次调频容量优化方法、系统、设备及介质，以解决现有技术中的上述技术问题。
2、为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
3、根据本专利技术实施例的第一方面，提供了一种电网一次调频容量优化方法。
4、在一个实施例中，所述电网一次调频容量优化方法，包括：
5、对电力系统进行分析，构建一次调频目标函数和约束条件，并根据所述一次调频目标函数和约束条件，生成一次调频容量方案；
6、基于多个预先配置的进化算法对所述一次调频容量方案进行进化优化，得到多个一次调频容量优化方案；
7、对多个一次调频容量优化方案中进行分析，确定出最优的一次调频容量优化方案。
8、在一个实施例中，所述目标函数公式为：
9、maxλfmin+(1-λ)fst
10、式中，fmin为电力系统发生功率缺额后暂态过程的频率最低值；fst为机组参与一次调频后系统频率的稳态值；λ是权重因子。
11、在一个实施例中，所述约束条件包括：机组一次调频容量限制条件、发电机组功率增量速率限制条件以及线路传输功率约束条件；其中，
12、所述机组一次调频容量限制条件的公式为：
13、
14、式中，δpt,i,t为第i台火电机组的一次调频容量；为第i台火电机组的一次调频容量最大值；δph,j,t为第j台水电机组的一次调频容量；为第j台水电机组的一次调频容量最大值；δpn,k,t为第k台新能源机组调频容量；为第k台新能源机组调频容量的最大值；
15、所述发电机组功率增量速率限制条件的公式为：
16、
17、式中，δpt,i(t)为第i台火电机组在单位时间段t内功率增量速率；gt,i(t)、分别为第i台火电机组在单位时间段t内功率最大增量速率和功率最小增量速率；δph,j(t)为第j台水电机组在单位时间段t内功率增量速率；gh,j(t)、分别为第j台水电机组在单位时间段t内功率最大增量速率和功率最小增量速率；δpn,k(t)为第k台新能源机组在单位时间段t内功率增量速率；gn,k(t)、分别为第k台新能源机组在单位时间段t内功率最大增量速率和功率最小增量速率；
18、所述线路传输功率约束条件的公式为：
19、pl,i,j,min≤pl,ij≤pl,ij,max
20、式中，pl,i,j,min、pl,ij,max分别为第i、j号节点所连线路功率传输的最低限值和最高限值；pl,ij为第i、j号节点所连线路功率传输限值。
21、在一个实施例中，所述电网一次调频容量优化方法，还包括：在所述一次调频容量方案进行进化优化之前，对利用卷积神经网络对所述一次调频容量方案中的目标函数的原始特征进行降维处理；其中，所述原始特征包括：发电机有功功率、发电机无功功率、负荷有功功率、负荷无功功率、线路有功功率、线路无功功率、节点电压幅值和节点电压相角。
22、在一个实施例中，所述电网一次调频容量优化方法，还包括：利用径向基神经网络对降维处理后的原始特征进行评估，确定所述原始特征是否满足一次调频要求；并利用支持向量机对所述约束条件进行评估，确定所述约束条件是否满足一次调频要求。
23、在一个实施例中，基于多个预先配置的进化算法对所述一次调频容量方案进行进化优化，得到多个一次调频容量优化方案包括：
24、利用差分进化优化算法对一次调频容量方案进行变异、交叉和选择操作后生成新的种群xide；并利用粒子群优化算法对新生成的种群xide进行优化迭代，得到一次进化种群；
25、在一次进化种群后，根据最优优化算法适应度值选择对应的优化算法对得到的进化种群进行优化，直至迭代结束，得到多个一次调频容量优化方案；
26、其中，所述最优适应度值λ的计算公式为：
27、
28、m＜e-λ
29、式中，fde为经差分进化优化方法产生的最优适应度值，fpso为经粒子群优化算法进化产生的最优适应度值，m为区间[0,1]产生的随机数；e为自然常数；若m＜e-λ，选择粒子群进化算法参与下一代进化；否则，选择差分进化优化算法参与下一代进化。
30、在一个实施例中，对多个一次调频容量优化方案中进行分析，确定出最优的一次调频容量优化方案包括：
31、通过时域仿真法对多个一次调频容量优化方案进行仿真校验，确定多个一次调频容量优化方案中最优的一次调频容量优化方案。
32、根据本专利技术实施例的第二方面，提供了一种电网一次调频容量优化系统。
33、在一个实施例本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电网一次调频容量优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种电网一次调频容量优化方法，其特征在于，所述目标函数公式为：
3.根据权利要求1所述的一种电网一次调频容量优化方法，其特征在于，所述约束条件包括：机组一次调频容量限制条件、发电机组功率增量速率限制条件以及线路传输功率约束条件；其中，
4.根据权利要求1所述的一种电网一次调频容量优化方法，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求4所述的一种电网一次调频容量优化方法，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求1所述的一种电网一次调频容量优化方法，其特征在于，基于多个预先配置的进化算法对所述一次调频容量方案进行进化优化，得到多个一次调频容量优化方案包括：
7.根据权利要求1所述的一种电网一次调频容量优化方法，其特征在于，对多个一次调频容量优化方案中进行分析，确定出最优的一次调频容量优化方案包括：
8.一种电网一次调频容量优化系统，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的一种电网一次调频容量优化系统，其特征在于，所述
10.根据权利要求8所述的一种电网一次调频容量优化系统，其特征在于，所述约束条件包括：机组一次调频容量限制条件、发电机组功率增量速率限制条件以及线路传输功率约束条件；其中，
11.根据权利要求8所述的一种电网一次调频容量优化系统，其特征在于，还包括：
12.根据权利要求11所述的一种电网一次调频容量优化系统，其特征在于，还包括：
13.根据权利要求8所述的一种电网一次调频容量优化系统，其特征在于，所述方案优化模块在基于多个预先配置的进化算法对所述一次调频容量方案进行进化优化，得到多个一次调频容量优化方案时，利用差分进化优化算法对一次调频容量方案进行变异、交叉和选择操作后生成新的种群xide；并利用粒子群优化算法对新生成的种群xide进行优化迭代，得到一次进化种群；在一次进化种群后，根据最优优化算法适应度值选择对应的优化算法对得到的进化种群进行优化，直至迭代结束，得到多个一次调频容量优化方案；
14.根据权利要求8所述的一种电网一次调频容量优化系统，其特征在于，所述最优选择模块在对多个一次调频容量优化方案中进行分析，确定出最优的一次调频容量优化方案时，通过时域仿真法对多个一次调频容量优化方案进行仿真校验，确定多个一次调频容量优化方案中最优的一次调频容量优化方案。
15.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
16.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种电网一次调频容量优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种电网一次调频容量优化方法，其特征在于，所述目标函数公式为：
3.根据权利要求1所述的一种电网一次调频容量优化方法，其特征在于，所述约束条件包括：机组一次调频容量限制条件、发电机组功率增量速率限制条件以及线路传输功率约束条件；其中，
4.根据权利要求1所述的一种电网一次调频容量优化方法，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求4所述的一种电网一次调频容量优化方法，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求1所述的一种电网一次调频容量优化方法，其特征在于，基于多个预先配置的进化算法对所述一次调频容量方案进行进化优化，得到多个一次调频容量优化方案包括：
7.根据权利要求1所述的一种电网一次调频容量优化方法，其特征在于，对多个一次调频容量优化方案中进行分析，确定出最优的一次调频容量优化方案包括：
8.一种电网一次调频容量优化系统，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的一种电网一次调频容量优化系统，其特征在于，所述目标函数公式为：
10.根据权利要求8所述的一种电网一次调频容量优化系统，其特征在于，所述约束条件包括：机组一次调频容量限制条件、发电机组功率增量速率限制条件以及线路传输功率约束条件；其中，
11.根据权利要求8所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：马欢，马琳琳，邢法财，汪挺，田浩，武诚，程定一，乔立同，房俏，周宁，李新，蒋哲，刘文学，苗伟威，朱元振，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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