【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风储系统双重调频，具体是计及调频信号不确定域辨识的风储系统双重调频方法。
技术介绍
1、储能由于具有响应速率快、双向功率控制精度高等诸多优点，储能可为风电场站提供由于外界环境变化造成的调频容量需求。当一次调频容量较小时，富余储能容量可以参与有偿的二次调频服务，以提高设备利用率及风储系统收益，从而衍生出同时兼顾“一次”、“二次”调频技术的双重调频服务模式。选用单一类型的储能系统跟踪双重调频服务频率信号时，频繁变化的功率幅值与指令方向不利于储能的利用效率与投资回报率，而能量型储能和功率型储能通过适合的配置比例能够与“一次”的小幅值和短周期，“二次”的大幅值和长周期特性形成互补，可显著提高辅助风储系统调频性价比。现有技术中仅考虑一次调频或二次调频存在如下不足：1)传统的一次和二次调频信号仅具有一维参数(即频率波动量)，仅能表征频率波动情况，需经过多次折算等价为调频功率需求。2)双重调频服务目标多元化，需同时考虑一次有差调节的即时响应需求和二次无差调节的实时频率跟踪。此外，还需建模协调不同调频资源在不同调频信号之间的动态优化分配。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提出了一种能够精确且快捷的衡量参与调频所需的功率和能量的计及调频信号不确定域辨识的风储系统双重调频方法。
2、为了达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案来实现的：
3、本专利技术是计及调频信号不确定域辨识的风储系统双重调频方法，包括如下操作：
4、分析与构建双重调
5、构建风储系统双重调频信号的场景集；
6、构建基于随机模型预测控制的风储系统双重调频控制模型，包括构建风储联合的调频性能量化模型，结合风储系统双重调频信号的场景集和风储联合的调频性能量化模型，提出基于随机模型预测控制的风储双重调频控制策略，其中二次调频层面以调频成本最低为目标。
7、本专利技术的进一步改进在于：所述分析与构建双重调频服务的调频信号具体包括如下操作：
8、a1，收集风电场站历史调频信号数据，表达式为：
9、
10、
11、
12、
13、式中：和分别为正/负调频功率信号，和分别为步长n下的正调频能量信号和负调频能量信号，t、t0、i均为时刻，其中t∈{1,2,...,t}和t0∈{1,2,...,t}分别为调频功率信号和调频能量信号的时间序列编号,i用于表征时序变化的滚动变量，δt为调频采样时间，由调频信号采样频率决定；
14、a2，通过风电场站历史调频信号数据获得表征调频信号的四维特征元素的历史数据值，采用具有描述调频信号不确定性的分位数预测方法量化调频信号的分布特点，获得调频信号的预测分位点序列，基于非参数概率预测得到的预测分位点，采用线性插值法近似完整的调频信号四维特征累积分布函数曲线，并通过求解反函数获得四维特征元素的累积概率函数f(·)，完成调频信号概率分布描述。
15、本专利技术的进一步改进在于：所述构建风储系统双重调频信号的场景集具体包括：
16、b1，基于调频信号的不确定性，构建基于多维随机变量的调频信号场景表征方法，通过场景集的形式表达其不确定域；
17、b2，基于多元copula函数的调频信号时间相关性建模方法，采用蒙特卡洛抽样获得具有时间相关性的调频信号不确定场景集；
18、b3，基于多维数据去重聚类算法，在保留关键调频信号特征的前提下减小调频场景集。
19、本专利技术的进一步改进在于：所述b1具体包括如下操作：将含四个维度的调频信号记作得到不同功率和能量调频特征的场景，将时段t内的调频信号变化情况计为高维随机变量{v1,v2,...,vt}。
20、本专利技术的进一步改进在于：所述b2具体包括如下操作：采用多元copula函数c(·)构造满足调频信号时序相关性的时序调频信号函数
21、f(v1,v2,...,vt)＝c(f(v1),f(v2),...,f(vt))＝c(y1,y2,...,yt,...,yt)，通过多元copula函数的边际累积分布函数值求解得到时序调频信号函数的随机变量值yt，遍历每个抽样变量，将随机变量值yt的抽样结果根据反函数vt＝f-1(yt)求解获得具有时间相关性的调频信号不确定场景集。
22、本专利技术的进一步改进在于：所述b3具体包括如下操作：采用基于kmeans的多维数据去重聚类算法对场景进行去重，在场景去重过程中综合考虑场景间的距离及其发生的概率，对相似度超过90％的场景进行去除。
23、本专利技术的进一步改进在于：所述构建风储联合的调频性能量化模型具体包括：c1,调频成本建模:针对风电系统，参与调频控制存在调频内损和备用风险成本，对于混合储能系统，参与调频控制存在内损和寿命衰减成本，构建的量化模型表达式如下：
24、
25、
26、
27、
28、
29、
30、式中：和分别为风电的调频总内损成本和调频总备用成本，和分别为风电的调频单位内损成本和单位备用成本，δpwt为风电的调频参考值，hloss和fres分别为风电内损系数和备用概率系数，t为动作持续时间，和分别为储能放电行为和充电行为的总内损成本，和分别为储能放电行为和充电行为的单位内损成本，mbat和nbat分别为储能放电行为产生的内损功率的一次系数和二次系数，mcap和ncap分别为储能充电行为产生的内损功率的一次系数和二次系数，δpbat和δpcap为储能的调频放电行为和充电行为参考值，为储能的寿命衰减成本，cbat和lbat为储能的投资成本和循环寿命，sref和sk为荷电状态的参考值和实际值，w为电化学储能运行的环境温度，e为电化学储能的额定容量，β0和a分别为依赖于荷电状态和温度的循环寿命系数，为风电频率偏差的总成本，(t)表示时刻t的函数，，为风电频率偏差的单位成本，为风电频率偏差量；
31、c2,量化调频容量，表达式为：
32、rt+,min≤rt+≤rt+，max (11)
33、rt-,min≤rt-≤rt-，max (12)
34、
35、
36、式中：rt+、rt-、和分别为调频资源可提供的正、负可调频功率和正、负可调频容量，rt+，max、rt-，max、和分别为正、负可调频功率上限和正、负可调频容量上限，rt+，min、rt-，min、和分别表示正、负可调频功率上限和正、负可调频容量下限。
37、本专利技术的进一步改进在于：所述二次调频层面以调频成本最低为目标obj，目标obj的表达式为：
38、
39、式中：α为t+1至t+n的成本折算系数，s为调频信号的不确定场景集，和分别为风电的调频总内损成本和调频总备用成本，和分别为储能放电行为和充电行为的总内损成本，为储能的寿命衰减成本，为风电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.计及调频信号不确定域辨识的风储系统双重调频方法，其特征在于：包括如下操作：
2.根据权利要求1所述的计及调频信号不确定域辨识的风储系统双重调频方法，其特征在于：所述分析与构建双重调频服务的调频信号具体包括如下操作：
3.根据权利要求2所述的计及调频信号不确定域辨识的风储系统双重调频方法，其特征在于：所述构建风储系统双重调频信号的场景集具体包括：
4.根据权利要求3所述的计及调频信号不确定域辨识的风储系统双重调频方法，其特征在于：所述b1具体包括如下操作：
5.根据权利要求4所述的计及调频信号不确定域辨识的风储系统双重调频方法，其特征在于：所述b2具体包括如下操作：采用多元Copula函数C(·)构造满足调频信号时序相关性的时序调频信号函数：
6.根据权利要求4所述的计及调频信号不确定域辨识的风储系统双重调频方法，其特征在于：所述b3具体包括如下操作：采用基于kmeans的多维数据去重聚类算法对场景进行去重，在场景去重过程中综合考虑场景间的距离及其发生的概率，对相似度超过90％的场景进行去除。
7.根据权利
8.根据权利要求1所述的计及调频信号不确定域辨识的风储系统双重调频方法，其特征在于：所述二次调频层面以调频成本最低为目标Obj，目标Obj的表达式为：
...【技术特征摘要】
1.计及调频信号不确定域辨识的风储系统双重调频方法，其特征在于：包括如下操作：
2.根据权利要求1所述的计及调频信号不确定域辨识的风储系统双重调频方法，其特征在于：所述分析与构建双重调频服务的调频信号具体包括如下操作：
3.根据权利要求2所述的计及调频信号不确定域辨识的风储系统双重调频方法，其特征在于：所述构建风储系统双重调频信号的场景集具体包括：
4.根据权利要求3所述的计及调频信号不确定域辨识的风储系统双重调频方法，其特征在于：所述b1具体包括如下操作：
5.根据权利要求4所述的计及调频信号不确定域辨识的风储系统双重调频方法，其特征在于：所述b2具体包括如下操作：采用多元copu...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐早，刘佳，汤奕，朱璇，
申请(专利权)人：东南大学溧阳研究院，
类型：发明
国别省市：
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