考虑动态频率响应的风-光-抽蓄系统短期优化调度方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114971020A(43)申请公布日2022.08.30(21)申请号202210584429.4H02J3/24(2006.01)(22)申请日2022.05.27H02J3/28(2006.01)H02J3/48(2006.01)(71)申请人河海大学地址210024江苏省南京市鼓楼区西康路1号(72)发明人谢俊张秋艳葛远裕段佳南邢单玺徐志诚(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204专利代理师柏尚春(51)Int.Cl.G06Q10/04(2012.01)G06Q10/06(2012.01)G06Q50/06(2012.01)H02J3/00(2006.01)权利要求书5页说明书14页附图4页(54)发明名称考虑动态频率响应的风-光-抽蓄系统短期优化调度方法(57)摘要本发明公开了一种考虑动态频率响应的风‑光‑抽蓄系统短期优化调度方法，步骤如下：预先建立风‑光‑抽蓄系统的动态频率响应等值模型；由系统动态频率响应等值模型推导出系统频率指标的解析表达式，并将其转化为不等式约束；预先建立考虑动态频率响应的风‑光‑抽蓄系统短期优化调度模型；当抽蓄机组装机容量增加并考虑系统动态频率约束时，所述短期优化调度模型达到增加系统上网电量，减少弃风弃光电量以及增强系统频率响应能力的目标。本发明能够提高风电和光伏的消纳水平，能够有效抑制扰动情况下系统频率的快速变化，通过投入新的运行机组，增强系统惯性响应能力和频率调节能力，限制频率偏移量保持在正常范围内，确保系统的安全平稳运行。CN114971020ACN114971020A权利要求书1/5页1.一种考虑动态频率响应的风‑光‑抽蓄系统短期优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)预先建立风‑光‑抽蓄系统的动态频率响应等值模型，由系统动态频率响应等值模型推导出系统频率指标的解析表达式，并将其转化为不等式约束，所述频率指标包括频率变化率、最低点频率偏差和准稳态频率偏差；(2)预先建立考虑动态频率响应的风‑光‑抽蓄系统短期优化调度模型；所述短期优化调度模型包括以系统上网电量最大为目标的目标函数和对应的约束条件；(3)当抽蓄机组装机容量增加并考虑系统动态频率约束时，所述短期优化调度模型达到增加系统上网电量，减少弃风弃光电量以及增强系统频率响应能力的目标。2.根据权利要求1所述的一种考虑动态频率响应的风‑光‑抽蓄系统短期优化调度方法，其特征在于，所述动态频率响应等值模型包括发电工况下动态频率响应等值模型和抽水工况下动态频率响应等值模型；抽水工况下，风‑光‑抽蓄系统频率响应时域表达式为：发电工况下，风‑光‑抽蓄系统频率响应时域表达式为：其中，Hw、Hv分别表示风电场、光伏电站的虚拟惯性时间常数；Hs表示系统惯性时间常数；KW、KV、KJ分别表示t时段风电场、光伏电站、抽蓄电站的机械功率增益；Rj表示调速器的2CN114971020A权利要求书2/5页调差系数；Tw表示抽蓄机组水流时间常数；Rw、Rv分别表示风电场、光伏电站的下垂系数；D表示系统阻尼系数；ΔP表示系统功率缺额。3.根据权利要求1所述的一种考虑动态频率响应的风‑光‑抽蓄系统短期优化调度方法，其特征在于，步骤(1)中所述的频率指标具体为：频率变化率：抽水工况下最低点频率偏差：发电工况下最低点频率偏差：抽水工况下准稳态频率偏差：发电工况下准稳态频率偏差：当系统发生功率扰动，上述指标需满足以下约束：其中，Hw、Hv分别表示风电场、光伏电站的虚拟惯性时间常数；Hs表示系统惯性时间常数；KW、KV、KJ分别表示t时段风电场、光伏电站、抽蓄电站的机械功率增益；Rj表示调速器的调差系数；Tw表示抽蓄机组水流时间常数；Rw、Rv分别表示风电场、光伏电站的下垂系数；D表示系统阻尼系数；fb表示额定频率；表示最大允许频率变化率；Δflim表示低频减载触发频率；Δfss,lim表示最大允许准稳态频率偏差；ΔP表示系统功率缺额。4.根据权利要求1所述的一种考虑动态频率响应的风‑光‑抽蓄系统短期优化调度方法，其特征在于，步骤(2)中所述的目标函数为：所述约束条件包括：风光出力约束：0≤Pi,t≤Pi,NPui,t＝μi,t+1.96σi,tPli,t＝μi,t‑1.96σi,tPi,max,t＝min{Pui,t,Pi,N}Pi,min,t＝max{0,Pli,t}3CN114971020A权利要求书3/5页Pi,min,t≤Pi,t≤Pi,max,t抽蓄机组出力约束：抽蓄机组运行工况约束：抽蓄机组备用约束：抽蓄电站水量约束：Xmin≤Xt≤XmaxXNT＝X0备用需求约束：动态频率响应约束：4CN114971020A权利要求书4/5页抽水工况下：发电工况下：其中，t表示时段编号