一种有源配电网分布式资源一次调频协同控制方法技术

一种有源配电网分布式资源一次调频协同控制方法，该方法包括以下步骤：S1、构建含分布式资源的有源配电网频率响应模型，该频率响应模型中每个智能体分别与一种类型的调频资源集群建立联系，智能体调节每个调频资源应当提供的频率响应系数，从而在达到出力的情况下经济最优；S2、在频率响应模型中设置多组相同的功率扰动，通过参数辨识确定频率响应模型中的固定参数；S3、利用一致性算法对各个调频资源出力进行优化求解。本发明专利技术不仅充分利用有源配电网调频潜力，而且调频速度快。而且调频速度快。而且调频速度快。

【技术实现步骤摘要】
一种有源配电网分布式资源一次调频协同控制方法


[0001]本专利技术涉及有源配电网频率控制领域，尤其涉及一种有源配电网分布式资源一次调频协同控制方法。

技术介绍

[0002]随着我国进入低碳化转型，风力、光伏等新能源机组将逐步增加，电力系统中的可再生能源和电力电子设备比例快速提高。高比例可再生能源、高比例电力电子设备的“双高”特性对电力系统频率安全提出了更高的要求。在此背景下，原本由火电和水电等同步发电机所提供的惯量正在逐渐降低，失去足够惯量支撑的电力系统的频率抗扰性严重不足，近几年来与之相关的安全事故频发，其事故原因与传统电力系统之间存在明显差异，究其根本是由电力系统的调频资源稀缺化，而传统机组的逐渐退役导致了电力系统调频资源稀缺化。因此，挖掘电网中各种潜在可靠调频资源参与系统的频率调控，发挥分布式资源的优势，稳定电力系统的频率成为必然需求。有源配网作为电力系统中面向用户的终端电网，包含大量分布式功率可控资源，其中的分布式光伏、风电、储能均可在系统频率偏移时参与系统的频率调节过程中。因此有源配电网中的分布式调频资源均具备调频能力，可以构建有源配网分布式资源协同频率控制框架充分利用有源配网的调频资源以达到缓解调频资源稀缺化的目的。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的调频资源稀缺化的缺陷与问题，提供一种充分利用有源配电网调频潜力的有源配电网分布式资源一次调频协同控制方法。
[0004]为实现以上目的，本专利技术的技术解决方案是：一种有源配电网分布式资源一次调频协同控制方法，该方法包括以下步骤：
[0005]S1、构建含分布式资源的有源配电网频率响应模型，该频率响应模型中每个智能体分别与一种类型的调频资源集群建立联系，智能体调节每个调频资源应当提供的频率响应系数，从而在达到出力的情况下经济最优；
[0006]S2、在频率响应模型中设置多组相同的功率扰动，通过参数辨识确定频率响应模型中的固定参数；
[0007]S3、利用一致性算法对各个调频资源出力进行优化求解。
[0008]步骤S1中，所述频率响应模型的目标函数为：
[0009]；
[0010]；
[0011]；
[0012]；
[0013]；
[0014]；
[0015]；
[0016]式中，为光伏调频成本，为储能调频成本，为柔性负荷调频成本，为火电机组调频成本，为风电机组调频成本，为光伏调频成本系数，为柔性负荷频率响应系数，为最小频率变化量，为储能调频成本系数，为储能频率响应系数，为火电机组调频成本系数，为火电机组频率响应系数，为弃风成本系数，为风电出力，为风电机组频率响应系数，、、为柔性负荷的成本函数，为柔性负荷出力，为柔性负荷初始出力，为柔性负荷频率响应系数。
[0017]步骤S1中，所述频率响应模型的约束条件包括：
[0018]光伏出力约束条件为：
[0019]；
[0020]式中，为光伏最大出力；
[0021]储能出力约束条件为：
[0022]；
[0023]式中，为储能最小出力，为储能最大出力；
[0024]柔性负荷出力约束条件为：
[0025]；
[0026]式中，为柔性负荷最小出力，为柔性负荷最大出力；
[0027]火电机组出力约束条件为：
[0028]；
[0029]式中，为火电机组最小出力，为火电机组最大出力；
[0030]火电机组爬坡约束条件为：
[0031]；
[0032]式中，为火电机组最小爬坡速率，为火电机组最大爬坡速率；
[0033]风电机组出力约束条件为：
[0034]；
[0035]式中，为风电机组最小出力，为风电机组最大出力；
[0036]频率响应系数约束条件为：
[0037]；
[0038]式中，为总负荷响应系数之和。
[0039]步骤S2中，频率变化值只与有源配电网提供的频率响应系数有关，通过频域
‑
时域转化后得到的表达式为：
[0040]；
[0041]；
[0042]式中，为增量速度，为调速器的调整系数，为发电机转子转速，为阻尼系数，为机械功率增益系数，为高压涡轮机产生的总功率的分数，为再热时间常数，为复频域，为每单位增量功率设定值，为发电机电气负载功率，为中间变量，为惯性常数，为频率变化值，为负荷扰动，为待定的负荷响应系数，为振幅，为角频率，为时间，为相角初始值；
[0043]得到系统固定参数后推导有源配电网接收到的频率响应系数为：
[0044]；
[0045]式中，为需要的负荷响应系数，为达到频率极值时的时间，为频率极值，为相位，为配网中光伏调频设备需要提供的频率响应系数总和，为配网中储能调频设备需要提供的频率响应系数总和，为配网中可控负荷需要提供的频率响应系数总和，为配网中火电机组需要提供的频率响应系数总和，为配网中风电机组
需要提供的频率响应系数总和。
[0046]步骤S3具体包括以下步骤：
[0047]S31、根据约束构建拉格朗日函数，选取耗量微增率为一致性变量，对于每种偏移分别构建出其模式下的调频资源的出力模型：
[0048]；
[0049]式中，为拉格朗日函数，为光伏调频成本，为储能调频成本，为柔性负荷调频成本，为火电机组调频成本，为风电机组调频成本，为拉格朗日算子，为实际需要的功率，为由需求响应系数计算出来的响应功率，为柔性负荷频率响应系数，为最小频率变化量，为储能频率响应系数，为柔性负荷频率响应系数，为火电机组频率响应系数，为风电机组频率响应系数；
[0050]根据拉格朗日乘算法求得各类调频资源的状态变量为：
[0051]；
[0052]式中，为光伏耗量微增率，为光伏调频成本系数，为储能耗量微增率，为储能调频成本系数，为柔性负荷耗量微增率，、为柔性负荷的成本函数，为柔性负荷初始出力，为火电耗量微增率，为火电机组调频成本系数，为风电耗量微增率，为弃风系数，为风电出力；
[0053]S32、构建出配网与主网、配网与配网之间的联系，搭建各个智能体和调频资源之间的拓扑约束：
[0054]；
[0055]式中，为元素次的状态变量，为元素次的状态变量，为相邻的矩阵集合；为邻阶矩阵元素，表示不同调频资源节点之间的通行关系，若互通，则，若不互通，则；为元素次的状态变量；
[0056]S33、构建迭代矩阵，上层迭代频率响应系数，下层迭代一致性指标，计算收敛后得到最优结果；
[0057]下层迭代格式为：
[0058]；
[0059]式中，为光伏在次的耗量微增率，为光伏在次的耗量微增率，为收敛系数，为次的频率响应系数变化量，为光伏调频设备集合，为储能在次的耗量微增率，为储能在次的耗量微增率，为储能设备集合，为火电设备集合，为柔性负荷在次的耗量微增率，为柔性负荷在次本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有源配电网分布式资源一次调频协同控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1、构建含分布式资源的有源配电网频率响应模型，该频率响应模型中每个智能体分别与一种类型的调频资源集群建立联系，智能体调节每个调频资源应当提供的频率响应系数，从而在达到出力的情况下经济最优；S2、在频率响应模型中设置多组相同的功率扰动，通过参数辨识确定频率响应模型中的固定参数；S3、利用一致性算法对各个调频资源出力进行优化求解。2.根据权利要求1所述的一种有源配电网分布式资源一次调频协同控制方法，其特征在于：步骤S1中，所述频率响应模型的目标函数为：；；；；；；；式中，为光伏调频成本，为储能调频成本，为柔性负荷调频成本，为火电机组调频成本，为风电机组调频成本，为光伏调频成本系数，为柔性负荷频率响应系数，为最小频率变化量，为储能调频成本系数，为储能频率响应系数，为火电机组调频成本系数，为火电机组频率响应系数，为弃风成本系数，为风电出力，为风电机组频率响应系数，、、为柔性负荷的成本函数，为柔性负荷出力，为柔性负荷初始出力，为柔性负荷频率响应系数。3.根据权利要求2所述的一种有源配电网分布式资源一次调频协同控制方法，其特征在于：步骤S1中，所述频率响应模型的约束条件包括：光伏出力约束条件为：；式中，为光伏最大出力；储能出力约束条件为：
；式中，为储能最小出力，为储能最大出力；柔性负荷出力约束条件为：；式中，为柔性负荷最小出力，为柔性负荷最大出力；火电机组出力约束条件为：；式中，为火电机组最小出力，为火电机组最大出力；火电机组爬坡约束条件为：；式中，为火电机组最小爬坡速率，为火电机组最大爬坡速率；风电机组出力约束条件为：；式中，为风电机组最小出力，为风电机组最大出力；频率响应系数约束条件为：；式中，为总负荷响应系数之和。4.根据权利要求1所述的一种有源配电网分布式资源一次调频协同控制方法，其特征在于：步骤S2中，频率变化值只与有源配电网提供的频率响应系数有关，通过频域
‑
时域转化后得到的表达式为：；
；式中，为增量速度，为调速器的调整系数，为发电机转子转速，为阻尼系数，为机械功率增益系数，为高压涡轮机产生的总功率的分数，为再热时间常数，为复频域，为每单位增量功率设定值，为发电机电气负载功率，为中间变量，为惯性常数，为频率变化值，为负荷扰动，为待定的负荷响应系数，为振幅，为角频率，为时间，为相角初始值；得到系统固定参数后推导有源配电网接收到的频率响应系数为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈然，蔡杰，许汉平，周蠡，贺兰菲，周英博，李吕满，张赵阳，廖晓红，熊一，孙利平，熊川羽，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：