【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统安全稳定运行的，具体为一种电力系统惯量与调频优化补偿及分摊方法及系统。
技术介绍
1、适应高比例新能源接入系统的需要，平抑新能源间歇性、波动性对电力系统运行带来的扰动影响。起初，当系统中新能源渗透率不高时，转动惯量和一次调频供应充足，认为其是同步发电机组提供电能量时的附带产物；但是，当新能源渗透率达到一定水平时，转动惯量和一次调频在系统中将逐渐成为稀缺资源，仅考虑电力供需平衡的开机方式可能难以满足系统转动惯量需求，这种情况下，我国已经在运的几个一批现货试点省份中，对提供转动惯量和一次调频的设备进行相应的补偿，以保持对同步资源投资、运维的激励；可是随着新能源并网水平继续提高，电能量价格逐渐降低，光依靠电能量市场中的补偿，仅能保证同步资源回收成本，盈利空间并不明确，难以对同步惯量和一次调频资源的投资、运维形成良性的激励信号，间接影响到系统的安全稳定运行。因此，需要研究电力系统惯量和一次调频辅助服务获取与补偿问题。
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术解决的技术问题是：高新能源渗透率电网中惯量和一次调频资源不足、补偿不合理和费用分摊不公平的问题。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种电力系统惯量与调频优化补偿及分摊方法，包括：
4、根据日前发电计划结果，评估系统的惯量和一次调频需求缺额；
5、计算常规机组提供惯量和一次调频的单位补偿成本，确定增开的常规机组以
6、对增开的机组提供的惯量和一次调频服务进行补偿，并进行费用分摊。
7、作为本专利技术所述的电力系统惯量与调频优化补偿及分摊方法的一种优选方案，其中：评估系统的惯量和一次调频需求缺额包括，计算最小惯量需求、计算最小一次调频容量需求和计算惯量和一次调频容量缺额。
8、作为本专利技术所述的电力系统惯量与调频优化补偿及分摊方法的一种优选方案，其中：所述计算最小惯量需求包括，考虑频率变化率约束的最小惯量、考虑频率最低点约束的最小惯量和综合考虑频率变化率和频率最低点约束的最小惯量；
9、考虑频率变化率约束的最小惯量包括，基于系统的功率扰动、频率变化率限值和额定频率，计算每个时段内需要的最小惯量；
10、考虑频率最低点约束的最小惯量包括，通过频率动态变化过程的转子运动方程，计算考虑频率最低点时的最小惯量。考虑系统频率偏差和调频延时，确保频率最低点的变化不超过系统设定的最大偏差；
11、综合考虑频率变化率和频率最低点约束的最小惯量包括，结合频率变化率和频率最低点的限制，得出系统所需的最小惯量需求。
12、作为本专利技术所述的电力系统惯量与调频优化补偿及分摊方法的一种优选方案，其中：所述计算最小一次调频容量需求包括，基于系统的频率恢复要求，计算系统所需的最小一次调频容量；
13、计算惯量和一次调频容量缺额包括，对比实际发电计划中已开机机组提供的惯量与计算出的最小惯量需求，得出系统的惯量缺额；对比已开机机组提供的一次调频容量与计算出的最小一次调频需求，得出一次调频容量缺额。
14、作为本专利技术所述的电力系统惯量与调频优化补偿及分摊方法的一种优选方案，其中：所述计算常规机组提供惯量和一次调频的单位补偿成本包括，根据常规机组的最小发电成本折算常规机组的惯量和一次调频的单位补偿成本，公式表示为：
15、
16、其中，表示常规机组i的惯量和一次调频单位补偿成本，ρg,i,min表示常规机组i的最小发电成本；pg,i,max表示常规机组i的有功上限值、pg,i,min表示常规机组i的有功下限值；hi表示常规机组i的惯性时间常数，δt表示一个时段时长。
17、作为本专利技术所述的电力系统惯量与调频优化补偿及分摊方法的一种优选方案，其中：确定增开的常规机组以及补偿价格包括，设计优化目标函数和定义约束条件；
18、优化目标函数包括，以最小化系统的运行成本为目标建立优化函数；
19、约束条件包括，惯量需求约束、一次调频容量需求约束和机组最小连续开停时间约束；
20、系统的运行成本包括，机组的启动成本、惯量和一次调频的单位补偿成本和发电运行成本。
21、作为本专利技术所述的电力系统惯量与调频优化补偿及分摊方法的一种优选方案，其中：所述对增开的机组提供的惯量和一次调频服务进行补偿包括，计算日补偿费用、计算总费用和费用分摊然后进行结算支付；
22、所述计算日补偿费用包括，基于边际补偿价格，为每个增开机组计算其提供惯量和一次调频服务的日补偿费用；
23、所述计算总费用包括，汇总所有增开机组的日补偿费用，得到系统的惯量和一次调频辅助服务总费用；
24、所述费用分摊包括，将总费用按比例分摊给电网用户和新能源机组，确保各方合理承担系统辅助服务成本；
25、结算支付包括，对增开机组进行补偿，并从用户和新能源机组收取相应费用，保障电网的稳定与经济运行。
26、一种电力系统惯量与调频优化补偿及分摊系统，其中：
27、惯量和一次调频需求评估模块，根据日前发电计划结果，评估系统的惯量和一次调频需求缺额；
28、补偿成本计算模块，计算常规机组提供惯量和一次调频的单位补偿成本，确定增开的常规机组以及补偿价格；
29、费用分摊与结算模块，对增开的机组提供的惯量和一次调频服务进行补偿，并进行费用分摊。
30、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本专利技术中任一项所述的方法的步骤。
31、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本专利技术中任一项所述的方法的步骤。
32、本专利技术的有益效果：本专利技术提供的电力系统惯量与调频优化补偿及分摊方法通过优化惯量和一次调频服务的获取和补偿，提升了电网的安全稳定性，确保在新能源高渗透率情况下的频率稳定性。其补偿机制合理，激励常规机组提供辅助服务，并通过费用分摊机制实现用户和新能源机组的公平负担，增强了经济公平性和系统经济性。
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1.一种电力系统惯量与调频优化补偿及分摊方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的电力系统惯量与调频优化补偿及分摊方法，其特征在于：评估系统的惯量和一次调频需求缺额包括，计算最小惯量需求、计算最小一次调频容量需求和计算惯量和一次调频容量缺额。
3.如权利要求2所述的电力系统惯量与调频优化补偿及分摊方法，其特征在于：所述计算最小惯量需求包括，考虑频率变化率约束的最小惯量、考虑频率最低点约束的最小惯量和综合考虑频率变化率和频率最低点约束的最小惯量；
4.如权利要求3所述的电力系统惯量与调频优化补偿及分摊方法，其特征在于：所述计算最小一次调频容量需求包括，基于系统的频率恢复要求，计算系统所需的最小一次调频容量；
5.如权利要求4所述的电力系统惯量与调频优化补偿及分摊方法，其特征在于：所述计算常规机组提供惯量和一次调频的单位补偿成本包括，根据常规机组的最小发电成本折算常规机组的惯量和一次调频的单位补偿成本，公式表示为：
6.如权利要求5所述的电力系统惯量与调频优化补偿及分摊方法，其特征在于：确定增开的常规机组以及补偿价格包
7.如权利要求6所述的电力系统惯量与调频优化补偿及分摊方法，其特征在于：所述对增开的机组提供的惯量和一次调频服务进行补偿包括，计算日补偿费用、计算总费用和费用分摊然后进行结算支付；
8.一种电力系统惯量与调频优化补偿及分摊系统，其特征在于：
9.一种计算机设备，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1～7任一所述的电力系统惯量与调频优化补偿及分摊方法的步骤。
10.一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1～7任一所述的电力系统惯量与调频优化补偿及分摊方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种电力系统惯量与调频优化补偿及分摊方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的电力系统惯量与调频优化补偿及分摊方法，其特征在于：评估系统的惯量和一次调频需求缺额包括，计算最小惯量需求、计算最小一次调频容量需求和计算惯量和一次调频容量缺额。
3.如权利要求2所述的电力系统惯量与调频优化补偿及分摊方法，其特征在于：所述计算最小惯量需求包括，考虑频率变化率约束的最小惯量、考虑频率最低点约束的最小惯量和综合考虑频率变化率和频率最低点约束的最小惯量；
4.如权利要求3所述的电力系统惯量与调频优化补偿及分摊方法，其特征在于：所述计算最小一次调频容量需求包括，基于系统的频率恢复要求，计算系统所需的最小一次调频容量；
5.如权利要求4所述的电力系统惯量与调频优化补偿及分摊方法，其特征在于：所述计算常规机组提供惯量和一次调频的单位补偿成本包括，根据常规机组的最小发电成本折算常规机组的惯...
【专利技术属性】
技术研发人员：代江，赵翔宇，朱思霖，单克，田石金，姜有泉，赵倩，田年杰，赵晋泉，袁涔，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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