[发明专利]一种基于WAMS并考虑一次调频的电力系统优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统的运行和控制技术领域，特别涉及一种提升 系统优化能力方法。为精确地实现多目标优化调度考虑系统一次调频 特性。

背景技术

随着我国交直流电网互联规模的日益扩大，负荷需求的不断增 长，新型能源的大量投入，电力系统能够处于最优运行状态是电力系 统优化调度的目标。

传统的电力系统优化调度分为静态优化调度和动态优化调度。动 态优化调度考虑调度周期内各个时间段之间的联系，可以较合理地反 映系统的运行情况。传统的调度方法多使用单目标优化调度方法，即 以追求总煤耗量最小或系统经济利益最大为目标，这些以数学理论为 基础的优化算法难以得到全局最优解，且存有算法粗略的问题。智能 优化算法采取并行计算机制，算法实现方便，并且具备较强的鲁棒性， 但是仍然难以克服陷入局部最优解的问题。产生这些问题的关键在于 电网中的各个监测点得不到精确统一的时标，得到的测量值也只是局 部的数据有效，加上传输时间延迟，得不到统一时标的系统各个监测 点的相量信息。且传统算法并未考虑火电机组燃煤耗量、污染物排放 量等多种因素。这些方面都限制了电力系统的优化调度。

近年来，随着风电等随机性强的机组投入运行，电力系统动态优 化调度方面面临新的问题。风电的随机性使电力系统的可预测性变 差，如果系统中风电容量的比例大，系统会出现功率不平衡现象，此 时如果备用容量不能平衡风电出力的波动，系统会产生频率变化，， 导致电网稳定性差。

电力系统的一次调频功能是维护电网稳定运行的重要手段，当全 网频率超出正常频率范围时，参与一次调频的各个调速器设备会根据 电网中频率的变化自动地增加或减小机组的功率，同时负荷也会根据 电网频率的变化自动地减小或增加部分的功率消耗，从而达到新的有 功供给平衡。但是传统测量频率数据的方法并不具有实时性，比较粗 略，基于此数据构建的优化调度模型也并不精确。随着基于同步相量 测量装置(Phase Measurement Unit,PMU)的广域测量系统的逐步 应用，如何精确地实现考虑系统一次调频特性的多目标优化调度问题 亟待解决。

当前电网的优化调度由于电网中的各个监测点得不到精确统一 的时标，得到的测量值也只是局部的数据有效，加上传输时间延迟， 得不到统一时标的系统各个监测点的相量信息，无法实现精确地考虑 系统一次调频特性的多目标优化调度。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种基于采 用广域测量系统(Wide Area Measurement System，WAMS)并考虑一 次调频的电力系统优化方法。该方法克服了已有现有技术只能检测到 局部或者数据传输延迟得不到统一时间点的系统各个监测点的信息 的不足的问题，改进优化方法，利用PMU和GPS的WAMS可动态记录 全网相量信息的特点，监测事件事后分析，能够很好地平衡全局和局 部搜索，对系统频率进行稳定监控。改进传统的优化方法，构建系统 一次调频方法，有利于减少系统上、下旋转装备的预留容量，提高系 统运行经济性。

多目标混合优化调度模型考虑火电机组燃煤耗量、污染物排放 量、备用风险、电网公司购电成本、风电接入等，并使多个优化目标 最终以期望值的形势出现。考虑系统一次调频的优化调度模型时首先 建立优化目标，对目标加入基本约束，在考虑一次调频的前提下建立 旋转约束，在各个场景的潮流计算时，需计及系统的一次调频特性；

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种基于采用广域测量系统并考虑一次调频的电力 系统优化方法，其改进之处在于，所述方法基于电网广域监测系统 WAMS,利用傅里叶相量分析法，构建电力系统中一次调频的新型检测 方法，将这种新型检测方法运用到电力系统优化调度方法中，优化了 原有调度方法，所述方法包括下述步骤：

步骤1：从电网广域监测系统WAMS中实时获取电网测量信息。

步骤2：利用递推离散傅里叶相量分析法，首先在改进的相量采集系 统PMU中，根据GPS提供的数据对电力系统相量信息进行采集，由正 弦信号的采样点得到基波相量。

步骤3：其次给出基波相量递推算法。

步骤4：最后由相量相角与输入信号频率的关系得到频率测量模型。 步骤5：建立考虑系统一次调频的电力系统优化调度模型。

步骤6：混合整数规划法(MILP)求解模型

步骤7：与电压电流有功无功相量频率采样值进行对比，输出一次调 频指令，完成系统一次调频优化调度

本发明的技术方案是：