[发明专利]一种动态自律分散协调的源荷调峰控制方法

权利要求书

1.一种动态自律分散协调的源荷调峰控制方法，其特征在于，所述调峰控制方法包括以下步骤：

S1：获取电网参数，对电网中的各类型电源、负荷进行动态分群；所述S1包括以下步骤：

S101：获取电网参数，计算电网内各类型电源、负荷的电气距离；以二端网络的输入阻抗作为度量节点间电气距离的参数；根据电路等值原理，二端网络的输入阻抗表示了网络中任意2个非接地节点组成的端口向网络内看进去的等值阻抗；

向节点对(p,q)组成的端口注入单位电流时，该两点间的电位差即等于该二端网络的输入阻抗，用Z_pq,in表示，且有

Z_pq,in＝Z_pp+Z_qq-2Z_pq(1)

式中，Z_pp、Z_qq为节点阻抗矩阵中节点p、q各自的自阻抗；Z_pq为节点的互阻抗；从式(1)可知二端网络输入阻抗的求解与节点阻抗矩阵中的元素密切相关，而节点阻抗矩阵由网络结构和网络元件的参数决定，包含了全网的信息，所以二端网络的输入阻抗也体现了全网的拓扑信息；二端网络输入阻抗表示了节点对间的等值阻抗，其值越小表明该节点对在整个网络中的电气距离越小，因此二端网络的输入阻抗可作为两点间电气距离的度量参数；

S102：预确定分群聚类中心；

在区域电网中，由于最高电压等级的变电站在输电中起着枢纽的作用，在调峰任务中也发挥着较为重要的作用，因此，可以预先选取几个最高电压等级的变电站，作为分群聚类中心；

S103：计算各类型电源、可调负荷距聚类中心的电气距离，对电网中的各类型电源、可调负荷进行分群，分群过程中不断更新分群聚类中心；

计算各类型电源、可调节负荷与上述分群聚类中心的电气距离，选取电气距离最小的一个聚类中心，把电源或者负荷归于此聚类中心所属的群；

在分群过程中不断更新分群聚类中心；若某些电源、可调节负荷与所有的分群聚类中心的电气距离都过大，则考虑选取新的变电站作为新的聚合中心，直至每个群内部的电源和可调负荷分布合理，不至于出现群内电源和可调负荷之间电气联系过弱的情况

S2：建立自律分散协调调峰模式；

S3：建立动态自律分散协调的源荷调峰控制模型；

S4：求解源荷调峰控制模型，输出控制策略。

2.根据权利要求1所述的一种动态自律分散协调的源荷调峰控制方法，其特征在于，所述S2包括以下步骤：

S201：确定每个群内的自律可控周期和群间的自律协调周期；

每个群内都含有水电、火电、可调负荷等其中一种或者几种调峰资源以及风电；对比各个群之间，调峰资源的可调容量和调峰响应特性不一致，同时，风电的波动大小和出力大小也不尽相同；

根据第k个群内的调峰资源特性和风电特性，确定群内的调峰周期，即自律可控周期T_Sk；根据不同群间的调峰资源特性和风电特性，确定第k个群和第m个群之间的群间调峰周期，即自律协调周期T_Cmk(m,k＝1,2,…,N)，N为总的分群数；

从数学上来说，满足T_Sk≤T_CmkT_Sm≤T_Cmk；

S202：建立自律分散协调调峰模式；

各群除了接收周期为T_U的集中调度控制指令，在群内部调峰资源之间，每隔一个自律可控周期交换一次调峰信息；在群与群之间，每隔一个自律协调周期交换一次调峰信息；各群的自律可控周期T_S1,T_S2,...,T_SN可能不相同，但总是满足自律可控周期≤自律协调周期≤集中控制周期，即T_S1,T_S2,...,T_SN≤T_UT_Cmk≤T_U，其中m和k为大于等于1的自然数。

3.根据权利要求1所述的一种动态自律分散协调的源荷调峰控制方法，其特征在于，所述S3包括以下步骤：

S301：建立源荷调峰控制模型目标函数；

将风电作为负的负荷叠加到原始负荷曲线上，形成等效负荷曲线；源荷调峰控制模型的目标函数为：

其中，P_LE(t)为t时刻系统的等效负荷，τ为从第1时刻到t时刻的累计时间；

系统的等效负荷与风电机组出力满足

其中，P_L(t)为t时刻系统的总负荷，P_Wijmax(t)为t时刻第i个群内第j台风电机组的最大可能出力，N_iW为第i个群的风电机组总数；

S302：建立发电-负荷功率平衡的等式约束条件；

系统每一时刻都必须保证功率的平衡，所有机组出力以及通过线路送出的功率要等于当前时刻系统内的总负荷；

其中，P_Gij(t)为t时刻第i个群内第j台机组的有功出力，N_i为第i个群的机组总数，P_Ak(t)为t时刻本地电力系统通过第k条输电线路向外输送的有功功率，A为本地电力系统与外部电力系统存在功率交换的输电线路总条数；

S303：建立风电机组出力波动、系统旋转备用容量、水火电机组调峰、可调负荷调峰、系统功率外送、群间线路功率交换约束的不等式约束条件；

风电机组出力波动约束：

0≤P_Wij(t)≤P_Wijmax(t) (5)

风电机组出力在t时刻出力不能大于最大可能出力；其中，P_Wij(t)为t时刻第i个群内第j台风电机组的有功出力，；

系统旋转备用容量约束：

其中，P_Mijmax和P_Mijmin分别为第i个群内第j台常规机组的出力上限和出力下限，P_Mij(t)为第i个群内第j台常规机组的出力，P_RZ、P_RF分别为系统预留的正旋转备用容量和负旋转备用容量，N_iM为第i个群内的常规机组总数；

水火电机组调峰约束：

其中，U_Mi为第i个群内第j台常规机组的最大爬坡率；sgn为符号函数；P_Hij(τ)为第i个群内第j台火电机组在τ时刻的出力；t_eij为第i个群内第j台火电机组的调节间隔时间，要求火电机组在每t_eij时段内，最多调节1次；

可调负荷调峰约束：

其中，P_Lij(t)为t时刻第i个群内第j个可调负荷出力，P_Lijmax和P_Lijmin分别为上下限；U_Lij为i个群内第j个可调负荷的最大爬坡率；t_Lij为t时刻第i个群内第j个可调负荷的调节间隔时间，要求可调负荷在每t_Lij时段内，最多调节1次，这是由可调负荷的特性决定的；

系统功率外送约束：

P_li(t)≤P_limax,i＝1,2,...,L (9)

其中，P_li(t)为t时刻系统内第i条线路上的传输功率，P_limax为系统内第i条线路的传输功率极限，L为系统内输电线路总数；

群间线路功率交换约束：

对于第i个群，其发电机组和可调负荷的调节周期为T_Si；若第k个群和第m个群之间存在功率交换，其可调周期为T_Cmk，且功率交换不能超过群间线路功率上限：

其中，P_Gkj(t)为第k个群t时刻发电机组j出力，P_Lkj(t)为第k个群t时刻负荷j大小，P_Gmj(t)为第m个群t时刻发电机组j出力，P_Lmj(t)为第m个群t时刻负荷j大小，P_kmi为群k和m之间第i条线路传输功率极限，N_k为第k个群发电机组总数，N_Lk为第k个群负荷总数，N_m为m个群发电机组总数，N_Lm为第m个群负荷总数，N_km为群k和m之间线路总数。