[发明专利]电力和天然气系统耦合频率安全约束的机组组合方法

权利要求书

1.一种电力和天然气系统耦合频率安全约束的机组组合方法，其特征在于，包括：

建立频率安全约束的机组组合对应的电力系统运行成本最小化目标函数；

构建频率安全约束；

构建电力系统运行约束；

构建天然气系统运行约束；

构建电力系统和天然气系统耦合约束；

根据所述电力系统运行成本最小化目标函数、所述频率安全约束、所述电力系统运行约束、所述天然气系统运行约束以及所述电力系统和天然气系统耦合约束，确定所述机组组合的最优工作状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立频率安全约束的机组组合对应的电力系统运行成本最小化目标函数中，所述电力系统运行成本最小化目标函数为：

其中，T表示时段的集合；G和N表示燃气机组和非燃气机组的集合；和是发电机组i的启动和停止成本；是发电机组i的空载成本；c_i是发电机组i的边际发电成本；是发电机组i的备用成本；和分别为发电机组i在t时刻的启动和停止状态；x_i,t为发电机组i在t时刻的运行状态；P_i,t和R_i,t为发电机组i在t时刻的发电出力和备用。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建频率安全约束，包括：

构建频率变化率约束：

其中，H_t为系统t时刻的惯量；和P_i^max分别为发电机组i的惯量常数和容量；f₀为额定频率；ΔP_t^dis为系统t时刻的功率扰动量；RoCoF^max为允许的最大频率变化率；

构建频率最低点约束：

其中，κ_t为以下式(4)的唯一解；

其中，T_d为传递时间；D为负载阻尼率；P_t^D为t时刻的总负荷水平；Δf_DB为发电机组调速器死区时间；Δf^max为允许的最大频率偏差；

构建准稳态频率约束：

其中，为允许的最大准稳态频率偏差。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建电力系统运行约束中，所述电力系统运行约束条件为：

x_i,tP_i^min≤P_i,t≤x_i,tP_i^max (10)

-RD_i≤P_i,t+R_i,t-P_i,t-1-R_i,t-1≤RU_i (12)

其中，式(6)描述发电机组状态与启停状态的逻辑关系；式(7)用二进制变量描述发电机组状态、启动状态和关闭状态；

其中，式(8)和式(9)分别为最小运行时限约束和最小停机时限约束、式(10)为发电机出力约束、式(11)为备用出力约束、式(12)为发电机组爬坡约束、式(13)为线路传输功率约束、式(14)为系统有功功率平衡约束；

式中，T_i^on和T_i^off分别为发电机组i的最小运行时间和最小关闭时间；P_i^min为发电机组i的出力下限；为发电机组i的备用容量；RD_i和RU_i分别为发电机组i的向下和向上爬坡限值；F_l^max为输电线路l的传输容量；ψ_l,i为发电机组i对输电线路l的转移因子；为负荷d_e对输电线路l的转移因子；为t时刻负荷d_e的水平；D_e为负荷的集合。