[发明专利]考虑频率安全约束的需求响应资源调频备用分配方法

说明书

本发明公开了一种考虑频率安全约束的需求响应资源调频备用分配方法。构建电力系统，获取发电机组和需求响应资源各自的频率响应参数和代价参数；构建电力系统的频率动态模型；构建电力系统的调频备用分配优化模型；建立目标函数的高阶非线性的频率安全约束；使用高维模型表达方法转换为低阶二次的频率安全约束；使用麦考密克包络处理进而使用商用求解器对求解，对需求响应资源进行调频备用分配。本发明方法能够保证电力系统运行在频率指标上的安全性，使得电力系统经受一定的功率扰动后仍能保证频率运行在可承受范围内。

技术领域

本发明涉及了一种调频备用分配方法，具体涉及了一种考虑频率安全约束的需求响应资源调频备用分配方法。

背景技术

随着以新能源为主体的新型电力系统建设推进，电力系统新能源渗透率逐步提高，系统转动惯量出现明显下降，系统频率稳定面临新的风险。长久以来，电力系统依赖火电机组提供充足的调频备用来保证系统功率失衡时的安全稳定。因此，制定电力系统机组组合和代价调度方案时，频率安全约束是最典型的约束之一。然而，频率安全约束高度非线性化，无法直接求解含该约束的优化问题。随着新能源渗透率逐步提高，发电侧调频资源稀缺性进一步凸显，通过需求响应技术发掘负荷侧灵活资源的调频潜力成为研究热点。目前一些需求侧响应资源已经可以用于一次调频中，但由于负荷设备的频率动态特性与传统火电机组有所区别，导致系统频率响应特性发生改变，使得原本就高阶非线性的频率安全约束变得更为复杂，这给调度系统分配需求响应资源调频备用带来了困难。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明所提供一种考虑频率安全约束的需求响应资源调频备用分配方法。根据该方法进行调频备用方案制定，能够保证系统运行在频率指标上的安全性，系统经受一定的功率扰动后仍能保证频率运行在可承受范围内。能够在实现电力系统频率安全稳定的前提下，保证一定的代价。

本发明采用的技术方案是：

方法包括以下步骤：

步骤1)构建电力系统，包括电力系统的调度系统、发电机组、输电网和需求响应资源，获取发电机组和需求响应资源各自的频率响应参数和代价参数。

步骤2)根据发电机组和需求响应资源的频率响应参数，构建电力系统的频率动态模型。

步骤3)根据发电机组和需求响应资源的代价参数，构建电力系统的调频备用分配优化模型，包括目标函数和约束条件。

根据频率动态模型，建立目标函数的复杂高阶非线性的频率安全约束。

步骤4)使用高维模型表达(HDMR)方法将目标函数的复杂高阶非线性的频率安全约束转换为低阶二次的频率安全约束。

步骤5)使用麦考密克包络处理目标函数的低阶二次的频率安全约束，进而使用商用求解器gurobi对目标函数进行求解，根据求解结果对需求响应资源进行调频备用分配。

所述的步骤1)中，若干发电机组成发电机组。

需求响应资源包括储能电池集群、变频空调集群和电动汽车集群；若干储能电池组成储能电池集群，若干变频空调组成变频空调集群，若干电动汽车组成电动汽车集群；电动汽车为接入电力系统的正在充电的电动汽车，充电过程中，可通过减少电动汽车的充电功率或对需求响应资源进行反向充电进行调频。

所述的步骤2)中，支撑电力系统的频率安全的调节功率由发电机组和需求响应资源共同提供，根据发电机组和需求响应资源的频率响应参数，构建的电力系统的频率动态模型如下所示：

2HsΔf(s)+DΔf(s)＝ΔP_G(s)+ΔP_DR(s)-ΔP_D(s)