【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電力系統一次調頻，尤其涉及一種荷側分布式資源參與一次調頻的兩層尋優量化評估方法。
技術介紹
1、當今世界面臨嚴重的能源危機與環境污染問題，故新能源在電力系統中的滲透率逐漸增加，但新能源具有間歇性、波動性、隨機性，且替代了作為一次調頻主力資源的具有最小技術出力的常規機組，導致電力系統調頻能力薄弱；而補充源側資源投資較大，同時電力系統荷側有大量靈活資源，其蘊含豐富的調頻潛力，因此需要研究荷側資源參與一次調頻內容。由于單個荷側資源容量規模不足，難以直接被電力系統調用，故需利用虛擬控制單元將荷側資源聚合，使其容量足以參與面向整個電力系統的一次調頻服務。但由于各荷側資源的物理特性和用戶因素，導致其參與一次調頻的容量具有不確定性，使得聚合了大量荷側資源的虛擬控制單元總容量也是不確定量，故需要對虛擬控制單元的可信容量進行量化評估。
2、主網向虛控中心分配一次調頻調節任務，并對功率提出了“三要素”要求，即響應時間、響應容量、可持續時間。其中，響應時間由滯后時間和爬坡時間組成；響應容量為虛擬控制單元完全響應時的功率改變量；可持續時間為虛擬控制單元維持最大功率改變量的時間。在功率出力方面滿足電網針對響應時間和可持續時間的要求是虛擬控制單元參與電網一次調頻的前提，只有在此基礎下才能評估虛擬控制單元響應容量大小。在確保虛擬控制單元能力滿足電網要求的情況下，應當掌握各荷側資源容量大小的概率性特征，其后以虛擬控制單元收益最大為考量，進行第一輪風險分析，確定最優上報量，主網對虛擬控制單元的上報量進行選定后，針對選定哪些荷側資源參與一
技術實現思路
1、針對上述現有技術中存在的不足之處，本專利技術提供了一種荷側分布式資源參與一次調頻的兩層尋優量化評估方法。其目的是為了實現快速精準評估荷側資源參與電力系統一次調頻的可信容量，并將最優容量上報給電網的專利技術目的。
2、本專利技術為實現上述目的所采用的技術方案是：
3、荷側分布式資源參與一次調頻的兩層尋優量化評估方法，包括以下步驟：
4、虛擬控制單元利用標簽化將各類荷側資源依據其容量特性分類，再利用兩層結構聚合多種荷側資源；
5、虛擬控制單元選定多種荷側資源以參與一次調頻；
6、虛擬控制單元評估各個荷側資源的功率容量，以虛擬控制單元總收入最大為目標，將總容量上報至電網。
7、更進一步的，所述虛擬控制單元利用標簽化將各類荷側資源依據其容量特性分類，是將荷側資源依據其功率出力動態特性分為矩形和梯形標簽，其中矩形標簽資源爬坡時間為毫秒級，梯形標簽資源爬坡時間為秒級；虛擬控制單元再聚合兩類標簽資源。
8、更進一步的，所述虛擬控制單元選定多種荷側資源以參與一次調頻，是指在標簽化后，考慮各類荷側資源數量、出力大小及參與一次調頻時間段，令荷側資源“疊加”外，使各資源“接力”參與調節，滿足電網關于響應時間、可持續時間的要求，使其符合參與一次調頻的資格，進行針對虛擬控制單元容量的可信量化研究。
9、更進一步的，所述矩形標簽：包括電動汽車和電池儲能；所述梯形標簽，包括電熱水器負荷。
10、更進一步的，所述電動汽車的約束包括：充放電功率約束、荷電狀態約束和時間耦合約束；其中，電動汽車的充放電功率約束為：其中，為單臺電動汽車允許的最大放電功率的相反數，為單臺電動汽車計劃充電功率，為單臺電動汽車的可調控功率容量，為單臺電動汽車允許的最大充電功率；荷電狀態約束為：其中，和分別為電動汽車的最小和最大荷電狀態；
11、所述電池儲能系統的約束包括：充放電功率約束、荷電狀態約束和時間耦合約束；
12、電池儲能充放電功率約束為：其中，為電池儲能個體允許的最大放電功率的相反數，為電池儲能個體計劃充電功率；荷電狀態約束為：其中，和分別為電池儲能系統的最小和最大荷電狀態；
13、所述電熱水器負荷的約束包括：運行狀態約束和溫度變化約束；
14、運行狀態約束為：電熱水器運行周期為30min，其一個工作周期內每2min為一個工作狀態，一個工作周期內有15個工作狀態；其中，1-5為加熱狀態，此時電熱水器通過降低負荷進行上調節，記作m＝1，m為電熱水器負荷的開關狀態，其概率為1/3；6-15為不加熱狀態，此時電熱水器無法通過降低負荷進行上調節，記作m＝0,概率為2/3；
15、溫度變化約束為：滿足用戶需求δtn≤θn。
16、更進一步的，所述虛擬控制單元評估各個荷側資源的功率容量，以虛擬控制單元總收入最大為目標，并將總容量上報至電網，是以虛擬控制單元總收入最大為目標，將總容量上報至電網，虛擬控制單元總收入考慮收益與成本，利用優化求解虛擬控制單元最優上報功率容量；其中，虛擬控制單元總收入最大化為目標，虛擬控制單元總收入考慮收益與成本，目標函數的表達式為：maxinctotal＝max(inc1+inc2-cpay-cfine)；
17、收入包括：由虛控中心上報容量決定的容量費inc1和電力系統調度中心向虛擬控制單元支付的調節費inc2；成本包括：虛擬控制單元向荷側資源支付的資源成本cpay及可能存在的因未能完成電網下發的調節任務的懲罰成本cfine。
18、更進一步的，所述虛擬控制單元的總收入為：inctotal＝inc1+inc2-cpay-cfine，收益包含由虛擬控制單元上報容量決定的容量費inc1，虛擬控制單元參與一次調頻服務的調節費inc2；成本包含虛擬控制單元應向各參與一次調頻的荷側資源支付的資源成本cpay；及可能存在的因未能完成電網下發的調節任務的懲罰成本cfine；
19、資源成本cpay由矩形負荷集群成本及梯形負荷集群成本組成：cpay＝ctangs+clads，其中，矩形負荷集群成本為ctangs,梯形負荷集群成本為clads；
20、矩形負荷集群成本由電動汽車成本和電池儲能系統成本組成：
21、
22、上式中，ki為矩形標簽資源的單價，對于所有電動汽車，i取1，對于所有電池儲能系統，i取2；mi為電動汽車或電池儲能的個體數量，pi,mi為每個電動汽車或電池儲能個體的調節出力大小，ti,mi,o為每個電動汽車或電池儲能個體參與頻率響應的時長；
23、梯形負荷集群成本由電熱水器成本組成：
24、
25、上式中，klads為梯形標簽資源的單價，即電熱水器負荷單價，n為電熱水器負荷的個體數量，pb，n(t)為每個電熱水器負荷個體的調節出力大小，tout,n為每個電熱水器負荷個體參與頻率響應的時長；
26、代入可得資源成本cpay的表達式為：
27、
28、上式中，mi為電動汽車或電池儲能的個體數量，n為電熱水器負荷的個體數量；
29、容量費表示為：inc1＝krepprep，其中，krep為本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.荷側分布式資源參與一次調頻的兩層尋優量化評估方法，其特征是：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的荷側分布式資源參與一次調頻的兩層尋優量化評估方法，其特征是：所述虛擬控制單元利用標簽化將各類荷側資源依據其容量特性分類，是將荷側資源依據其功率出力動態特性分為矩形和梯形標簽，其中矩形標簽資源爬坡時間為毫秒級，梯形標簽資源爬坡時間為秒級；虛擬控制單元再聚合兩類標簽資源。
3.根據權利要求1所述的荷側分布式資源參與一次調頻的兩層尋優量化評估方法，其特征是：所述虛擬控制單元選定多種荷側資源以參與一次調頻，是指在標簽化后，考慮各類荷側資源數量、出力大小及參與一次調頻時間段，令荷側資源“疊加”外，使各資源“接力”參與調節，滿足電網關于響應時間、可持續時間的要求，使其符合參與一次調頻的資格，進行針對虛擬控制單元容量的可信量化研究。
4.根據權利要求1所述的荷側分布式資源參與一次調頻的兩層尋優量化評估方法，其特征是：所述矩形標簽：包括電動汽車和電池儲能；所述梯形標簽，包括電熱水器負荷。
5.根據權利要求4所述的荷側分布式資源參與一次調頻的兩層尋
6.根據權利要求1所述的荷側分布式資源參與一次調頻的兩層尋優量化評估方法，其特征是：所述虛擬控制單元評估各個荷側資源的功率容量，以虛擬控制單元總收入最大為目標，并將總容量上報至電網，是以虛擬控制單元總收入最大為目標，將總容量上報至電網，虛擬控制單元總收入考慮收益與成本，利用優化求解虛擬控制單元最優上報功率容量；其中，虛擬控制單元總收入最大化為目標，虛擬控制單元總收入考慮收益與成本，目標函數的表達式為：maxInctotal＝max(Inc1+Inc2-Cpay-Cfine)；
7.根據權利要求6所述的荷側分布式資源參與一次調頻的兩層尋優量化評估方法，其特征是：所述虛擬控制單元的總收入為：Inctotal＝Inc1+Inc2-Cpay-Cfine，收益包含由虛擬控制單元上報容量決定的容量費Inc1，虛擬控制單元參與一次調頻服務的調節費Inc2；成本包含虛擬控制單元應向各參與一次調頻的荷側資源支付的資源成本Cpay；及可能存在的因未能完成電網下發的調節任務的懲罰成本Cfine；
8.荷側分布式資源參與一次調頻的兩層尋優量化評估裝置，其特征是：包括：
9.一種計算機設備，包括存儲介質、處理器及存儲在存儲介質上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1-7中任一項權利要求所述的荷側分布式資源參與一次調頻的兩層尋優量化評估方法的步驟。
10.一種計算機存儲介質，其特征是：所述計算機存儲介質上存有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1-7中任一項權利要求所述的荷側分布式資源參與一次調頻的兩層尋優量化評估方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.荷側分布式資源參與一次調頻的兩層尋優量化評估方法，其特征是：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的荷側分布式資源參與一次調頻的兩層尋優量化評估方法，其特征是：所述虛擬控制單元利用標簽化將各類荷側資源依據其容量特性分類，是將荷側資源依據其功率出力動態特性分為矩形和梯形標簽，其中矩形標簽資源爬坡時間為毫秒級，梯形標簽資源爬坡時間為秒級；虛擬控制單元再聚合兩類標簽資源。
3.根據權利要求1所述的荷側分布式資源參與一次調頻的兩層尋優量化評估方法，其特征是：所述虛擬控制單元選定多種荷側資源以參與一次調頻，是指在標簽化后，考慮各類荷側資源數量、出力大小及參與一次調頻時間段，令荷側資源“疊加”外，使各資源“接力”參與調節，滿足電網關于響應時間、可持續時間的要求，使其符合參與一次調頻的資格，進行針對虛擬控制單元容量的可信量化研究。
4.根據權利要求1所述的荷側分布式資源參與一次調頻的兩層尋優量化評估方法，其特征是：所述矩形標簽：包括電動汽車和電池儲能；所述梯形標簽，包括電熱水器負荷。
5.根據權利要求4所述的荷側分布式資源參與一次調頻的兩層尋優量化評估方法，其特征是：所述電動汽車的約束包括：充放電功率約束、荷電狀態約束和時間耦合約束；其中，電動汽車的充放電功率約束為：其中，為單臺電動汽車允許的最大放電功率的相反數，為單臺電動汽車計劃充電功率，為單臺電動汽車的可調控功率容量，為單臺電動汽車允許的最大充電功率；荷電狀態約束為：其中，和分別為電動汽車的最小和最大荷電狀態；
6.根據權利要求1所述的荷側分布式資源參與一次調...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張強，孫俊杰，羅東琦，豐澤成，王超，韓子嬌，張庭齊，李欣蔚，賈祺，袁鵬，張曉珩，劉宛菘，程基峰，林春華，陰曉光，欒敬釗，單曉晨，曾輝，孫廣，焦嘉凝，謝賜戩，王志，王南，李衛東，
申請(專利權)人：國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。