【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種電網頻率安全調度方法，尤其涉及一種考慮互聯電網備用互濟的頻率安全調度方法，屬于電力系統領域。
技術介紹
1、近年來，新能源逐漸成為電力系統裝機主體。新能源出力的隨機性和波動性使系統電力平衡難度加大，大量同步機組被替代導致系統轉動慣量顯著降低，頻率調節能力減弱，頻率安全穩定問題愈發突出。此外，特高壓直流(high?voltage?direct?current,hvdc)發展迅速，區域間通過直流進行互聯互供已成為大電網的發展趨勢。hvdc聯絡形式導致不同區域的轉動慣量相互隔離，系統整體的頻率動態響應能力進一步減弱。如何抵御電網功率失衡風險，實現不同區域調節資源的協調互濟，是互聯電網安全運行控制面臨的關鍵問題。
2、互聯電網電力平衡的關鍵是充分利用送受端調節資源，協同應對電網源荷不確定性，促進風光新能源的跨區消納。常見的互聯電網備用優化思路是對系統的源荷棄限風險進行評估和量化，并在決策過程中處理多重不確定性因素，以提升系統運行的經濟效益為目標，實現不同區域電網電能量和備用容量的聯合優化，對于多區域間的調頻資源互濟及頻率安全問題的研究不夠充分，存在互聯電網時空互濟與平衡機理不清，缺乏電力平衡和頻率安全的協同調度模型問題，對調峰調頻需求耦合交織的復雜運行模式應對能力有所不足。
技術實現思路
1、為了解決上述技術所存在的不足之處，本專利技術提供了一種考慮互聯電網備用互濟的頻率安全調度方法，以改進現有互聯電網頻率安全調度方法的不足，實現區域間靈活性備用和二次調頻備用
2、為了解決以上技術問題，本專利技術采用的技術方案是：一種考慮互聯電網備用互濟的頻率安全調度方法，首先，通過劃定互聯電網的功率失衡風險運行邊界，劃分聯絡線的調節空間，實現區域間靈活性備用和二次調頻備用資源的協調互濟，然后，以互聯電網安全經濟運行成本為目標，建立互聯電網有功頻率安全日前調度模型，實現互聯電網的電力平衡與頻率安全協同調度。
3、優選的，該方法為：考慮互聯電網的有功頻率擾動風險，在安全性、經濟性的雙重約束下，通過合理安排調節電源、風光電源、負荷、及直流聯絡線的運行方式，獲得互聯電網的安全經濟運行方式；
4、其中，互聯電網的有功頻率擾動風險為：在最惡劣擾動模式下，暫態功率沖擊較大的區域疊加發生暫態擾動；
5、安全性約束包括穩態靈活調峰能力充裕、暫態過程系統頻率不越限、二次調頻備用充足、以及直流聯絡線的運行調節能力限制；
6、經濟性要求考慮整個調度周期內：風光新能源棄限成本、限負荷成本，調節電源的啟停成本、備用成本，以及發電成本最小。
7、優選的，以互聯電網面臨的疊加風險為擾動約束，建立包括直流聯絡線安全約束、有功頻率安全約束、互聯電網安全運行約束在內的運行約束集；
8、其中，直流聯絡線安全約束包括：直流聯絡線功率計劃值約束、直流聯絡線出力調整速率約束、直流聯絡線功率單方向調整約束、直流聯絡線功率調整時間約束、直流聯絡線功率調整次數約束、直流聯絡線互濟能力約束；
9、有功頻率安全約束包括：穩態調峰約束、頻率最低點約束、頻率變化率約束、準穩態頻率偏差約束、準穩態頻率恢復約束、機組備用分割約束；
10、互聯電網安全運行約束包括電力平衡約束、潮流安全約束、機組運行約束；
11、定義基于直流互聯的兩個區域電網a和b，其中，區域a為送端電網，區域b為受端電網，且區域a與區域b采用相同的約束。
12、優選的，直流聯絡線安全約束包括：
13、a、直流聯絡線功率計劃值約束：聯絡線輸送的功率不能超過其限值，即：
14、0≤pdc,t≤pdc,max?(1)
15、式中：pdc,max為直流聯絡線輸送功率的最大限值；pdc,t為t時刻區域a通過直流聯絡線向區域b輸送的功率；
16、b、直流聯絡線出力調整速率約束：聯絡線的功率調整速率不能超過其限值，即：
17、
18、式中：pdc,t-1為t-1時刻區域a通過直流聯絡線向區域b輸送的功率；δpdc,max為直流聯絡線向上、向下調整速率的最大限值；分別為t時刻直流聯絡線向上、向下調整的狀態變量，調整為1，不調整為0；
19、c、直流聯絡線功率單方向調整約束：聯絡線在同一時段不能同時向上向下調整功率，即：
20、
21、優選的，直流聯絡線安全約束還包括：
22、d、直流聯絡線功率調整時間約束：聯絡線功率調整后至少能維持一個時段，即：
23、
24、式中：tdc為直流聯絡線輸送功率調整后最小穩定時間；分別為m時刻直流聯絡線向上、向下調整的狀態變量，調整為1，不調整為0；
25、e、直流聯絡線功率調整次數約束：聯絡線功率調整次數不能超過其限值，即：
26、
27、式中：ndc,max為調度周期內直流聯絡線的最大調整次數；
28、f、直流聯絡線互濟能力約束：聯絡線的靈活性互濟、二次調頻互濟的調配需要受到此時刻聯絡線傳輸功率、功率調整與最大傳輸能力的限制，即：
29、區域a遭受擾動時：
30、
31、區域b遭受擾動時：
32、
33、式中：分別為區域a機組i在t時刻向區域b支援的上調靈活性備用和二次調頻備用；分別為區域b機組j在t時刻向區域a支援的上調靈活性備用和二次調頻備用；na、nb分別為區域a和區域b中的火電機組數量。
34、優選的，有功頻率安全約束包括：
35、a、穩態調峰約束：對于單個區域電網，其自身預留的靈活性備用和從相鄰區域獲得的靈活性備用之和應不小于自身的調峰需求，即：
36、
37、式中：分別為區域a在t時刻的上下調靈活性需求，可通過一定置信度設置下的凈負荷預測曲線獲得；分別為區域a機組i在t時刻提供的上調靈活性備用和下調靈活性備用；
38、b、頻率最低點約束：單個區域電網遭受暫態沖擊后，頻率不能下跌過深，即：
39、
40、式中：為區域a機組i在t時刻提供的一次調頻備用；為區域a的負荷調節系數；為區域a在t時刻的負荷功率；為區域a頻率的最大偏差限值；為區域a的初始運行頻率；為區域a在t時刻遭受的暫態沖擊；
41、c、頻率變化率約束：單個區域電網遭受暫態沖擊后，頻率不能下跌過快，即：
42、
43、式中：為區域a中機組i的動能；為區域a機組i在t時刻的啟停狀態變量，啟動為1，停止為0；為區域a的最大頻率變化率；ηa為區域a中馬達負荷的比例；為區域a中馬達負荷的均一慣量時間常數。
44、優選的，有功頻率安全約束還包括：
45、d、準穩態頻率偏差約束：考慮系統長周期低頻運行能力限制，即：
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【技術保護點】
1.一種考慮互聯電網備用互濟的頻率安全調度方法，其特征在于：首先，通過劃定互聯電網的功率失衡風險運行邊界，劃分聯絡線的調節空間，實現區域間靈活性備用和二次調頻備用資源的協調互濟，然后，以互聯電網安全經濟運行成本為目標，建立互聯電網有功頻率安全日前調度模型，實現互聯電網的電力平衡與頻率安全協同調度。
2.根據權利要求1所述的考慮互聯電網備用互濟的頻率安全調度方法，其特征在于：該方法為：考慮互聯電網的有功頻率擾動風險，在安全性、經濟性的雙重約束下，通過合理安排調節電源、風光電源、負荷、及直流聯絡線的運行方式，獲得互聯電網的安全經濟運行方式；
3.根據權利要求2所述的考慮互聯電網備用互濟的頻率安全調度方法，其特征在于：以互聯電網面臨的疊加風險為擾動約束，建立包括直流聯絡線安全約束、有功頻率安全約束、互聯電網安全運行約束在內的運行約束集；
4.根據權利要求3所述的考慮互聯電網備用互濟的頻率安全調度方法，其特征在于：直流聯絡線安全約束包括：
5.根據權利要求4所述的考慮互聯電網備用互濟的頻率安全調度方法，其特征在于：直流聯絡線安全約束還包括：
6.根據權利要求3所述的考慮互聯電網備用互濟的頻率安全調度方法，其特征在于：有功頻率安全約束包括：
7.根據權利要求6所述的考慮互聯電網備用互濟的頻率安全調度方法，其特征在于：有功頻率安全約束還包括：
8.根據權利要求3所述的考慮互聯電網備用互濟的頻率安全調度方法，其特征在于：互聯電網安全運行約束包括：
9.根據權利要求8所述的考慮互聯電網備用互濟的頻率安全調度方法，其特征在于：互聯電網安全運行約束還包括：
10.根據權利要求3所述的考慮互聯電網備用互濟的頻率安全調度方法，其特征在于：建立互聯電網有功頻率安全日前調度模型，即目標函數：以區域內機組發電與啟停成本、新能源與負荷棄限成本、機組在區域內預留的備用成本以及向區域外支援的備用成本之和最小為優化目標，即：
...【技術特征摘要】
1.一種考慮互聯電網備用互濟的頻率安全調度方法，其特征在于：首先，通過劃定互聯電網的功率失衡風險運行邊界，劃分聯絡線的調節空間，實現區域間靈活性備用和二次調頻備用資源的協調互濟，然后，以互聯電網安全經濟運行成本為目標，建立互聯電網有功頻率安全日前調度模型，實現互聯電網的電力平衡與頻率安全協同調度。
2.根據權利要求1所述的考慮互聯電網備用互濟的頻率安全調度方法，其特征在于：該方法為：考慮互聯電網的有功頻率擾動風險，在安全性、經濟性的雙重約束下，通過合理安排調節電源、風光電源、負荷、及直流聯絡線的運行方式，獲得互聯電網的安全經濟運行方式；
3.根據權利要求2所述的考慮互聯電網備用互濟的頻率安全調度方法，其特征在于：以互聯電網面臨的疊加風險為擾動約束，建立包括直流聯絡線安全約束、有功頻率安全約束、互聯電網安全運行約束在內的運行約束集；
4.根據權利要求3所述的考慮互聯電網備用互濟的頻率安全調度方法，其特征在于：直流聯絡...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李慧斌，劉翔宇，孫廣輝，李增輝，程倫，李樹榮，孟杰，
申請(專利權)人：國網河北省電力有限公司，
類型：發明
國別省市：
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