一種考慮電力系統(tǒng)頻率響應特性的魯棒區(qū)間風電調(diào)度方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種考慮電力系統(tǒng)頻率響應特性的魯棒區(qū)間風電調(diào)度方法，該方法包括：根據(jù)發(fā)電機頻率響應特性數(shù)據(jù)及負荷頻率響應特性數(shù)據(jù)，計算獲得電力系統(tǒng)頻率響應特性數(shù)據(jù)；計算獲得系統(tǒng)運行成本最小的目標數(shù)據(jù)；根據(jù)電力系統(tǒng)頻率響應特性數(shù)據(jù)及系統(tǒng)運行成本最小的目標數(shù)據(jù)，建立魯棒區(qū)間風電調(diào)度模型的約束條件；根據(jù)約束條件，對研究對象進行魯棒區(qū)間的風電調(diào)度。上述方法通過建立短期風電預測誤差與系統(tǒng)頻率波動大小的定量關系，可以對風電波動狀態(tài)下的系統(tǒng)頻率響應特性進行分析，彌補風電有功調(diào)度過程中對系統(tǒng)頻率響應特性考慮的不足，還能夠使得在所有可能的風電出力變化情況下，系統(tǒng)的頻率波動范圍均滿足運行要求，并且系統(tǒng)運行成本最小。
【專利說明】
-種考慮電力系統(tǒng)頻率響應特性的魯棒區(qū)間風電調(diào)度方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及電力系統(tǒng)運行和控制技術領域，尤指一種考慮電力系統(tǒng)頻率響應特性 的魯棒區(qū)間風電調(diào)度方法。
【背景技術】
[0002] 風電出力具有較強隨機性、間歇性及波動性，大規(guī)模風電的集中接入給電力系統(tǒng) 正常的有功平衡及頻率控制帶來了較大挑戰(zhàn)。在風電出力突然變化或風機線跳閩等擾動情 況下，系統(tǒng)發(fā)電負荷之間將會產(chǎn)生瞬間較大不平衡量，導致頻率的劇烈波動。而受風能本身 及異步變速發(fā)電機特性的影響，風電機組無法像傳統(tǒng)的同步發(fā)電機那樣為系統(tǒng)提供慣性響 應及一次調(diào)頻服務，進一步加劇了系統(tǒng)頻率控制的難度。同時，隨著風電的大規(guī)模并網(wǎng)及優(yōu) 先調(diào)度，傳統(tǒng)火電機組并網(wǎng)數(shù)量呈逐步下降趨勢，導致系統(tǒng)慣性水平逐漸降低，反過來使得 擾動情況下系統(tǒng)頻率波動進一步增大。在美國，F(xiàn)ERC和邸COT已經(jīng)開始研究大規(guī)模風電接入 對系統(tǒng)頻率響應的影響，并將系統(tǒng)頻率響應特性作為可再生能源并網(wǎng)容量的評估因素之 一。已有的研究結果也表明，大規(guī)模風電并網(wǎng)將會惡化系統(tǒng)的慣性及一次頻率響應，危及系 統(tǒng)的安全性，需要系統(tǒng)提供更有效的風電控制策略及更多的慣性支持。
[0003] 目前關于大規(guī)模風電接入下的系統(tǒng)備用優(yōu)化問題已有較多研究，但關于大規(guī)模風 電接入下的系統(tǒng)頻率安全問題研究較少。由于旋轉(zhuǎn)備用一般需要相對較長時間周期（5~ lOmin)才能激活W平衡發(fā)電負荷供需偏差，在突然擾動如風電出力突變或風機線跳閩發(fā)生 時，只能依靠系統(tǒng)慣性或提前限制風電出力W降低瞬時功率不平衡量大小來阻止系統(tǒng)頻率 下降幅度。因此，亟需一種風電調(diào)度方法，用W研究提前如何控制風電出力W滿足系統(tǒng)實時 運行對頻率安全的要求，或者說在當前的系統(tǒng)慣性及風電預測誤差水平下，最大接納多少 風電能夠仍然滿足系統(tǒng)頻率波動要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明針對大規(guī)模風電集中接入情況下，由于系統(tǒng)慣性不足及風電出力突然波動 導致的系統(tǒng)頻率安全問題，提出一種能夠考慮發(fā)電機及負荷頻率響應特性的魯棒區(qū)間風電 滾動調(diào)度模型，用于進行風電調(diào)度。
[0005] 具體的，本發(fā)明提出的考慮電力系統(tǒng)頻率響應特性的魯棒區(qū)間風電調(diào)度方法，包 括:步驟1，根據(jù)發(fā)電機頻率響應特性數(shù)據(jù)及負荷頻率響應特性數(shù)據(jù)，計算獲得電力系統(tǒng)頻 率響應特性數(shù)據(jù);步驟2，計算系統(tǒng)運行成本最小的目標數(shù)據(jù);步驟3，根據(jù)電力系統(tǒng)頻率響 應特性數(shù)據(jù)及系統(tǒng)運行成本最小的目標數(shù)據(jù)，建立魯棒區(qū)間風電調(diào)度模型的約束條件;步 驟4，根據(jù)約束條件，對研究對象進行魯棒區(qū)間的風電調(diào)度。
[0006] 本發(fā)明提出的考慮電力系統(tǒng)頻率響應特性的魯棒區(qū)間風電調(diào)度方法，能夠建立短 期風電預測誤差與系統(tǒng)頻率波動大小的定量關系，對風電波動狀態(tài)下的系統(tǒng)頻率響應特性 進行分析，彌補風電有功調(diào)度過程中對系統(tǒng)頻率響應特性考慮的不足。并且能夠使得在所 有可能的風電出力變化情況下，系統(tǒng)的頻率波動范圍均滿足運行要求，并且系統(tǒng)運行成本 最小。
【附圖說明】
[0007] 此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，并不 構成對本發(fā)明的限定。在附圖中：
[0008] 圖1為本發(fā)明一實施例的考慮電力系統(tǒng)頻率響應特性的魯棒區(qū)間風電調(diào)度方法流 程圖。
[0009] 圖2為本發(fā)明一實施例的發(fā)電機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩關系的傳遞函數(shù)示意圖。
[0010] 圖3為本發(fā)明一實施例的調(diào)速器速度和轉(zhuǎn)矩關系的傳遞函數(shù)示意圖。
[0011] 圖4為本發(fā)明一實施例的發(fā)電機及負荷的綜合頻率響應特性示意圖。
[0012] 圖5為本發(fā)明一實施例的發(fā)電機及調(diào)速器參數(shù)取值表。
[0013] 圖6為本發(fā)明一實施例的考慮系統(tǒng)頻率響應特性的魯棒區(qū)間調(diào)度結果示意圖。
[0014] 圖7為本發(fā)明一實施例的擾動下系統(tǒng)頻率波動過程對比示意圖。
[0015] 圖8為本發(fā)明一實施例的不同Γ值下的風電最大允許出力區(qū)間對比示意圖。
[0016] 圖9為本發(fā)明一實施例的不同Γ值下的系統(tǒng)運行成本表。
【具體實施方式】
[0017] W下配合圖示及本發(fā)明的較佳實施例，進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所 采取的技術手段。
[0018] 圖1為本發(fā)明一實施例的考慮電力系統(tǒng)頻率響應特性的魯棒區(qū)間風電調(diào)度方法流 程圖。其中，該方法包括：
[0019] 步驟S101，根據(jù)發(fā)電機頻率響應特性數(shù)據(jù)及負荷頻率響應特性數(shù)據(jù)，計算獲得電 力系統(tǒng)頻率響應特性數(shù)據(jù)；
[0020] 步驟S102,計算獲得系統(tǒng)運行成本最小的目標數(shù)據(jù)；
[0021] 步驟S103,根據(jù)電力系統(tǒng)頻率響應特性數(shù)據(jù)及系統(tǒng)運行成本最小的目標數(shù)據(jù)，建 立魯棒區(qū)間風電調(diào)度模型的約束條件；
[0022] 步驟S104,根據(jù)約束條件，對研究對象進行魯棒區(qū)間的風電調(diào)度。
[0023] 具體的，在步驟1中，首先需要獲取發(fā)電機頻率響應特性、負荷頻率響應特性。
[0024] 發(fā)電機頻率響應特性的獲取方法如下：
[0025] 在系統(tǒng)遭受突然擾動情況下，作用在發(fā)電機轉(zhuǎn)子軸上的各種機械轉(zhuǎn)矩與電磁轉(zhuǎn)矩 出現(xiàn)不平衡，系統(tǒng)頻率開始W-定速率波動，運可W通過發(fā)電機轉(zhuǎn)子運動方程來獲得：
[0026]
[0027]當風電出力或負荷需求發(fā)生突然變化時，將反映到發(fā)電機輸出的電動轉(zhuǎn)矩Te的變 化，引起機械轉(zhuǎn)矩Tm和電動轉(zhuǎn)矩Te的不匹配，反過來導致發(fā)電機轉(zhuǎn)子運動速度的變化。假定 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行情況下的初始機械轉(zhuǎn)矩及電磁轉(zhuǎn)矩分別為Tm0、Te0,則上式可W進一步表示 為：
[002引
[0029] 其中，上式中物理量均為標么值形式。該算式可W通過圖2所示的傳遞函數(shù)表示， 其中，Η為轉(zhuǎn)子的機械慣性時間常數(shù)。
[0030] 進一步的，考慮調(diào)速器的控制作用，調(diào)速器實時測量轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速ω并同同步轉(zhuǎn)速ω 0 進行比較，速度偏差被積分放大后形成控制信號，用來調(diào)節(jié)汽輪機的主供蒸汽通道的閥口 或水輪機的閩口，進而實現(xiàn)對發(fā)電機機械功率大小的控制作用。運一調(diào)節(jié)過程可W通過圖3 所示的傳遞函數(shù)表示。其中，R為調(diào)速器的速度調(diào)節(jié)率;Tg為伺服時間常數(shù);Trh為再熱器時間 常數(shù);Fhp為高壓滿輪級功率占汽輪機總功率的比例系數(shù);TCH為主進汽容積和汽室的時間常 數(shù)。
[0031 ]負荷的頻率響應特性的獲取方法如下：
[0032] 負荷的頻率響應特性與其種類相關:像照明和加熱負荷之類的電阻型負荷，其電 功率與頻率無關;但像電機和累類的電動機負荷，其轉(zhuǎn)速將隨頻率的波動而變化，導致輸出 的電功率隨之變化。因此，負荷對頻率變化的響應特性可近似表示為W上兩種形式之和：
[0033] APe= APl+DA ω ；
[0034] 其中，Δ Pl為對頻率不敏感的負荷部分;DA ω為對頻率敏感的負荷部分;D為負荷 阻尼系數(shù)。
[0035] 電力系統(tǒng)頻率響應特性數(shù)據(jù)的獲取方法如下：
[0036] 由上述計算獲得的發(fā)電機及負荷綜合頻率響應特性可知，發(fā)電機及負荷的綜合頻 率響應特性可W通過圖4所示的傳遞函數(shù)表示。
[0037] 由圖4可知，電力系統(tǒng)頻率響應特性數(shù)據(jù)的算式如下：
[00；3 引
[0039] 其中，^為電力系統(tǒng)頻率響應特性數(shù)據(jù)，R為調(diào)速器的速度調(diào)節(jié)率，Tg為伺服時間 常數(shù)，Trh為再熱器時間常數(shù)，F(xiàn)hp為高壓滿輪級功率占汽輪機總功率的比例系數(shù)，TcH為主進 汽容積和汽室的時間常數(shù)，Η為轉(zhuǎn)子的機械慣性時間常數(shù)，D為負荷阻尼系數(shù)，S為微分算子， A Pl為對頻率不敏感的負荷部分響應特性數(shù)據(jù)；
[0040] 其中，調(diào)速器響應特性受Trh影響最大，其通常取值為6~12s;而Tg、Tch取值在0.2~ 0.3s左右，影響相對較小，可W忽略。
[0041] 同時，可W進一步將式（1)擴展為多機電力系統(tǒng)，多機電力系統(tǒng)頻率響應特性數(shù)據(jù) 的算式如下：
[0042]
[0043] 其中，N為系統(tǒng)中常規(guī)發(fā)電機組的臺數(shù)。
[0044] 由式(2)可見，擾動初始階段頻率變化大小主要取決于擾動及系統(tǒng)慣性大小。在大 規(guī)模風電接入情況下，擾動主要指的是風電出力的突然波動及風機線跳閩故障；而系統(tǒng)慣 性不僅包括發(fā)電機轉(zhuǎn)子的慣性時間常數(shù)，也包括再熱器時間常數(shù)、調(diào)速器的速度調(diào)節(jié)常數(shù) 及負荷的阻尼常數(shù)。
[0045]進一步的，通過研究表明，由于頻率對Trh靈敏度較小，為計算方便，設定所有再熱 器時間常數(shù)均為T，同時，
[0053] 在步驟2中，計算獲得系統(tǒng)運行成本最小的目標數(shù)據(jù)，包括：
[0054] 運行成本包括常規(guī)火電機組的煤耗成本及最小棄風要求下的系統(tǒng)棄風成本，其 中，運行成本的算式如下：
[0化5]
[0056] 其中：為第i臺火電機組在第t時段的出力計劃，ai、bi、ci為預設系數(shù)，片;'胃 為調(diào)度過程中允許的風電最大出力，顆為風電預測最大出力。
[0057] 根據(jù)等微增率原則，當滿足λ^>〇時實現(xiàn)最小棄風的目的，通過式(5)計算獲得系 統(tǒng)運行成本最小的目標數(shù)據(jù)。
[005引在步驟3中，約束條件包括：
[0059] 1、最惡劣場景下的系統(tǒng)頻率安全約束用W下算式表示：
[0060]
[0061] 其中，Γ e[0，l]，為總風電出力的不確定度因子；每聲、Δ片尸分別為由于風能隨 機波動及風機線跳閩導致的風電場出力變化量；Δ涼為調(diào)度過程中允許的系統(tǒng)頻率最大變 化量;Gwind為風電機組集合;Wcwind為所有并網(wǎng)風電場集電線路的條數(shù);m為最大容許的集 電線路跳閩條數(shù);巧為第j個風電場的總裝機容量;為第j個風電場內(nèi)第k條集電線路的裝 機容量;η/,為第j個風電場的第k條集電線路在第t時段的運行狀態(tài):正常運行時取1，事故 跳閩時取0。
[0062] 其中，式(6-1)為單個風電場出力變化的上下限約束，其中將第j個風電場的出力 上下限分別表示為場內(nèi)所有運行集電線路出力上下限的總和，近似認為集電線路按裝機容 量分配出力；
[0063] 式(6-2)是由于風機線跳閩導致的風場出力變化范圍約束；
[0064] 式(6-3)是對系統(tǒng)所有集電線路最大允許跳閩條數(shù)的約束；
[0065] 式(6-4)是對集電線路運行狀態(tài)的取值范圍約束；
[0066] 式(6-5)是對全網(wǎng)所有風電場出力瞬時最大突變量的約束；
[0067] 其中，不確定度因子Γ的取值反映了系統(tǒng)運行經(jīng)濟性與安全性之間的權衡，Γ越 大則解越保守，系統(tǒng)安全性越高而經(jīng)濟性越差;反之越樂觀。
[0068] 當Γ =0時，表明在調(diào)度過程中不考慮風電出力不確定性的影響，模型退化為傳統(tǒng) 的經(jīng)濟調(diào)度模型。
[0069] Γ=1表明在調(diào)度過程中考慮了所有可能的風電出力情況，此時將得到最保守的 調(diào)度結果。
[0070] 2、風電出力上下限約束用W下算式表示：
[0071] 在考慮棄風因素時，調(diào)度過程中允許的風電出力計劃上下限不高于風電預測出力 區(qū)間上下限，
[0074] 其中，茲為風電預測最小出力;姆'胃為風電允許最小出力。
[0075] 3、最惡劣場景下的系統(tǒng)旋備裕度約束用W下算式表示：
[0078] 其中，ut、dt分別為第t時段的系統(tǒng)最小上、下旋備裕度;pi,t及化V巧或分別為第i 臺火電機組在第t時段的出力計劃及上、下旋備容量;場;'3、pf分別為兩種場景下的風電 出力值;Dt為第t時段的系統(tǒng)負荷需求;Gc。。為傳統(tǒng)機組集合。
[0079] 4、最惡劣場景下的傳輸斷面安全約束用W下算式表示：
[0080]
[0081]
[00劇其中，1為斷面編號，1 = 1，2,…，L，L為總斷面數(shù);ki功第i臺機組對第1個斷面的靈 敏度；的'5、好'6分別為兩種場景下的風電出力。
[0083] 5、常規(guī)機組的旋備容量約束用W下算式表示：
) 4)
[0086] 其中，r為采樣間隔。
[0087] 6、常規(guī)機組的出力限值約束用W下算式表示：
[008引堅<化，<巧； （I5)
[0089] 其中，5、￡1分別為常規(guī)機組的出力上下限。
[0090] 7、常規(guī)機組的爬坡率約束用W下算式表示：
[0091] pi,t-i-A pd,iT < Pit < Pi,t-i+ A pu,iT ； (16)
[0092] 其中，Δρυι、Apdi分別為常規(guī)機組向上及向下的爬坡率。
[0093] 本發(fā)明對風電機組控制采用魯棒區(qū)間控制模式。風電出力區(qū)間的選擇一方面應滿 足經(jīng)濟性方面的最小棄風要求，另一方面應滿足最惡劣風電出力情況下的系統(tǒng)運行安全性 要求。據(jù)此建立如下考慮發(fā)電機及負荷頻率響應特性的魯棒區(qū)間風電調(diào)度模型。
[0094] 魯棒區(qū)間風電調(diào)度模型（式(5)-式（16))的解是求得運樣的一個最優(yōu)火電出力計 劃值Pit及風電最高出力區(qū)間[試'胃.片rax]，它使得在該種計劃安排方式下，系統(tǒng)總是有足夠 的裕度W應對由于風電預測誤差或風機線故障跳閩導致的系統(tǒng)頻率波動、備用不足及斷面 傳輸功率越限等系統(tǒng)安全問題，且在該種計劃安排方式下系統(tǒng)經(jīng)濟性最優(yōu)。
[00M]可W看出，魯棒區(qū)間風電調(diào)度模型（式(5)-式（16))為雙層混合整數(shù)優(yōu)化問題，上 下層優(yōu)化模型通過風電最高出力區(qū)間變量存在禪合，無法直接求解。但該模型的特點為下 層優(yōu)化問題為線性規(guī)劃問題，且下層優(yōu)化問題的目標函數(shù)W約束條件的形式參與到上層優(yōu) 化過程中。因此，根據(jù)線性規(guī)劃的性質(zhì)及強對偶原理，可將下層優(yōu)化問題的整數(shù)變量擴展為 [0，1]區(qū)間上的連續(xù)變量，同時可將下層優(yōu)化問題用其對偶問題等價替換，運樣就可W將原 問題轉(zhuǎn)化為單層的二次規(guī)劃問題，并可方便采用原對偶內(nèi)點法進行求解。
[0096] W下結合步驟4,根據(jù)約束條件，對一具體研究對象進行魯棒區(qū)間的風電調(diào)度。
[0097] WIE趾RTS系統(tǒng)為研究對象，將#13母線處的#14機組替換為一個裝機容量為 600MW的#1風電場，同時，在#7母線處添加一個裝機容量為350MW的#2風電場。常規(guī)發(fā)電機爬 坡率取為額定容量的1%，采樣間隔為5min。負荷阻尼系數(shù)D=l，T = 8s，發(fā)電機及調(diào)速器參 數(shù)取值可參考圖5所示。
[0098] 1、對Γ取值0.4, Δ忍取值0.2Hz，此時，考慮與不考慮系統(tǒng)頻率約束時的風電最大 允許出力區(qū)間如圖6所示。
[0099] 從圖6可W看出，當考慮系統(tǒng)頻率響應特性時，風電最大允許出力區(qū)間在大部分時 段與不考慮系統(tǒng)頻率響應特性時基本相同，在部分風電出力區(qū)間變化較大時段(時段3、時 段12有所降低，運主要是為防止突然的風電出力波動造成系統(tǒng)頻率超出正常調(diào)度允許范 圍。W時段12為例，在圖6的兩種風電出力計劃情況下，當風電出力發(fā)生突然波動時，考慮與 不考慮系統(tǒng)頻率約束時的系統(tǒng)最大頻率波動過程如圖7所示，其中仿真時段長度取為20s， 仿真步長0.1 s。
[0100] 由圖7可見，當考慮系統(tǒng)頻率響應時，擾動情況下，系統(tǒng)頻率波動最大值為-0.2化， 在擾動發(fā)生約10s左右，系統(tǒng)頻率達到穩(wěn)定值;而不考慮系統(tǒng)頻率響應特性時，擾動下系統(tǒng) 頻率波動最大值將達到-0.8化，已超出正常運行情況下的電網(wǎng)頻率安全性要求。
[0101] 2、對A竊取值0.2Hz，不確定度因子Γ分別取值0.2、0.5、0.9，此時，風電最大允許 出力區(qū)間如圖8所示，系統(tǒng)運行成本如圖9所示。
[0102] 由圖8可見，隨著Γ值的增大，風電最大允許出力區(qū)間上限逐漸降低，同時，系統(tǒng)運 行成本增加，運與第2部分中對系統(tǒng)運行經(jīng)濟性與安全性的權衡結論基本一致。
[0103] 本發(fā)明提出的考慮電力系統(tǒng)頻率響應特性的魯棒區(qū)間風電調(diào)度方法，能夠建立短 期風電預測誤差與系統(tǒng)頻率波動大小的定量關系，對風電波動狀態(tài)下的系統(tǒng)頻率響應特性 進行分析，彌補風電有功調(diào)度過程中對系統(tǒng)頻率響應特性考慮的不足。并且能夠使得在所 有可能的風電出力變化情況下，系統(tǒng)的頻率波動范圍均滿足運行要求，并且系統(tǒng)運行成本 最小。
[0104] W上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳 細說明，所應理解的是，W上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保 護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本 發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1. 一種考慮電力系統(tǒng)頻率響應特性的魯棒區(qū)間風電調(diào)度方法，其特征在于，該方法包 括： 步驟1，根據(jù)發(fā)電機頻率響應特性數(shù)據(jù)及負荷頻率響應特性數(shù)據(jù)，計算獲得電力系統(tǒng)頻 率響應特性數(shù)據(jù)； 步驟2，計算獲得系統(tǒng)運行成本最小的目標數(shù)據(jù)； 步驟3,根據(jù)電力系統(tǒng)頻率響應特性數(shù)據(jù)及系統(tǒng)運行成本最小的目標數(shù)據(jù)，建立魯棒區(qū) 間風電調(diào)度模型的約束條件； 步驟4，根據(jù)約束條件，對研究對象進行魯棒區(qū)間的風電調(diào)度。2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟1中，根據(jù)發(fā)電機頻率響應特性數(shù)據(jù) 及負荷頻率響應特性數(shù)據(jù)，計算獲得電力系統(tǒng)頻率響應特性數(shù)據(jù)，包括： 電力系統(tǒng)頻率響應特性數(shù)據(jù)的算式如下： Αω其中，?為電力系統(tǒng)頻率響應特性數(shù)據(jù)，R為調(diào)速器的速度調(diào)節(jié)率，TC為伺服時間常 數(shù)，TRH為再熱器時間常數(shù)，F(xiàn)hp為高壓渦輪級功率占汽輪機總功率的比例系數(shù)，TCH為主進汽 容積和汽室的時間常數(shù)，Η為轉(zhuǎn)子的機械慣性時間常數(shù)，D為負荷阻尼系數(shù)，s為微分算子，△ 為對頻率不敏感的負荷部分響應特性數(shù)據(jù)； 將式(1)擴展為多機電力系統(tǒng)，多機電力系統(tǒng)頻率響應特性數(shù)據(jù)的算式如下：其中，N為系統(tǒng)中常規(guī)發(fā)電機組的臺數(shù)。3. 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，由于頻率對TRH靈敏度較小，為計算方便，設 定所有再熱器時間常數(shù)均為T，同時，則Α ω的時域響應數(shù)據(jù)表示為：對Δ co(t)求導獲得最大值為： ,ι \ -· \ y4. 根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，在步驟2中，計算獲得系統(tǒng)運行成本最小的 目標數(shù)據(jù)，包括： 運行成本包括常規(guī)火電機組的煤耗成本及最小棄風要求下的系統(tǒng)棄風成本，其中，運 行成本的算式如下：其中：Pi,t、Pit73弟1HX電機狃仕弟t叮扠的出刀劃，ai、bi、Ci73?貝墳系雙，Wna'為調(diào) 度過程中允許的風電最大出力，冗為風電預測最大出力； 根據(jù)等微增率原則，當滿足\>0時實現(xiàn)最小棄風的目的，通過式(5)計算獲得系統(tǒng)運行 成本最小的目標數(shù)據(jù)。5. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，在步驟3中，根據(jù)電力系統(tǒng)頻率響應特性數(shù) 據(jù)及系統(tǒng)運行成本最小的目標數(shù)據(jù)，建立魯棒區(qū)間風電調(diào)度模型的約束條件，其中，約束條 件包括:最惡劣場景下的系統(tǒng)頻率安全約束、風電出力上下限約束、最惡劣場景下的系統(tǒng)旋 備裕度約束、最惡劣場景下的傳輸斷面安全約束、常規(guī)機組的旋備容量約束、常規(guī)機組的出 力限值約束、常規(guī)機組的爬坡率約束。6. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述最惡劣場景下的系統(tǒng)頻率安全約束用 以下算式表示： 其中，Γ e[0，l]，為總風電出力的不確定度因子;Δρ》'1、Δρ》'2分別為由于風能隨機波動 及風機線跳閘導致的風電場出力變化量;為調(diào)度過程中允許的系統(tǒng)頻率最大變化量； Gwi nd為風電機組集合；Μ:，w i n d為所有并網(wǎng)風電場集電線路的條數(shù);m為最大容許的集電線路 跳閘條數(shù);巧為第j個風電場的總裝機容量;g為第j個風電場內(nèi)第k條集電線路的裝機容 量;為第j個風電場的第k條集電線路在第t時段的運行狀態(tài):正常運行時取1，事故跳閘 時取〇; 其中，式(6-1)為單個風電場出力變化的上下限約束，其中將第j個風電場的出力上下 限分別表示為場內(nèi)所有運行集電線路出力上下限的總和，近似認為集電線路按裝機容量分 配出力； 式(6-2)是由于風機線跳閘導致的風場出力變化范圍約束； 式(6-3)是對系統(tǒng)所有集電線路最大允許跳閘條數(shù)的約束； 式(6-4)是對集電線路運行狀態(tài)的取值范圍約束； 式(6-5)是對全網(wǎng)所有風電場出力瞬時最大突變量的約束； 其中，不確定度因子F的取值反映了系統(tǒng)運行經(jīng)濟性與安全性之間的權衡，F(xiàn)越大則 解越保守，系統(tǒng)安全性越高而經(jīng)濟性越差；當Γ =0時，表明在調(diào)度過程中不考慮風電出力 不確定性的影響，模型退化為傳統(tǒng)的經(jīng)濟調(diào)度模型；r =1表明在調(diào)度過程中考慮了所有可 能的風電出力情況，此時將得到最保守的調(diào)度結果。7. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述風電出力上下限約束用以下算式表 示： 在考慮棄風因素時，調(diào)度過程中允許的風電出力計劃上下限不高于風電預測出力區(qū)間 上下限，其中，拉為風電預測最小出力#;rn為風電允許最小出力。8. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述最惡劣場景下的系統(tǒng)旋備裕度約束用 以下算式表示：其中，ut、dt分別為第t時段的系統(tǒng)最小上、下旋備裕度;Pl, t及分別為第i臺火電 機組在第t時段的出力計劃及上、下旋備容量;分別為兩種場景下的風電出力值； Dt為第t時段的系統(tǒng)負荷需求;G_為傳統(tǒng)機組集合。9. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述最惡劣場景下的傳輸斷面安全約束用 以下算式表示：其中，1為斷面編號，1 = 1，2,…，L，L為總斷面數(shù);ku為第i臺機組對第1個斷面的靈敏 度、Pf分別為兩種場景下的風電出力。10. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述常規(guī)機組的旋備容量約束用以下算 式表示： 其中，f為采樣間隔。11. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述常規(guī)機組的出力限值約束用以下算 式表示：其中，萬、￡1分別為常規(guī)機組的出力上下限。12. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述常規(guī)機組的爬坡率約束用以下算式 表不： Pi，t-1_ A Pd，iT S Pit S Pi, t-1+ A Pu，iT ; ( 16 ) 其中，Δ Pui、Δ Pdl分別為常規(guī)機組向上及向下的爬坡率。
【文檔編號】H02J3/38GK105870962SQ201610195678
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月31日
【發(fā)明人】陳建華, 郭子明, 張昊
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)冀北電力有限公司