[发明专利]一种考虑安全裕度的快速频率响应备用优化配置方法

说明书

本发明公开了一种考虑安全裕度的快速频率响应备用优化配置方法，包括以下步骤：S1：获取电力系统在不同安全裕度下的快速频率响应频率最低点的限额信息；S2：建立考虑不同安全裕度的快速频率响应备用配置模型，包括设置快速频率响应备用优化配置的目标函数和约束条件；S3：获取传统调频机组与各类调频资源参与快速频率响应的协调关系；S4：设计考虑安全裕度的快速频率响应备用优化配置流程。该方法综合考虑了传统火电机组、可中断负荷、直流调制以及抽蓄切泵等快速频率响应手段进行配置，运用此方案，能在系统发生大功率缺失时，快速选择备用手段与容量，避免发生低频减载事故。

技术领域

本发明涉及电网运行与控制领域，尤其涉及一种考虑安全裕度的快速频率响应备用优化配置方法。

背景技术

现代电力系统以特高压、大容量、远距离输电为其主要特征，这些特点和变化在提高电力系统经济效益的同时，也使电网结构日趋复杂化，电力系统的安全、稳定运行面临严峻挑战。

在正常的电力系统同步运行时，系统的供需应该时刻维持平衡，发电机的调度都能根据负荷预报进行平滑的变化，系统频率也维持在一个可以允许的变化范围之内，但是，在特高压大功率缺失的情况之下，系统频率将经过一个暂态过程，电力系统将通过频率调节等措施使系统频率恢复到额定值或接近额定值，频率快速恢复的能力与系统的备用水平有关。在现有研究以及实践中，并未明确提出一次调频备用或者快速频率响应备用，目前，国内各电网公司在旋转事故备用容量方面沿袭了《电力系统技术导则》的要求，即按最大发电负荷固定比例(经验值4％～5％)选取，但实际上，特高压交直流电网大功率缺失的快速恢复需求主要取决于系统一次调频能力，因此有必要单独对一次调频备用或者快速频率响应备用进行研究。而新能源上网不仅挤占了传统机组作为备用的潜力，而且新能源的波动性和不可控性增大了系统对快速频率响应备用的需求。在电力市场环境之下，除了传统火电机组可以提供快速调频作为一项辅助服务，由于可中断负荷、直流调制以及抽蓄切泵具有调节速度快、灵活性强等特点也可以作为快速频率响应资源。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种考虑安全裕度的快速频率响应备用优化配置方法，其目的是提供一种在特高压大功率缺失背景之下，考虑不同安全裕度要求，传统火电机组可中断负荷、直流调制以及抽蓄切泵等多种快速频率响应手段进行备用的优化选择与配置，具体方案包括以下步骤：

S1：获取电力系统在不同安全裕度的快速频率响应频率最低点的限额信息；

S2：建立考虑不同安全裕度的快速频率响应备用配置模型，包括设置快速频率响应备用优化配置的目标函数和约束条件；

S3：获取传统调频机组与各类调频资源参与快速频率响应的协调关系；

S4：设计考虑安全裕度的快速频率响应备用优化配置流程。

进一步的，为了同时满足以下两个条件:电力系统满足频率安全、在大功率缺失后不发生低频减载；在各类调频资源满足调配需求时，配置方案的经济性最好的情况下建立快速频率响应备用模型，其中快速频率响应备用模型采用如下方式建立：设置考虑安全裕度的快速频率响应备用配置模型的目标函数，预设多种快速调频资源的备用容量保证电力系统一次调频备用成本最低，其中快速频率响应备用配置模型的目标函数表达式为：

其中，u_i第i种调频手段是否参与快速调频，取值为1或0；c_i为第i种调频手段快速调频备用单位成本；R_i为第i种调频手段快速调频备用容量。

进一步的，设置快速频率响应备用优化配置的约束条件包括：

备用容量约束：各种快速频率响应资源备用容量应小于其最大容量限制，同时调用的各种快速频率响应资源备用容量的总和大于等于系统快速频率调整备用需求，则有：