應(yīng)對(duì)陡坡事件的備用優(yōu)化決策方法
【專利摘要】應(yīng)對(duì)陡坡事件的備用優(yōu)化決策方法，涉及一種應(yīng)對(duì)陡坡事件RRE的不同時(shí)間級(jí)備用決策方法。所述方法為：一、將時(shí)間級(jí)進(jìn)行劃分；二、定義系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)組；三、提出各調(diào)度級(jí)機(jī)組協(xié)調(diào)策略；四、提供不同類型機(jī)組逐級(jí)協(xié)調(diào)控制的執(zhí)行機(jī)制；五、確定系統(tǒng)備用貢獻(xiàn)SRC不同時(shí)段備用狀態(tài)的決策機(jī)制；六、建立Non-AGC機(jī)組協(xié)調(diào)優(yōu)化模型和BLO-AGC機(jī)組協(xié)調(diào)優(yōu)化模型，并進(jìn)行優(yōu)化求解。本發(fā)明從時(shí)空分層協(xié)調(diào)角度出發(fā)，提出了在不同的時(shí)間級(jí)，對(duì)電網(wǎng)供應(yīng)側(cè)不同類型機(jī)組的運(yùn)作機(jī)制進(jìn)行逐級(jí)優(yōu)化協(xié)調(diào)，實(shí)施陡坡事件的備用優(yōu)化決策，使每一波陡坡沖擊所耗用的備用，能夠得到及時(shí)而充分的增補(bǔ)和補(bǔ)充，挖掘系統(tǒng)備用貢獻(xiàn)潛力。
【專利說明】應(yīng)對(duì)陡坡事件的備用優(yōu)化決策方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)對(duì)陡坡事件RRE的不同時(shí)間級(jí)備用決策方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著風(fēng)電入網(wǎng)份額的逐漸增大，隨機(jī)間歇式擾動(dòng)的頻度和幅度將愈來愈大。風(fēng)電間歇性擾動(dòng)或線路/機(jī)組退出事件所產(chǎn)生的陸坡事件(Rapid Ramping Event,簡稱RRE),對(duì)電網(wǎng)可靠運(yùn)行形成一種挑戰(zhàn)。在高峰(或低谷)負(fù)荷期間，當(dāng)系統(tǒng)凈負(fù)荷迅速地陡升(或陡降)時(shí)，風(fēng)電的突然變化和凈負(fù)荷預(yù)測的誤差能夠引起功率失衡。如果發(fā)生在上行備用緊缺的高峰期，或下行備用緊缺的低谷期，風(fēng)電的隨機(jī)間歇式擾動(dòng)將會(huì)和系統(tǒng)負(fù)荷的隨機(jī)性擾動(dòng)交迭在一起。這不僅非常難以應(yīng)對(duì)，而且十分危險(xiǎn)。在備用調(diào)度跟蹤間歇性擾動(dòng)方面，國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)研究得出的現(xiàn)有技術(shù)存在不足之處，一般注重加強(qiáng)一次調(diào)節(jié)，防范第一波陡坡沖擊，對(duì)于后續(xù)的陡坡沖擊，一般單純依托自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)的二次調(diào)節(jié)，而疏于戒備。沒有考慮第一波陡坡沖擊所耗用的大量備用迫切需要及時(shí)增補(bǔ)的問題，更沒有考慮增補(bǔ)備用和保持備用將惡化節(jié)能減排優(yōu)化目標(biāo)值問題。對(duì)于以上危險(xiǎn)隱患，現(xiàn)有技術(shù)沒用提出對(duì)策。因此，如何才能使第一波陡坡沖擊所耗用的大量備用，能夠得到及時(shí)增補(bǔ)，從而盡可能地將上述問題可能造成的危害縮減到最低限度，是當(dāng)前急需要解決的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)對(duì)陡坡事決的備用優(yōu)化決策方法，從時(shí)空分層協(xié)調(diào)角度出發(fā)，提出了在不同的時(shí)間級(jí)，對(duì)電網(wǎng)供應(yīng)側(cè)不同類型機(jī)組的運(yùn)作機(jī)制進(jìn)行逐級(jí)優(yōu)化協(xié)調(diào)，實(shí)施陡坡事件(RRE)的備用優(yōu)化決策，使每一波陡坡沖擊所耗用的備用，能夠得到及時(shí)而充分的增補(bǔ)和補(bǔ)充，挖掘系統(tǒng)備用貢獻(xiàn)(system reserve contribution, SRC)潛力。主要內(nèi)容表述如下:
[0004](I)提出時(shí)空分層協(xié)調(diào)思想，“時(shí)”指時(shí)間級(jí)的劃分，如圖1所示，將時(shí)間級(jí)劃分為超前預(yù)調(diào)度級(jí)、預(yù)調(diào)度級(jí)、在線調(diào)度級(jí)、超短期在線調(diào)度級(jí)?！翱铡敝覆煌愋偷臋C(jī)組。協(xié)調(diào)思想為在不同的時(shí)間級(jí)，對(duì)不同調(diào)度級(jí)機(jī)組的運(yùn)行機(jī)制進(jìn)行逐級(jí)優(yōu)化協(xié)調(diào)。
[0005](2)定義系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)組由自動(dòng)發(fā)電控制機(jī)組、非自動(dòng)發(fā)電控制機(jī)組和其他資源(風(fēng)、光、水、儲(chǔ)、可調(diào)負(fù)荷等)輔助機(jī)組三大類機(jī)組構(gòu)成。其中自動(dòng)發(fā)電控制機(jī)組由BLO(baseload off regulated)型 AGC 機(jī)組和 BLR(base load regulated)型 AGC 機(jī)組構(gòu)成。非自動(dòng)發(fā)電控制機(jī)組由NON-AGC型的充裕機(jī)組和NON-AGC型的匱乏機(jī)組構(gòu)成。
[0006](3)針攀峰時(shí)的陡升型、降谷時(shí)的陡降型以及可能由事故引起的陡升或陡降型兩種陡坡RRE，提出各調(diào)度級(jí)機(jī)組協(xié)調(diào)策略，即:在超短期在線調(diào)度級(jí)發(fā)電機(jī)組一次、二次自功調(diào)節(jié)后，在線調(diào)度級(jí)的BLR與BLO機(jī)組協(xié)調(diào)，預(yù)調(diào)度級(jí)的BLO和Non-AGC機(jī)組協(xié)調(diào)，超前預(yù)調(diào)度級(jí)的風(fēng)光水儲(chǔ)機(jī)組協(xié)調(diào)。
[0007](4)為挖掘系統(tǒng)備用的潛力，給出不同類型機(jī)組逐級(jí)協(xié)調(diào)控制策略的執(zhí)行機(jī)制，其中包括各類機(jī)組備用匱乏判定條件，以及陡坡事件RRE的判別指標(biāo)。[0008](5)在陡坡事件EER的緊急態(tài)勢中，確定系統(tǒng)備用貢獻(xiàn)SRC增強(qiáng)態(tài)、保持態(tài)和釋放態(tài)3種不同時(shí)段備用狀態(tài)的決策機(jī)制。
[0009](6)根據(jù)各調(diào)度級(jí)的協(xié)調(diào)策略，建立Non-AGC機(jī)組協(xié)調(diào)優(yōu)化模型和BLO-AGC機(jī)組協(xié)調(diào)優(yōu)化模型，并進(jìn)行優(yōu)化求解。
[0010]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0011 ] 1、在緊急態(tài)勢的陡坡事件RRE期間，實(shí)施不同時(shí)間級(jí)和不同機(jī)組的逐級(jí)協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度，具有適應(yīng)不同緊急態(tài)勢的特點(diǎn)，滿足不同系統(tǒng)備用狀態(tài)的需要，
[0012]2、在緊急陡坡事件期間，跟蹤變化過程，從凈負(fù)荷預(yù)測誤差中搜尋可能的未來隱患，根據(jù)時(shí)段緊急態(tài)勢的識(shí)別指標(biāo)，捕獲間歇型擾動(dòng)所引起的陡坡時(shí)段最壞的情況，對(duì)于最陡坡時(shí)段提前作好準(zhǔn)備，增強(qiáng)了發(fā)電機(jī)組分配的前瞻響應(yīng)能力。
[0013]3、風(fēng)電滲透率的增大時(shí)，并不需要增加更多的旋轉(zhuǎn)備用，而是在當(dāng)前運(yùn)轉(zhuǎn)的火電機(jī)組群體內(nèi)部，充分地挖掘系統(tǒng)備用貢獻(xiàn)(SRC)的潛力。在不啟停任何發(fā)電機(jī)組的條件下，能夠?qū)⒃谙嚓P(guān)時(shí)段的系統(tǒng)備用貢獻(xiàn)增長可觀的數(shù)量。
[0014]4、在間歇沖擊型緊急態(tài)勢期間，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)約化石能源、減低污染排放和預(yù)防二次打擊之間的目標(biāo)協(xié)調(diào)，以很小的附加代價(jià)，提高電網(wǎng)應(yīng)對(duì)隨機(jī)間歇性擾動(dòng)的堅(jiān)韌能力，為更多的可再生能源(特別是風(fēng)能)進(jìn)入電網(wǎng)創(chuàng)造有利條件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為時(shí)間級(jí)劃分示意圖；
[0016]圖2為時(shí)空分層的機(jī)組間的協(xié)調(diào)關(guān)系圖。
[0017]具體方法方式
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明，但并不局限于此，凡是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍中。
[0019]本發(fā)明提供的應(yīng)對(duì)陡坡事件的備用優(yōu)化決策方法，從時(shí)空分層協(xié)調(diào)角度出發(fā)，提出了在不同的時(shí)間級(jí)，對(duì)電網(wǎng)供應(yīng)側(cè)不同類型機(jī)組的運(yùn)作機(jī)制進(jìn)行逐級(jí)優(yōu)化協(xié)調(diào)，實(shí)施陡坡事件(RRE)的備用優(yōu)化決策，具體內(nèi)容如下:
[0020]1、時(shí)間級(jí)劃分(圖1)
[0021](I)超前預(yù)調(diào)度時(shí)窗T=60min。
[0022]在該時(shí)窗內(nèi)，時(shí)段AT=15min，超前預(yù)調(diào)度時(shí)窗內(nèi)的各個(gè)時(shí)段長度與預(yù)調(diào)度時(shí)窗t相一致。該時(shí)窗涵蓋時(shí)段數(shù)NT=2?4個(gè)。
[0023](2)預(yù)調(diào)度時(shí)窗 t=15min。
[0024]與日調(diào)度時(shí)段長一致。在該時(shí)窗內(nèi)，時(shí)段At=5min，時(shí)段數(shù)Nt=3個(gè)。預(yù)調(diào)度時(shí)窗內(nèi)的各個(gè)時(shí)段長度與在線調(diào)度時(shí)窗τ相一致。
[0025](3)在線調(diào)度時(shí)窗T=5min。
[0026]在該時(shí)窗內(nèi)，時(shí)段Λ τ=lmin，時(shí)段數(shù)Nτ=5個(gè)。在線調(diào)度時(shí)窗內(nèi)的各個(gè)時(shí)段長度與超短期在線調(diào)度時(shí)窗相一致。
[0027](4)超短期在線調(diào)度時(shí)窗Λ τ =lmin。
[0028]Δ τ也可以>lmin，但需< 5min，視負(fù)荷變化情況進(jìn)行(自動(dòng))調(diào)整。[0029]自動(dòng)控制時(shí)間級(jí)〈lmin (—、二次調(diào)節(jié))。
[0030]2、系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)組
[0031]設(shè)系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)組集合為G，則:
[0032]G-Gagc U Gnagc U Gother (I)；
[0033]式中，Gagc為自動(dòng)發(fā)電控制機(jī)組集合，Gnagc為非自動(dòng)發(fā)電控制機(jī)組集合，Gother為其他資源(風(fēng)、光、水、儲(chǔ)、可調(diào)負(fù)荷等)輔助機(jī)組集合。
[0034]自動(dòng)發(fā)電控制機(jī)組集合Gmc可分成:[0035]Gagc-Gbol U Gble (2)；
[0036]式中，Gm是按機(jī)組基點(diǎn)功率調(diào)整發(fā)電功率的BLO (base load off regulated)型AGC機(jī)組子集合，GBUi是按區(qū)域控制誤差(ACE)自功調(diào)節(jié)的BLR(base load regulated)型AGC機(jī)組的子集合。
[0037]非自動(dòng)發(fā)電控制機(jī)組集合Gnagc可分成:
[0038]Gnagc-Gn1.jch U GNlack (3)；
[0039]式中，GNrich是NON-AGC型的充裕機(jī)組子集合，Gfflack是NON-AGC型的匱乏機(jī)組子集合。
[0040]3、各類機(jī)組協(xié)調(diào)策略(圖2)
[0041]在線調(diào)度時(shí)窗(τ =5min)的BLR與BLO機(jī)組協(xié)調(diào)
[0042]當(dāng)BLR型AGC機(jī)組受困較多，但BLO型AGC機(jī)組還有較充足的備用時(shí)，啟動(dòng)BL0-AGC機(jī)組計(jì)劃調(diào)整，也就是在線調(diào)度時(shí)窗進(jìn)行G.與G.的協(xié)調(diào)以解困BLR型AGC機(jī)組。若G.的旋轉(zhuǎn)備用匱乏(滿足(4)式的條件)，但G.還有較充足的備用(不滿足(9)式和(10)式的條件)時(shí)，則轉(zhuǎn)移GBUi部分備用到G.，使GBUi有充裕的旋轉(zhuǎn)備用。
[0043]預(yù)調(diào)度時(shí)窗(t=15min)的BLO和Νοη-AGC機(jī)組協(xié)調(diào)
[0044]當(dāng)BLR型AGC機(jī)組受困較多，且BLO型AGC機(jī)組受困較多(或二者提供的旋轉(zhuǎn)備用貢獻(xiàn)不足)時(shí)，啟動(dòng)Non-AGC機(jī)組計(jì)劃再校正，也就是在預(yù)調(diào)度時(shí)窗內(nèi)充裕Non-AGC機(jī)組GNrich拿出適量備用裕度增補(bǔ)G.機(jī)組并恢復(fù)受困G.機(jī)組的基點(diǎn)功率，同時(shí)適度增補(bǔ)匱乏Non-AGC機(jī)組GNladt。若GBUi的旋轉(zhuǎn)備用匱乏(滿足⑷式的條件)，Gbuj的旋轉(zhuǎn)備用也匱乏(滿足(9)式和(10)式的條件)時(shí)，則轉(zhuǎn)移GBU)、GNladt部分備用到Gftidl,使Gbuj和Gmadt有充裕的旋轉(zhuǎn)備用。
[0045]超前預(yù)調(diào)度時(shí)窗(T=60min)的風(fēng)光水儲(chǔ)機(jī)組協(xié)調(diào)
[0046]若執(zhí)行策略2后，火電機(jī)組的旋轉(zhuǎn)備用仍匱乏，在Gwto中的風(fēng)、光、水、儲(chǔ)等幫困資源來提供額外支持。
[0047]4、應(yīng)對(duì)陡坡事件RRE的觸發(fā)機(jī)制
[0048]為挖掘系統(tǒng)備用貢獻(xiàn)的潛力，給出不同類型機(jī)組逐級(jí)協(xié)調(diào)控制策略的執(zhí)行機(jī)制。
[0049]4.1各類機(jī)組備用匱乏判定條件
[0050]BLR型AGC機(jī)組正(上調(diào))備用匱乏條件(受困)為:
[0051 ]
【權(quán)利要求】
1.應(yīng)對(duì)陡坡事件的備用優(yōu)化決策方法，其特征在于所述方法從時(shí)空分層協(xié)調(diào)角度出發(fā)，在不同的時(shí)間級(jí)對(duì)電網(wǎng)供應(yīng)側(cè)不同類型機(jī)組的運(yùn)作機(jī)制進(jìn)行逐級(jí)優(yōu)化協(xié)調(diào)，實(shí)施陡坡事件的備用優(yōu)化決策，具體內(nèi)容如下: 一、將時(shí)間級(jí)劃分為超前預(yù)調(diào)度時(shí)窗T、預(yù)調(diào)度時(shí)窗t、在線調(diào)度時(shí)窗τ、超短期在線調(diào)度時(shí)窗Λ τ ； 二、設(shè)系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)組集合為G，則:
G-Gagc U Gnagc U Gother ； 式中，Gagc為自動(dòng)發(fā)電控制機(jī)組集合，Gnagc為非自動(dòng)發(fā)電控制機(jī)組集合，Gother為風(fēng)光水儲(chǔ)其他資源輔助機(jī)組集合； 自動(dòng)發(fā)電控制機(jī)組集合GAe?？煞殖?
Gagc-Gbol U Gble ； 式中，Gbol是按機(jī)組基點(diǎn)功率調(diào)整發(fā)電功率的BLO型AGC機(jī)組子集合，Gble是按區(qū)域控制誤差自動(dòng)調(diào)節(jié)的BLR型AGC機(jī)組的子集合； 非自動(dòng)發(fā)電控制機(jī)組集合GNAe。可分成:
Gnagc-Gn1.1ch U Gn1 ack ； 式中，GMc;h是NON-AGC型的充裕機(jī)組子集合，Gmadt是NON-AGC型的匱乏機(jī)組子集合； 三、針攀峰時(shí)的陡升型、降谷時(shí)的陡降型以及可能由事故引起的陡升或陡降型兩種陡坡RRE，提出各調(diào)度級(jí)機(jī)組協(xié)調(diào)策略，即:在超短期在線調(diào)度級(jí)發(fā)電機(jī)組一次、二次自動(dòng)調(diào)節(jié)后，在線調(diào)度級(jí)的BLR與BLO機(jī)組協(xié)調(diào)，預(yù)調(diào)度級(jí)的BLO和Non-AGC機(jī)組協(xié)調(diào)，超前預(yù)調(diào)度級(jí)的風(fēng)光水儲(chǔ)機(jī)組協(xié)調(diào)； 四、根據(jù)各調(diào)度級(jí)機(jī)組的協(xié)調(diào)策略，建立Non-AGC機(jī)組協(xié)調(diào)優(yōu)化模型和BLO-AGC機(jī)組協(xié)調(diào)優(yōu)化模型，并進(jìn)行優(yōu)化求解。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)對(duì)陡坡事件的備用優(yōu)化決策方法，其特征在于所述步驟一中，超前預(yù)調(diào)度時(shí)窗T內(nèi)的各個(gè)時(shí)段長度與預(yù)調(diào)度時(shí)窗t相一致，預(yù)調(diào)度時(shí)窗內(nèi)的各個(gè)時(shí)段長度與在線調(diào)度時(shí)窗τ相一致，在線調(diào)度時(shí)窗τ內(nèi)的各個(gè)時(shí)段長度與超短期在線調(diào)度時(shí)窗Δ τ相一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)對(duì)陡坡事件的備用優(yōu)化決策方法，其特征在于所述步驟一中，超前預(yù)調(diào)度時(shí)窗T=60min,預(yù)調(diào)度時(shí)窗t=15min,在線調(diào)度時(shí)窗τ =5min,超短期在線調(diào)度時(shí)窗Δ τ =Imin0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)對(duì)陡坡事件的備用優(yōu)化決策方法，其特征在于所述步驟三中，各調(diào)度級(jí)機(jī)組協(xié)調(diào)策略具體如下: (1)在線調(diào)度級(jí)的BLR與BLO機(jī)組協(xié)調(diào): 若G.的旋轉(zhuǎn)正備用匱乏，但G.還有較充足的備用時(shí)，則轉(zhuǎn)移G.部分備用到G.，使G.有充裕的旋轉(zhuǎn)備用； (2)預(yù)調(diào)度級(jí)的BLO和Non-AGC機(jī)組協(xié)調(diào): 右GbLu的旋轉(zhuǎn)正備用匿乏，且Gbixi旋轉(zhuǎn)備用匿乏時(shí)，則轉(zhuǎn)移GBIO、GNlac;k部分備用到GNHc;h，使Gbuj和Gmadt有充裕的旋轉(zhuǎn)備用； (3)超前預(yù)調(diào)度級(jí)的風(fēng)光水儲(chǔ)機(jī)組協(xié)調(diào): 若執(zhí)行(2)后，火電機(jī)組的旋轉(zhuǎn)備用仍匱乏，在Gwto中風(fēng)光水儲(chǔ)幫困資源來提供額外支持。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)對(duì)陡坡事件的備用優(yōu)化決策方法，其特征在于所述G.旋轉(zhuǎn)正備用匱乏條件為:
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)對(duì)陡坡事件的備用優(yōu)化決策方法，其特征在于所述步驟三中，Gbio旋轉(zhuǎn)備用匱乏條件為: BLO型AGC機(jī)組正備用匱乏條件為:
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)對(duì)陡坡事件的備用優(yōu)化決策方法，其特征在于所述步驟三中，陡坡事件RRE的判別指標(biāo)如下: τ時(shí)段處于陡坡事件EER的緊急態(tài)勢的充要條件為CLe= I，其中:

【文檔編號(hào)】H02J3/46GK103618340SQ201310616903
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】于繼來, 柳進(jìn), 劉廣一, 王松巖, 柳焯 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)