激励集群储能参与电力系统紧急频率控制的方法及装置与流程

1.本发明涉及电力系统控制技术领域，尤其涉及一种激励集群储能参与电力系统紧急频率控制的方法及装置。


背景技术：

2.近年来，随着高比例新能源的接入与多种储能的集群化应用，电力系统呈现电力电子化的趋势，电力系统动态更为复杂，电力系统安全稳定运行面临严峻挑战。而频率稳定性对于电力系统安全稳定运行非常重要，在大量新能源接入的场景下，电力系统惯量不足或调频备用不足可能会导致常规频率控制手段难以满足调频需求，因此电力系统需要进行紧急频率控制。在含集群储能的电力系统中，集群储能的功率可以快速调节，故现有研究大多聚焦于如何设计考虑集群储能参与的紧急频率控制策略，以满足多样化的控制目标。然而在市场化电力系统的环境下，集群储能运营商与电力系统主体可能分属不同的决策主体，且集群储能在参与紧急频率控制时可能存在功率调节成本、能量消耗成本等，需要电力系统向集群储能提供经济激励，促使集群储能参与紧急频率控制。
3.目前，主要采用考虑集群储能参与的调频备用市场机制作为激励机制，即电力系统根据自身安全稳定运行要求，确定备用容量需求量，根据确定的备用容量需求量，调频备用市场进行出清。这种调频备用市场机制需要针对一个具体确定的备用容量需求值进行出清，虽然其考虑到紧急故障的随机性，通常选择最严重故障的功率缺额作为备用容量需求值进行出清，但这种保守的做法会带来一定的经济损失，且其仅考虑集群储能的功率容量，未考虑集群储能的能量存储，忽略了集群储能在功率调节的同时也存在荷电状态(soc)变化的实际情况，难以针对多种紧急故障合理激励集群储能参与紧急频率控制。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种激励集群储能参与电力系统紧急频率控制的方法及装置，能够针对多种紧急故障合理激励集群储能参与紧急频率控制。
5.为了解决上述技术问题，第一方面，本发明一实施例提供一种激励集群储能参与电力系统紧急频率控制的方法，包括：
6.从电力系统的历史故障数据中获取紧急故障集合，并分别确定所述紧急故障集合中每一紧急故障的功率缺额和故障占比，得到所有所述紧急故障的功率缺额和故障占比；
7.基于预先建立的博弈模型，分别根据每一所述紧急故障的功率缺额，对应确定每一所述紧急故障下所有集群储能的总经济报酬和每一所述紧急故障下各个所述集群储能的下垂系数；
8.结合所有所述紧急故障的功率缺额和故障占比，确定期望功率缺额，并分别以每一所述紧急故障作为目标紧急故障，根据所述目标紧急故障的功率缺额和所述期望功率缺额，得到所述目标紧急故障的目标功率缺额，以根据所述目标紧急故障的目标功率缺额，确定所述目标紧急故障下所有所述集群储能的总经济报酬和所述目标紧急故障下各个所述
集群储能的下垂系数；
9.在所述电力系统发生所述目标紧急故障时，根据所述目标紧急故障下各个所述集群储能的下垂系数，将所述目标紧急故障下所有所述集群储能的总经济报酬分配给各个所述集群储能，使各个所述集群储能参与紧急频率控制。
10.进一步地，在所述在所述电力系统发生所述目标紧急故障时，根据所述目标紧急故障下各个所述集群储能的下垂系数，将所述目标紧急故障下所有所述集群储能的总经济报酬分配给各个所述集群储能，使各个所述集群储能参与紧急频率控制之后，还包括：
11.在所述电力系统发生实际紧急故障时，若所述实际紧急故障的功率缺额大于所述目标紧急故障的目标功率缺额，则将所述目标紧急故障下各个所述集群储能的下垂系数修正为所述实际紧急故障下各个所述集群储能的下垂系数。
12.进一步地，所述从电力系统的历史故障数据中获取紧急故障集合，具体为：
13.按照控制周期，定期从所述历史故障数据中获取所述紧急故障集合。
14.进一步地，所述分别确定所述紧急故障集合中每一紧急故障的故障占比，得到所有所述紧急故障的故障占比，具体为：
15.根据所述历史故障数据，分别统计每一所述紧急故障的发生次数，将每一所述紧急故障的发生次数与所有所述紧急故障的总发生次数的比值对应作为每一所述紧急故障的故障占比，得到所有所述紧急故障的故障占比。
16.进一步地，所述基于预先建立的博弈模型，分别根据每一所述紧急故障的功率缺额，对应确定每一所述紧急故障下所有集群储能的总经济报酬和每一所述紧急故障下各个所述集群储能的下垂系数，具体为：
17.以所述电力系统支付给所有所述集群储能的总经济报酬最小化、所述电力系统内所有同步机的总发电调节成本最小化为目标构造所述电力系统的目标函数；
18.分别以每一所述集群储能的经济报酬分配最大化、功率调节成本最小化、能量交易收益最大化为目标对应构造每一所述集群储能的目标函数；
19.基于所述电力系统与各个所述集群储能之间的非合作博弈架构，根据所述电力系统的目标函数和各个所述集群储能的目标函数，建立所述博弈模型；
20.求解所述博弈模型的均衡解，以分别根据每一所述紧急故障的功率缺额，对应确定每一所述紧急故障下所有集群储能的总经济报酬和每一所述紧急故障下各个所述集群储能的下垂系数。
21.进一步地，所述求解所述博弈模型的均衡解，具体为：
22.采用不动点迭代法，求解所述博弈模型的均衡解。
23.进一步地，所述期望功率缺额为：
[0024][0025]
其中，f为所述紧急故障集合，pj为第j个所述紧急故障的故障占比，δp
fj
为第j个所述紧急故障的功率缺额。
[0026]
进一步地，所述目标紧急故障的目标功率缺额为预先定义的优化问题的解；其中，所述优化问题为：
[0027][0028]
其中，f为所述紧急故障集合，δp
fj
为第j个所述紧急故障的功率缺额，为所述期望功率缺额。
[0029]
第二方面，本发明一实施例提供一种激励集群储能参与电力系统紧急频率控制的装置，包括：
[0030]
紧急故障整理模块，用于按照控制周期，定期从电力系统的历史故障数据中获取紧急故障集合，并分别确定所述紧急故障集合中每一紧急故障的功率缺额和故障占比，得到所有所述紧急故障的功率缺额和故障占比；
[0031]
激励博弈决策模块，用于基于预先建立的博弈模型，分别根据每一所述紧急故障的功率缺额，对应确定每一所述紧急故障下所有集群储能的总经济报酬和每一所述紧急故障下各个所述集群储能的下垂系数；
[0032]
经济报酬优化模块，用于结合所有所述紧急故障的功率缺额和故障占比，确定期望功率缺额，并分别以每一所述紧急故障作为目标紧急故障，根据所述目标紧急故障的功率缺额和所述期望功率缺额，得到所述目标紧急故障的目标功率缺额，以根据所述目标紧急故障的目标功率缺额，确定所述目标紧急故障下所有所述集群储能的总经济报酬和所述目标紧急故障下各个所述集群储能的下垂系数；
[0033]
经济报酬激励模块，用于在所述电力系统发生所述目标紧急故障时，根据所述目标紧急故障下各个所述集群储能的下垂系数，将所述目标紧急故障下所有所述集群储能的总经济报酬分配给各个所述集群储能，使各个所述集群储能参与紧急频率控制。
[0034]
进一步地，所述激励集群储能参与电力系统紧急频率控制的装置，还包括：
[0035]
下垂系数修正模块，用于在所述在所述电力系统发生所述目标紧急故障时，根据所述目标紧急故障下各个所述集群储能的下垂系数，将所述目标紧急故障下所有所述集群储能的总经济报酬分配给各个所述集群储能，使各个所述集群储能参与紧急频率控制之后，在所述电力系统发生实际紧急故障时，若所述实际紧急故障的功率缺额大于所述目标紧急故障的目标功率缺额，则将所述目标紧急故障下各个所述集群储能的下垂系数修正为所述实际紧急故障下各个所述集群储能的下垂系数。
[0036]
相比于现有技术，本发明的实施例，具有如下有益效果：
[0037]
通过基于博弈模型分别根据紧急故障集合中每一紧急故障的功率缺额，对应确定每一紧急故障下所有集群储能的总经济报酬和各个集群储能的下垂系数；分别以每一紧急故障作为目标紧急故障，根据目标紧急故障的功率缺额、结合所有紧急故障的功率缺额和故障占比所确定的期望功率缺额，得到目标紧急故障的目标功率缺额，进而确定目标紧急故障下所有集群储能的总经济报酬和各个集群储能的下垂系数；在电力系统发生目标紧急故障时，根据目标紧急故障下各个集群储能的下垂系数，将目标紧急故障下所有集群储能的总经济报酬分配给各个集群储能，使各个集群储能参与紧急频率控制，能够快速实时调整不同紧急故障下所有集群储能的总经济报酬和各个集群储能的下垂系数，使各个集群储能可根据自身下垂系数及分配的经济报酬设置紧急频率控制策略及控制参数，从而能够针对多种紧急故障合理激励集群储能参与紧急频率控制。
附图说明
[0038]
图1为本发明第一实施例中的一种激励集群储能参与电力系统紧急频率控制的方法的流程示意图；
[0039]
图2为本发明第一实施例中示例的含集群储能的电力系统的结构示意图；
[0040]
图3为本发明第一实施例中示例的δp
f-r曲线的示意图；
[0041]
图4为本发明第二实施例中的一种激励集群储能参与电力系统紧急频率控制的装置的结构示意图。
具体实施方式
[0042]
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0043]
需要说明的是，文中的步骤编号，仅为了方便具体实施例的解释，不作为限定步骤执行先后顺序的作用。本实施例提供的方法可以由相关的终端设备执行，且下文均以处理器作为执行主体为例进行说明。
[0044]
如图1所示，第一实施例提供一种激励集群储能参与电力系统紧急频率控制的方法，包括步骤s1～s5：
[0045]
s1、从电力系统的历史故障数据中获取紧急故障集合，并分别确定紧急故障集合中每一紧急故障的功率缺额和故障占比，得到所有紧急故障的功率缺额和故障占比；
[0046]
s2、基于预先建立的博弈模型，分别根据每一紧急故障的功率缺额，对应确定每一紧急故障下所有集群储能的总经济报酬和每一紧急故障下各个集群储能的下垂系数；
[0047]
s3、结合所有紧急故障的功率缺额和故障占比，确定期望功率缺额，并分别以每一紧急故障作为目标紧急故障，根据目标紧急故障的功率缺额和期望功率缺额，得到目标紧急故障的目标功率缺额，以根据目标紧急故障的目标功率缺额，确定目标紧急故障下所有集群储能的总经济报酬和目标紧急故障下各个集群储能的下垂系数；
[0048]
s4、在电力系统发生目标紧急故障时，根据目标紧急故障下各个集群储能的下垂系数，将目标紧急故障下所有集群储能的总经济报酬分配给各个集群储能，使各个集群储能参与紧急频率控制。
[0049]
作为示例性地，选择基于协同下垂的含集群储能的电力系统紧急频率控制策略，首先，基于集群储能的储能变流器(power conversion system，pcs)的恒功率控制，设计集群储能的p-f下垂控制，其主要步骤为：量测并网点处频率偏差，输入p-f下垂控制环节，输出有功功率指令值至集群储能的功率控制单元，调节集群储能的有功功率；其次，提出协同下垂机制，保证集群储能的下垂控制仅在电力系统发生紧急故障时起作用，可以作为常规一次调频的备用支援。
[0050]
其中，第i个集群储能的p-f下垂控制方程可以表示为：
[0051][0052]
式(1)中，为第i个集群储能的有功功率指令值，p
ie
为第i个集群储能的额定运
行功率，为第i个集群储能的下垂系数，ω
ac
为交流系统的频率偏差。
[0053]
在ω
ac
可由交流系统根据自身运行要求指定的情况下，第i个集群储能参与紧急频率控制的有功功率支援量为其与第i个集群储能的下垂系数成比例，因此第i个集群储能的下垂系数可用于衡量第i个集群储能对于电力系统频率稳定性的贡献。基于该紧急频率控制策略，本实施例提出一种激励集群储能参与电力系统紧急频率控制的方法。
[0054]
含集群储能的电力系统的拓扑结构如图2所示，该电力系统中有一个交流主系统、ne个集群储能(ces)和ng台同步机，定义集群储能的集合为e，同步机的集合为g。可以理解的是，集群储能是多种储能集群化得到的系统。
[0055]
在步骤s1中，获取电力系统的历史故障数据，从电力系统的历史故障数据中获取交流主系统自身的紧急故障集合f，紧急故障集合f中有交流主系统在预设时段，比如最近一个月内发生的各个紧急故障，比如直流闭锁故障、同步机开断故障等，并分别确定每一紧急故障的功率缺额和故障占比，得到所有紧急故障的功率缺额和故障占比
[0056]
在步骤s2中，针对紧急故障集合f中每一紧急故障的功率缺额，比如第j个紧急故障的功率缺额δp
fj
，交流主系统与多个集群储能通过博弈决策的方式来确定第j个紧急故障下所有集群储能的总经济报酬rj，以及第j个紧急故障下各个集群储能的下垂系数将博弈决策过程建模为一个博弈模型，基于该博弈模型，分别根据每一紧急故障的功率缺额，对应确定每一紧急故障下所有集群储能的总经济报酬和每一紧急故障下各个集群储能的下垂系数。由此可以得到如图3所示的δp
f-r曲线，其由一系列散点组成。
[0057]
在步骤s3中，结合所有紧急故障的功率缺额和故障占比确定期望功率缺额并分别以每一紧急故障作为目标紧急故障，根据目标紧急故障的功率缺额δp
fj
和期望功率缺额得到目标紧急故障的目标功率缺额以基于博弈模型，根据目标紧急故障的目标功率缺额确定目标紧急故障下所有集群储能的总经济报酬rn和目标紧急故障下各个集群储能的下垂系数
[0058]
可以理解的是，在开始激励集群储能参与电力系统紧急频率控制时，结合目标紧急故障的功率缺额和期望功率缺额来确定目标紧急故障下所有集群储能的总经济报酬和目标紧急故障下各个集群储能的下垂系数，使得集群储能可考虑适应于所有紧急故障的期望功率缺额，针对目标紧急故障优化设计紧急频率控制策略及控制参数，生成最优的有功功率指令值以快速应对后续随机发生的紧急故障。
[0059]
在步骤s4中，在监测到电力系统发生目标紧急故障时，按照目标紧急故障下各个集群储能的下垂系数成比例地将目标紧急故障下所有集群储能的总经济
报酬rn分配给各个集群储能，使各个集群储能参与紧急频率控制。
[0060]
本实施例能够快速实时调整不同紧急故障下所有集群储能的总经济报酬和各个集群储能的下垂系数，使各个集群储能可根据自身下垂系数及分配的经济报酬设置紧急频率控制策略及控制参数，从而能够针对多种紧急故障合理激励集群储能参与紧急频率控制。
[0061]
在优选的实施例当中，在所述在电力系统发生目标紧急故障时，根据目标紧急故障下各个集群储能的下垂系数，将目标紧急故障下所有集群储能的总经济报酬分配给各个集群储能，使各个集群储能参与紧急频率控制之后，还包括：在电力系统发生实际紧急故障时，若实际紧急故障的功率缺额大于目标紧急故障的目标功率缺额，则将目标紧急故障下各个集群储能的下垂系数修正为实际紧急故障下各个集群储能的下垂系数。
[0062]
作为示例性地，在监测到电力系统发生实际紧急故障时，确定实际紧急故障的功率缺额若实际紧急故障的功率缺额小于等于电力系统先前发生的目标紧急故障的目标功率缺额则目标紧急故障下各个集群储能的下垂系数可以满足电力系统的频率安全约束，无需修正目标紧急故障下各个集群储能的下垂系数若实际紧急故障的功率缺额大于目标紧急故障的目标功率缺额则此时目标紧急故障下各个集群储能的下垂系数无法满足电力系统的频率安全约束，需要采用直接感知功率缺额或间接量测频率变化的量测手段来将目标紧急故障下各个集群储能的下垂系数修正为实际紧急故障下各个集群储能的下垂系数。
[0063]
当采用直接感知功率缺额的量测手段时，可以得到实际紧急故障的功率缺额进一步通过查表法，得到实际紧急故障下各个集群储能的下垂系数；当采用间接量测频率变化的量测手段时，通过稳态频率偏差和电力系统先前发生的目标紧急故障下各个集群储能的下垂系数可以求得实际紧急故障的功率缺额亦可进一步通过查表法，得到实际紧急故障下各个集群储能的下垂系数。
[0064]
本实施例通过实时根据电力系统当前发生的实际紧急故障修正各个集群储能的下垂系数，使得各个集群储能可有效参与紧急频率控制，处理多种可能发生的紧急故障。
[0065]
在优选的实施例当中，所述从电力系统的历史故障数据中获取紧急故障集合，具体为：按照控制周期，定期从历史故障数据中获取紧急故障集合。
[0066]
作为示例性地，根据电力系统的历史故障数据，统计交流主系统在预设时段，比如最近三个月内发生的各个紧急故障的故障时长，根据所有紧急故障的故障时长计算单次紧急故障的平均时长，根据单次紧急故障的平均时长设置激励集群储能参与电力系统紧急频率控制的控制周期。
[0067]
在优选的实施例当中，所述分别确定紧急故障集合中每一紧急故障的故障占比，得到所有紧急故障的故障占比，具体为：根据历史故障数据，分别统计每一紧急故障的发生次数，将每一紧急故障的发生次数与所有紧急故障的总发生次数的比值对应作为每一紧急
故障的故障占比，得到所有紧急故障的故障占比。
[0068]
作为示例性地，在获取到紧急故障集合f时，假设紧急故障集合f中有直流闭锁故障、同步机开断故障两个紧急故障，根据历史故障数据，分别统计交流主系统在预设时段，比如最近一个月内直流闭锁故障的发生次数和同步机开断故障的发生次数，将直流闭锁故障的发生次数与所有紧急故障的总发生次数的比值，即直流闭锁故障的发生次数/(直流闭锁故障的发生次数+同步机开断故障的发生次数)作为直流闭锁故障的故障占比，将同步机开断故障的发生次数与所有紧急故障的总发生次数，即同步机开断故障的发生次数/(直流闭锁故障的发生次数+同步机开断故障的发生次数)作为同步机开断故障的故障占比。
[0069]
在优选的实施例当中，所述基于预先建立的博弈模型，分别根据每一紧急故障的功率缺额，对应确定每一紧急故障下所有集群储能的总经济报酬和每一紧急故障下各个集群储能的下垂系数，具体为：以电力系统支付给所有集群储能的总经济报酬最小化、电力系统内所有同步机的总发电调节成本最小化为目标构造电力系统的目标函数；分别以每一集群储能的经济报酬分配最大化、功率调节成本最小化、能量交易收益最大化为目标对应构造每一集群储能的目标函数；基于电力系统与各个集群储能之间的非合作博弈架构，根据电力系统的目标函数和各个集群储能的目标函数，建立博弈模型；求解博弈模型的均衡解，以分别根据每一紧急故障的功率缺额，对应确定每一紧急故障下所有集群储能的总经济报酬和每一紧急故障下各个集群储能的下垂系数。
[0070]
在优选的实施例当中，所述求解博弈模型的均衡解，具体为：采用不动点迭代法，求解博弈模型的均衡解。
[0071]
作为示例性地，针对第j个紧急故障的功率缺额通过博弈建模来确定第j个紧急故障下所有集群储能的总经济报酬rj，为了表述方便，省略下标j，做以下假设：
[0072]
1、假设集群储能在正常运行情况下的功率与soc可以通过历史故障数据来确定；
[0073]
2、假设紧急频率控制的时间段为常数t，且该时间段与电力系统二次调频动作时间有关；
[0074]
3、假设集群储能的功率调节速度很快，即忽略其功率调节的暂态过程。
[0075]
电力系统，相当于交流主系统的目标函数主要包含两部分，分别为支付给所有集群储能的总经济报酬r最小，以及所有同步机的总发电调节成本最小，其优化问题如式(2)所示：
[0076][0077]
式(2)中，和分别为第h个同步机的有功功率额定值和有功功率变化量，
和分别为第h个同步机的有功功率上下限，αh为第h个同步机的成本系数，δpf为紧急故障的功率缺额，为第i个集群储能的下垂系数，为第i个集群储能的下垂系数，为第h个同步机的下垂系数，为交流主系统的频率偏差计算值，ω
ac
为交流主系统的预期频率偏差，y(
·
)是交流主系统的经济激励响应函数，和分别为ω
ac
的上下限，和r分别为总经济报酬的上下限。约束条件中第一条为交流主系统的一次频率调节方程，此外还有各变量的上下限约束，频率安全约束等。交流主系统的决策变量为r。
[0078]
第i个集群储能的目标函数包含三部分，分别为按其下垂系数成比例所分得的经济报酬最大，自身的功率调节成本最小，以及由soc变化所带来的能量交易收益最大，其优化问题如式(3)所示：
[0079][0080]
式(3)中，p
ie
和δp
ie
分别为第i个集群储能的功率额定值和变化量，和分别为p
ie
的上下限，βi为第i个集群储能的成本系数，t为紧急频率控制的时间段，和分别为第i个集群储能的soc额定值与变化量，和分别为的上下限，ζi为第i个集群储能的能量的价格系数。约束条件分别为集群储能的传输功率与soc的上下限约束。第i个集群储能的决策变量为
[0081]
考虑多个决策主体之间非合作的情况，则该激励博弈架构为多个集群储能之间以及与交流主系统之间的非合作博弈。激励博弈的三要素如下所示：
[0082]
1、参与者：交流主系统、各集群储能；
[0083]
2、策略集：分别为其中下垂系数的上下限可根据优化问题中各变量上下限约束间接得到；
[0084]
3、支付函数：分别为
[0085]
为求解该博弈模型的均衡解，在应用不动点法求解时，由于各个集群储能的优化目标中含有耦合项其不仅取决于自身决策变量还和其他集群储能的决策有关，因此，在迭代过程中的初值选择以及决策顺序可能会影响均衡解的求解。
[0086]
为解决该问题，定义虚拟价格变量，即：
[0087][0088]
通过变量代换，可以消除上述耦合，使得各个集群储能的优化问题可以独立求解。
[0089]
此外，基于所定义的虚拟价格变量，假设交流主系统的响应函数为线性函数，来模拟交流主系统对于集群储能所给的响应，即：
[0090][0091]
式(5)中，a为边际响应系数，γ
t-1
为上一轮不动点迭代值，t为迭代次数。
[0092]
假设交流主系统可以根据自身的安全稳定运行要求，来确定自身的预期频率偏差ω
ac
，即ω
ac
是一个给定的常数。此时，通过上述变量代换与假设，交流主系统的优化问题可以简化为：
[0093][0094]
式(6)中，和γ为γ的上下限。
[0095]
集群储能i的优化问题可以简化为：
[0096][0097]
此时，通过不动点迭代法，可以求得该激励博弈的均衡解。
[0098]
本实施例能够综合考虑集群储能的功率调节约束和soc约束，合理激励集群储能参与紧急频率控制。
[0099]
在优选的实施例当中，期望功率缺额为：
[0100][0101]
其中，f为紧急故障集合，pj为第j个紧急故障的故障占比，δp
fj
为第j个紧急故障的功率缺额。
[0102]
在优选的实施例当中，目标紧急故障的目标功率缺额为预先定义的优化问题的解；其中，优化问题为：
[0103]
(9)；
[0104]
其中，f为紧急故障集合，δp
fj
为第j个紧急故障的功率缺额，为期望功率缺
额。
[0105]
基于与第一实施例相同的发明构思，第二实施例提供如图4所示的一种激励集群储能参与电力系统紧急频率控制的装置，包括：紧急故障整理模块21，用于按照控制周期，定期从电力系统的历史故障数据中获取紧急故障集合，并分别确定紧急故障集合中每一紧急故障的功率缺额和故障占比，得到所有紧急故障的功率缺额和故障占比；激励博弈决策模块22，用于基于预先建立的博弈模型，分别根据每一紧急故障的功率缺额，对应确定每一紧急故障下所有集群储能的总经济报酬和每一紧急故障下各个集群储能的下垂系数；经济报酬优化模块23，用于结合所有紧急故障的功率缺额和故障占比，确定期望功率缺额，并分别以每一紧急故障作为目标紧急故障，根据目标紧急故障的功率缺额和期望功率缺额，得到目标紧急故障的目标功率缺额，以根据目标紧急故障的目标功率缺额，确定目标紧急故障下所有集群储能的总经济报酬和目标紧急故障下各个集群储能的下垂系数；经济报酬激励模块24，用于在电力系统发生目标紧急故障时，根据目标紧急故障下各个集群储能的下垂系数，将目标紧急故障下所有集群储能的总经济报酬分配给各个集群储能，使各个集群储能参与紧急频率控制。
[0106]
在优选的实施例当中，所述激励集群储能参与电力系统紧急频率控制的装置，还包括：下垂系数修正模块，用于在所述在电力系统发生目标紧急故障时，根据目标紧急故障下各个集群储能的下垂系数，将目标紧急故障下所有集群储能的总经济报酬分配给各个集群储能，使各个集群储能参与紧急频率控制之后，在电力系统发生实际紧急故障时，若实际紧急故障的功率缺额大于目标紧急故障的目标功率缺额，则将目标紧急故障下各个集群储能的下垂系数修正为实际紧急故障下各个集群储能的下垂系数。
[0107]
在优选的实施例当中，紧急故障整理模块21包括紧急故障集合获取单元；紧急故障集合获取单元，用于按照控制周期，定期从历史故障数据中获取紧急故障集合。
[0108]
在优选的实施例当中，紧急故障整理模块21包括故障占比确定单元；故障占比确定单元，用于根据历史故障数据，分别统计每一紧急故障的发生次数，将每一紧急故障的发生次数与所有紧急故障的总发生次数的比值对应作为每一紧急故障的故障占比，得到所有紧急故障的故障占比。
[0109]
在优选的实施例当中，所述激励博弈决策模块22，包括：
[0110]
第一目标函数构造单元，用于以电力系统支付给所有集群储能的总经济报酬最小化、电力系统内所有同步机的总发电调节成本最小化为目标构造电力系统的目标函数；
[0111]
第二目标函数构造单元，用于分别以每一集群储能的经济报酬分配最大化、功率调节成本最小化、能量交易收益最大化为目标对应构造每一集群储能的目标函数；
[0112]
博弈模型建立单元，用于基于电力系统与各个集群储能之间的非合作博弈架构，根据电力系统的目标函数和各个集群储能的目标函数，建立博弈模型；
[0113]
博弈模型求解单元，用于求解博弈模型的均衡解，以分别根据每一紧急故障的功率缺额，对应确定每一紧急故障下所有集群储能的总经济报酬和每一紧急故障下各个集群储能的下垂系数。
[0114]
在优选的实施例当中，博弈模型求解单元，具体用于采用不动点迭代法，求解博弈模型的均衡解。
[0115]
在优选的实施例当中，期望功率缺额为：
[0116][0117]
其中，f为紧急故障集合，pj为第j个紧急故障的故障占比，δp
fj
为第j个紧急故障的功率缺额。
[0118]
在优选的实施例当中，目标紧急故障的目标功率缺额为预先定义的优化问题的解；其中，优化问题为：
[0119]
(11)；
[0120]
其中，f为紧急故障集合，δp
fj
为第j个紧急故障的功率缺额，为期望功率缺额。
[0121]
综上所述，实施本发明的实施例，具有如下有益效果：
[0122]
通过基于博弈模型分别根据紧急故障集合中每一紧急故障的功率缺额，对应确定每一紧急故障下所有集群储能的总经济报酬和各个集群储能的下垂系数；分别以每一紧急故障作为目标紧急故障，根据目标紧急故障的功率缺额、结合所有紧急故障的功率缺额和故障占比所确定的期望功率缺额，得到目标紧急故障的目标功率缺额，进而确定目标紧急故障下所有集群储能的总经济报酬和各个集群储能的下垂系数；在电力系统发生目标紧急故障时，根据目标紧急故障下各个集群储能的下垂系数，将目标紧急故障下所有集群储能的总经济报酬分配给各个集群储能，使各个集群储能参与紧急频率控制，能够快速实时调整不同紧急故障下所有集群储能的总经济报酬和各个集群储能的下垂系数，使各个集群储能可根据自身下垂系数及分配的经济报酬设置紧急频率控制策略及控制参数，从而能够针对多种紧急故障合理激励集群储能参与紧急频率控制。
[0123]
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
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本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)或随机存储记忆体(random access memory，ram)等。