一种调频资源分类及协同参与一次调频控制方法与流程

本发明涉及电力系统一次调频，尤其涉及一种调频资源分类及协同参与一次调频控制方法。

背景技术：

1、随着规模化新能源集中接入电网，电力系统正逐步从以火电机组为主导的传统系统转变为风光新能源为主导的新型系统。新能源出力的随机性、间歇性及波动性给系统调频带来了很大的挑战，要求电网必须具备更好的调频能力才能满足频率要求。因此，如何提高电网的调频能力成为了目前领域研究的重点。传统的电网调频往往通过火电机组或水电机组来调节，然而这些调频方式或受到环境或受到地理环境的限制。随着新能源和储能的大规模接入，常规电源调频能力不足问题将日益凸显，亟需研究新型电力系统背景下优化储能、新能源参与频率梯次调节技术，提升频率安全防控水平。相比于传统的调频资源，储能、新能源等新型调频资源具有截然不同的特点。

2、新型调频资源整体潜力巨大，但是单体容量较小。目前典型的传统机组单机容量一般为60万千瓦以上，但是在聚合之前，很多新型调频资源的容量仅有几兆瓦，甚至更小。不同调频资源之间特性差异很大。例如在调节速度方面，新型储能远高于常规火电；在调节容量方面，储能又远不及火电。调频能力的不确定性强。调节参数明显随时间的变化而变化，例如风电场的备用容量会随着风速的变化呈现变化趋势。调频成本差异大。例如储能与已投入运行的火电机组成本差异明显，两者提供调频的固定和可变成本之间亦存在很大不同。调频特性更为复杂。很多新型调节资源只能提供短时间调频服务，超过一定时间就需要恢复。因此，异质调频资源如何配合也是未来新型电力系统频率控制需要解决的关键问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种调频资源分类及协同参与一次调频控制方法，用以解决现有异质调频资源难以均衡协同参与一次调频的问题。

2、本发明提供一种调频资源分类及协同参与一次调频控制方法，包括：

3、获取多种异质调频资源信息；

4、基于多种异质调频资源信息根据响应速度和持续时间进行分类，生成分类结果；

5、基于所述分类结果确定异质调频资源的特征，分析参与一次调频的动态过程，生成分析结果；基于所述分析结果确定异质调频资源中参数设定对于系统稳态频差的影响，选定最佳参数。

6、根据本发明提供的一种调频资源分类及协同参与一次调频控制方法，所述基于多种异质调频资源信息根据响应速度和持续时间进行分类，生成分类结果，具体包括：根据响应速度和持续时间将调频资源进行四象限聚合分类；

7、聚合分类形成第一象限、第二象限、第三象限和第四象限的调频资源。

8、根据本发明提供的一种调频资源分类及协同参与一次调频控制方法，所述聚合分类形成第一象限、第二象限、第三象限和第四象限的调频资源，具体包括：

9、所述第一象限的调频资源能量充足、调频响应速度快；

10、所述第二象限的调频资源能量不足、调频响应速度快；

11、所述第三象限的调频资源能量补足、调频响应速度慢；

12、所述第四象限的调频资源能量充足、调频响应速度慢。

13、根据本发明提供的一种调频资源分类及协同参与一次调频控制方法，所述基于所述分类结果确定异质调频资源的特征，分析参与一次调频的动态过程，生成分析结果，具体包括：在异质调频资源进行暂态支撑期间，第一象限、第二象限和第四象限的调频资源共同承担调频任务，忽略不同位置频率差异，电力系统功率缺额下系统一次调频的动态过程为：

14、

15、其中，δpol0(t)为系统初始功率偏差量；ts为系统总的转动惯量，等于所有运行机组转动惯量之和；kd为系统的负荷频率调节效应系数；δp1(t)、δp2(t)、δp4(t)分别为第一、二、四象限调频资源调频功率，kdδf(t)为负荷调频资源调频功率，即δpd。

16、根据本发明提供的一种调频资源分类及协同参与一次调频控制方法，所述基于所述分析结果确定异质调频资源中参数设定对于系统稳态频差的影响，选定最佳参数，具体包括：在异质调频资源进行稳态支撑期间，由第一象限和第四象限的调频资源共同承担调频任务，此时电力系统功率平衡方程为：

17、δpol0＝δp1+δp4-kdδf∞

18、其中δf∞为稳态频差。

19、根据本发明提供的一种调频资源分类及协同参与一次调频控制方法，所述电力系统功率平衡方程中，仅考虑死区限幅环节，则δp1表达式为：

20、δp1＝-k1(δf∞-δfdb1)

21、其中，δfdb1为第一象限调频资源的死区，δp4的公式为：

22、δp4＝-k4(δf∞-δfdb4)

23、计算稳态频差表达式为：

24、

25、在不改变k4与δfdb4的基础上，k1越大，稳态频差越小；δfdb1越小，稳态频差越小。

26、本发明还提供一种调频资源分类及协同参与一次调频控制系统，所述系统包括：资源获取模块，用于获取多种异质调频资源信息；

27、资源分类模块，用于基于多种异质调频资源信息根据响应速度和持续时间进行分类，生成分类结果；

28、一次调频分析模块，用于基于所述分类结果确定异质调频资源的特征，分析参与一次调频的动态过程，生成分析结果；

29、参数设定模块，用于基于所述分析结果确定异质调频资源中参数设定对于系统稳态频差的影响，选定最佳参数。

30、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述调频资源分类及协同参与一次调频控制方法。

31、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述调频资源分类及协同参与一次调频控制方法。

32、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述调频资源分类及协同参与一次调频控制方法。

33、本发明提供的一种调频资源分类及协同参与一次调频控制方法，通过根据不同调频资源的特性，以调频能量为横坐标，调频相应速度为纵坐标对不同类型的调频资源进行分类，所得到四个象限分别对应相应特性的调频资源。当异质调频资源参与频率一次调节，进行暂态支撑时，分析各种调频资源对于频率缺额的支撑能力，提出一种稳态频差的表达方式，分析异质调频资源中参数设定对于系统稳态频差的影响，在第一象限调频资源的调频过程中，设置较大的系数和较小的死区，可以显著减小稳态频差，对电网中异质调频资源梯次参与调频过程提供一定的指导意义。

技术特征：

1.一种调频资源分类及协同参与一次调频控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的调频资源分类及协同参与一次调频控制方法，其特征在于，所述基于多种异质调频资源信息根据响应速度和持续时间进行分类，生成分类结果，具体包括：

3.根据权利要求2所述的调频资源分类及协同参与一次调频控制方法，其特征在于，所述聚合分类形成第一象限、第二象限、第三象限和第四象限的调频资源，具体包括：

4.根据权利要求1所述的调频资源分类及协同参与一次调频控制方法，其特征在于，所述基于所述分类结果确定异质调频资源的特征，分析参与一次调频的动态过程，生成分析结果，具体包括：

5.根据权利要求1所述的调频资源分类及协同参与一次调频控制方法，其特征在于，所述基于所述分析结果确定异质调频资源中参数设定对于系统稳态频差的影响，选定最佳参数，具体包括：

6.根据权利要求5所述的调频资源分类及协同参与一次调频控制方法，其特征在于，所述电力系统功率平衡方程中，仅考虑死区限幅环节，则δp1表达式为：

7.一种调频资源分类及协同参与一次调频控制系统，其特征在于，所述系统包括：

8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述调频资源分类及协同参与一次调频控制方法。

9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述调频资源分类及协同参与一次调频控制方法。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述调频资源分类及协同参与一次调频控制方法。

技术总结
本发明提供一种调频资源分类及协同参与一次调频控制方法，包括：获取多种异质调频资源信息；基于多种异质调频资源信息根据响应速度和持续时间进行分类，生成分类结果；基于所述分类结果确定异质调频资源的特征，分析参与一次调频的动态过程，生成分析结果；基于所述分析结果确定异质调频资源中参数设定对于系统稳态频差的影响，选定最佳参数。本发明解决了现有异质调频资源难以均衡协同参与一次调频的问题。

技术研发人员：李武璟,陈磊,苏彪,李祥涛,郭相阳,马清元,刘鑫,闵勇,张亚刚,徐飞,王智伟,王文倬,张启文,陈前昌,陈力,江国琪,林亭君
受保护的技术使用者：国家电网有限公司西北分部
技术研发日：
技术公布日：2024/9/26