一种超大规模电网的需求侧频率紧急控制的敏捷反应方法与流程

技术特征：

1.一种超大规模电网的需求侧频率紧急控制的敏捷反应方法，其特征在于，包括：

阶段一：毫秒级主动响应，以本地侧零通信的主动响应形式进行，通过阶段一响应过程是零通信的，实现响应速度最快可达毫秒级；

阶段二：可靠延时响应，通过3～5秒的延时反复确认频率骤降事实，得到进行可靠响应以补充剩余的有功缺额；

阶段三：最优动态控制，若存在控制成本低于发电侧备用的负荷且频率仍低于额定值，则系统以通信的方式准确切除此类负荷，并且将频率以最优的动态特性恢复至额定频率。

2.根据权利要求1所述的一种超大规模电网的需求侧频率紧急控制的敏捷反应方法，其特征在于：所述阶段一具体为：设置当频率降至49.8hz(额定50hz)以下时才允许阶段一动作，同时，瞬时响应量(pstage1)取有功缺额的20％-30％作为响应量，即

pstage1＝-k1pstep(4)

其中，k1为阶段一的响应量占总有功缺额的比例，取值范围为20％-30％。

3.根据权利要求1所述的一种超大规模电网的需求侧频率紧急控制的敏捷反应方法，其特征在于：所述阶段二具体为：将故障频率恢复至正常范围的下界附近(记为取值49.8hz-49.9hz)。

响应量由下式计算：

实际响应时间由以下因素决定：(f1)智能插座自主判断当前频率是否持续小于49.8hz，且根据新的频率监测值验算pstep和fnadir，若3-5秒内多次判断结果均为是，则直接进行rdr；若多次判断结果不一致，则rdr待命并继续判断；(f2)若接收到网关的切除(或待机)命令，则直接切断电器(或待机)，结合(f1)和(f2)可知，阶段二是一种零通信响应和通信响应相结合的响应方式。

4.根据权利要求1所述的一种超大规模电网的需求侧频率紧急控制的敏捷反应方法，其特征在于：所述阶段三具体为：响应量可用下式进行计算：

podc＝min{-pstep-pstage1-pstage2,plowcost}(6)

其中，plowcost表示成本低于发电侧备用的负荷量，该阶段的等效系统输入可以是阶跃输入和斜坡输入中的任意一种；衡量动态特性的指标包括：超调量、稳态值和稳态时间，对前两阶段响应的进一步补充，同时也是故障暂态与正常稳态之间的过渡阶段。

5.根据权利要求1所述的一种超大规模电网的需求侧频率紧急控制的敏捷反应方法，其特征在于：所述本地侧零通信的主动响应形式具体为：将可控负荷事先分配优先级，优先级小的负荷优先动作，第i优先级的智能插座已知信息包括：各优先级有功总量ppriority¹，ppriority²，…，ppriorityⁱ⁺¹和第i级电器总数napplianceⁱ，自身电器有功功率papplianceⁱ，进而计算自身的切断概率poffⁱ

预期响应量为pstage1，首先，第i级负荷的预期响应量为：

如果非正，说明第i-1级负荷响应量已经足够，则第i优先级负荷不参与icr，否则，第i级负荷参与icr，并进一步计算第i+1级预期响应量为：

如果非负，说明本级负荷响应量不足，则第i级负荷全部参与icr，即该级插座跳闸概率poffⁱ＝100％；否则，本级储备充足，第i优先级第j个插座的加权跳闸概率用式(9)计算；

其中，u^i(j)(0,1)表示第i优先级第j个插座基于均匀概率分布产生的0到1之间的随机数，koff^i(j)是根据电器功率差异计算的加权修正系数，计算方法如下；

koff^i(j)越大，修正量越大，切断概率越高，功率较大的电器负荷切断概率偏小，在电器总量极大的情况下，削减的负荷量将接近期望值pstage1，对于阶段二，将式(7)-(10)中的pstage1换成相应的pstage2即可。

技术总结
本发明公开了电力系统技术领域的一种超大规模电网的需求侧频率紧急控制的敏捷反应方法，包括毫秒级主动响应，以本地侧零通信的主动响应形式进行，通过阶段一响应过程是零通信的，实现响应速度最快可达毫秒级，可靠延时响应，通过3～5秒的延时反复确认频率骤降事实，得到进行可靠响应以补充剩余的有功缺额，最优动态控制，若存在控制成本低于发电侧备用的负荷且频率仍低于额定值，则系统以通信的方式准确切除此类负荷，并且将频率以最优的动态特性恢复至额定频率，该方法兼顾了快速性和可靠性，同时能够完成分阶段本地侧主动响应，响应过程零通信，实现需求侧负荷资源的响应速度最快可达毫秒级，该方案相对于单阶段响应方案的可靠性更高。

技术研发人员：何光宇;肖居承;王治华;陈宏福;高峰;何果红
受保护的技术使用者：上海交通大学;国网上海市电力公司
技术研发日：2019.08.31
技术公布日：2019.11.15