一种基于合作博弈理论的互联电网频率偏差系数设定方法

一种基于合作博弈理论的互联电网频率偏差系数设定方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于合作博弈理论的互联电网频率偏差系数设定方法，其特征是，包括：互联电网自动发电控制运行的过程中采用TBC控制模式；根据频率偏差大小把运行状态分为不同等级，不同等级下各控制区的B系数设定方式不同；在联合调频区时，根据合作博弈的Shapley和核仁模型周期地改变各控制区的B系数，把各控制区的收益优化调整到合作博弈的收益分配点。本发明实现各控制区收益的优化分配。
【专利说明】
一种基于合作博弈理论的互联电网频率偏差系数设定方法
技术领域
[0001] 本发明涉及自动发电控制领域，具体涉及一种基于合作博弈理论的互联电网频率 偏差系数设定方法。
【背景技术】
[0002] 自动发电控制(AGC)是维持互联电网频率为额定值，联络线功率为计划值的重要 技术手段。联络线功率及频率偏差控制(TBC)是互联电网运行中合理的AGC控制模式，在控 制参数选择合适的情况下，只要各控制区有足够的AGC调节能力，可以实现各控制区只负责 调节本区域的扰动功率。电网中调频资源分布不均，同时大规模间歇式能源发电接入后调 频容量需求显著增加。单纯依靠控制区自身的AGC调节能力，难以保证频率和联络线功率的 控制效果，全网的AGC调节资源也得不到有效利用。需要研究新的AGC控制模式，协调各控制 区之间的AGC运行，更好地发挥全网的AGC调节能力，保证AGC协调控制过程中的收益在各控 制区之间公平分配。
[0003] TBC控制模式下，频率偏差系数(简称B系数)的设定对频率恢复起着至关重要的作 用。现有文献中提出根据扰动量分配B系数的AGC控制模式，按照扰动的大小把各控制区的B 系数修改为B+ΔΒ，实现AGC协调控制。为了保证不同危机情况下AGC机组的合理调节，现有 文献还提出按照频率偏差绝对值的大小把系统的运行状态划分为不同等级，等级不同B系 数的设定方式不同。文献"基于动态系数法的互联电网K系数调整策略[J].电网技术，2009， 33(12) :72-76"考虑了各控制区之间AGC机组的配合，在不同扰动情况下以不同的方式设定 B系数。文献"华东电网动态区域控制误差应用分析[J].电力系统自动化，2010，34 (8): 106-?Π )"介绍了动态 ACE 的计算方法和物理意义，提出考虑跨区送电机组跳闸和联络线越限约 束时的动态ACE实施方案。当前研究只关注了各控制区间AGC如何协调动作才能使系统运行 得到优化，但并未涉及收益如何在各控制区之间合理分配，激励其开展合作，形成稳固的合 作联盟。

【发明内容】

[0004] 为解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种基于合作博弈理论的互联电网频 率偏差系数设定方法，本发明在基于合作博弈理论的AGC协调控制机制的基础上，提出了一 种基于合作博弈理论的互联电网AGC协调控制策略。
[0005] 为实现上述目的，本发明的具体方案如下：
[0006] -种基于合作博弈理论的互联电网频率偏差系数设定方法，包括：
[0007] 互联电网自动发电控制运行的过程中采用TBC控制模式；
[0008] 根据频率偏差大小把运行状态分为不同等级，不同等级下各控制区的B系数设定 方式不同；
[0009] 在联合调频区时，根据合作博弈的Shapley和核仁模型周期地改变各控制区的B系 数，把各控制区的收益优化调整到合作博弈的收益分配点。
[0010] 进一步的，互联电网自动发电控制为协调控制，各控制区周期性计算本控制区的 AGC机组调节能力，实时上报给上级控制中心，控制中心周期性地计算B系数，下达给各控制 区。
[0011] 进一步的，上述根据频率偏差I △ f I大小把运行状态分为不同等级，不同等级下各 控制区的B系数设定方式不同，具体体现在：
[0012] I Af I在死区，g卩OS I Af K Af |D时，系统内所有AGC机组均不动作；
[0013] I Af I在正常调节区，g卩I Af| D〈| Af I彡I Af| N时，各控制区均以自然频率特性系 数β作为B系数，二次调频由扰动区自己负责控制，并将其他控制区提供的一次调频功率支 援量完全补偿；
[0014] I Af I在联合调节区，g卩I Afl N〈| Af I彡I Aflc时，控制中心根据扰动大小和各控 制区的调频责任计算B系数变化量△ B1，下达到各控制区，把其B系数修改为B1+△ B1，快速恢 复频率；
[0015] I Af I在紧急调节区，即I Af |>| Af Ic时，控制中心按照调频能力计算各控制区B1, 使系统所有的AGC机组都按调频能力参与调频，防止频率崩溃。
[0016] 其中，I Af卜为第一设定值，I Af In为第二设定值，I Af Ic为第三设定值，且值I Af d<| Af |N<| Af |c〇
[0017] 进一步的，上述B系数设置原则为：
[0018] B系数代表控制区承担的AGC调频责任，B系数设置大于自然频率特性系数时，其值 越大表示控制区承担的本控制区之外的调频责任越大。当I △ f I在联合调节区时，△ B1的设 置应保证在整个AGC协调控制过程中收益的公平分配。
[0019] 进一步的，在AGC协调控制过程中，各控制区的收益主要由两部分组成：互为备用 少设置AGC调节容量所节省的费用和承担控制区之外调频责任所花费的费用。
[0020] 进一步的，互为备用少设置AGC调节容量所节省的费用通过建立AGC调节容量收益 模型进行计算，承担控制区之外调频责任所花费的费用通过建立相应的模型进行计算。 [0021 ]进一步的，根据合作博弈的Shapley和核仁模型周期地改变各控制区的B系数，把 各控制区的收益优化调整到合作博弈的收益分配点，需要建立合作博弈的收益分配模型。 [0022]进一步的，合作博弈的收益分配模型在建立的过程中，令N=U，2, ···，!!}表示互联 电网控制区的集合，η为控制区个数，AGC协调控制的合作博弈模型可用有序数对(N，v)表 示，其中V为特征函数，是从2 W={51S ^ Α/}到实数集妒的映射，S是N的子集，V (S)指联盟S中各 控制区进行AGC协调控制所产生的收益，ν( Φ )=0。
[0023]进一步的，特征函数的含义是:对任何可能的控制区集合S，都有一个由合作而产 生的收益￥(3)，显然，对于￥5,7^//:，3^=巾，必有￥(3)+￥(1')彡￥(31^)，即合作博弈0，￥) 是超可加的，这是各控制区合作的必要条件，T为任意一个集合。
[0024]进一步的，设向量XeRN表示控制区集合为N时博弈的收益分配向量，X1表示分配给 控制区i e N的收益，合作博弈满足两个基本假设：
[0025] 1)合作博弈(N，v)的收益分配向量XeRN符合个体理性，即每个控制区都能获得比 不加入联盟更多的收益，对于V/e/v，都有x(i)彡v(i)。
[0026] 2)合作博弈(N，v)的收益分配向量XeRN符合集体理性，即每个联盟中各控制区分 得的收益之和等于联盟的总收益，。 IgN
[0027 ]进一步的，Shap I e y值是合作博弈的有效解，控制区i所应分得的收益等于该控制 区对每一个它所参与联盟的边际贡献的平均值，Shapley值是合作博弈的唯一值解，可作为 AGC协调控制经济效益分配的解。
[0028]进一步的，核仁：当收益分配向量属于核仁，最不理想的联盟也要优于其他所有分 配向量的最不理想的联盟，核仁是合作博弈另一个解，它存在且唯一，同样可作为AGC协调 控制经济效益分配的解。
[0029]进一步的，B系数优化设置原则：
[0030] 在AGC协调控制过程中，周期性更新B系数改变各控制区承担本控制之外调频责任 的费用，把各控制区的整体收益调整到合作博弈的收益分配点，步骤如下：
[0031] 1)获取系统数据，根据建立的AGC协调控制收益模型，滚动地计算各个控制区的 AGC调节容量收益和承担控制区之外调频责任花费的费用；
[0032] 2)当I Af I在联合调节区时，计算各控制区的实际AGC调节容量收益及合作博弈的 收益分配点，根据扰动大小和合作博弈收益模型设置各控制的B系数，把各控制区的整体收 益向合作博弈的收益分配点调整；
[0033] 3)当I Af I在紧急调节区时，根据调频能力分配各控制区的B系数，并计算本次扰 动中各控制区紧急调频的费用。
[0034]本发明的有益效果：
[0035]本发明在分析基于合作博弈理论的AGC协调控制机制的基础上，提出了一种基于 合作博弈理论的互联电网AGC协调控制策略。互联电网AGC运行的过程中采用TBC控制模式， 根据频率偏差大小把系统的运行状态分为不同等级，不同等级下各控制区的B系数设定方 式不同。在联合调频区时，根据合作博弈的Shapley和核仁模型周期地改变各控制区的B系 数，把各控制区的收益优化调整到合作博弈的收益分配点。对三控制区互联的系统进行仿 真，验证了基于合作博弈理论的互联电网AGC协调控制策略的有效性。
【附图说明】
[0036] 图I TBC-TBC控制模式；
[0037] 图2 AGC协调控制策略；
[0038]图3| Af I调节区域等级划分；
[0039 ]图4设定不同B系数时系统频率变化；
[0040]图5频率时域仿真曲线对比；
[0041]图6三控制区B系数设定曲线；
[0042]图7各种分配方式比较示意图；
[0043]图8基于合作博弈理论的B系数分配流程图；
[0044]图9三控制区互联电力系统；
[0045]图10三控制区某日AGC调节容量需求曲线。
【具体实施方式】：
[0046]下面结合附图对本发明进行详细说明：
[0047]关于频率偏差系数：
[0048]图1表示两控制区互联的电力系统，控制区A和B均采用TBC控制模式，区域控制偏 差ACE的计算公式分别为：
[0049] ACEA=PTa-PTs+BA(fa-fs) = δ Ρτ+ΒαΔ f (I)
[0050] ACEb = -(Ρτ3-Ρτ8) +Bb(fa-fs) = - Δ Pt+Bb Δ f (2)
[0051 ]式中：PTa，PTs分别为联络线功率的实际值和计划值;fa，匕分别为频率的实际值和 额定值;Ba、Bb分别为控制区A和B的B系数。
[0052]若控制区A负荷增加 Δ PL，经过一次调频后系统频率降低Δ f = -A PL/(0A+0B)，联 络线上功率变化Δ Pab = - Δ PL0B/(0A+0B)，其中βΑ、β Β分别为控制区A、B的自然频率特性系数。 当控制区A、B都设置Β = β时，ACEa= Δ ΡΑΒ+βΑ Δ f = - Δ Pl，ACEb= Δ ΡΒΑ+βΒ Δ f = 〇，只有发生扰 动的控制区产生控制作用;设置Β>β时，无扰动控制区参与控制，有利于频率快速恢复;设置 Β〈β时，无扰动控制区反向调节，对频率恢复有害。
[0053] 关于AGC协调控制：
[0054]各控制区周期性计算本控制区的AGC机组调节能力（包括总的调节速率和调节范 围等），实时上报给上级控制中心。控制中心根据系统运行状态、全系统的调节资源及各控 制区的AGC调频责任等信息周期性地计算B系数，下达给各控制区，如图2所示。
[0055]系统的运行状态可按照频率偏差绝对值的大小划分为不同等级，如图3所示。在不 同等级的I Δ f I下，各个控制区B系数设定方式不同，具体如下：
[0056] I) I Af I在死区，g卩〇< I AfK Af |D时，系统内所有AGC机组均不动作。
[0057] 2)| Af I在正常调节区，g卩I Af| D〈| AfK Af I N时，理想的情况是各控制区均以 自然频率特性系数β作为B系数，二次调频由扰动区自己负责控制，并将其他控制区提供的 一次调频功率支援量完全补偿。
[0058] 3) I Δ f I在联合调节区，g卩I Δ f I N〈 I Δ f K Δ f I c时，上级控制中心根据扰动大小 和各控制区的调频责任计算A B1，下达到各控制区，把其B系数修改为B1+ △ B1，快速恢复频 率。
[0059] 4)| Af I在紧急调节区，g卩I Af |>| Af |c时，上级控制中心按照调频能力计算各控 制区B1，使系统所有的AGC机组都按调频能力参与调频，防止频率崩溃。
[0060]基于合作博弈的B系数设置原则
[0061] B系数代表控制区承担的AGC调频责任，B系数设置大于自然频率特性系数时，其值 越大表示控制区承担的本控制区之外的调频责任越大。当I △ f I在联合调节区时，△ B1的设 置应本着公平公正的原则，保证在整个AGC协调控制过程中收益的公平分配。这本质上是多 利益主体之间的利益冲突问题，合作博弈是解决此类问题的有效数学模型方法，能够找到 一种合理的收益分配方案，优化设置各控制区的△ B1，促使其开展合作。
[0062] AGC协调控制收益模型：在AGC协调控制过程中，各控制区的收益主要由两部分组 成:互为备用少设置AGC调节容量所节省的费用和承担控制区之外调频责任所花费的费用。
[0063] AGC调节容量收益模型：各控制区可从其他控制区调用的AGC调节容量，受其他控 制区满足自身AGC需求后剩余的可用AGC调节容量影响，同时受区域间联络线传输容量的限 制。某运行状态下，控制区i可从j获得的最大AGC调节容量可表示为：
[0064] Pijmax=max[min(Prj ,Cijmax-Psij) ,0] (3)
[0065] 其中：Pijmax为控制区i可从j获得的最大AGC调节容量;Prj为控制区j满足自身AGC 需求后剩余的可用AGC调节容量;CijmaxS控制区i与j之间联络线的最大传输容量;Psij为控 制区i与j之间的联络线交换功率计划值。
[0066] 控制区i可从其他所有互联控制区获得的最大AGC调节容量Pimax可表示为：
[0067]
⑷.
[0068]其中：η为互联控制区个数。
[0069] 通过对历史负荷、发电计划、联络线交换计划、旋转备用、机组或输电元件的意外 故障及风电功率预测偏差等数据的分析，得到控制区j历史时刻实际所需的AGC调节容量。 控制区j在给定的历史运行状态下实际所需的AGC调节容量可表示为：
[0070] Paj =Ploadj-Ploadf J-Pgj-Ps j+Plj+Pwj+Pcj+Poj (5)
[0071] 其中：Piciadj为控制区j某历史时段内随时间变化的负荷;Piciadfj为负荷的高频波动 部分，即对原始ACE信号滤波去掉的部分。从Ploadj中分离Ploadfj得到分钟级负荷分量的算法 有:滚动平均法、时段平均法等;P gj为控制区j的发电计划;Ps伪控制区j与其他所有互联区 域联络线交换功率计划的总和;Ρυ为旋转备用的遗漏部分，在旋转备用的启动过程中，必将 有AGC容量暂时代替它满足系统的调节需求;P wj为风电功率预测偏差而引起的AGC调节容 量;Pd为机组或输电元件的意外故障引起的AGC调节容量;Pcij为其他因素引起的AGC调节容 量，如因 AGC机组配合原因产生的反调现象所引起的AGC调节容量。
[0072] AGC调节容量的设定值为Psetj，控制区j满足自身AGC需求后剩余可用AGC调节容量 Prj可表示为：
[0073] Prj = Psetj-Paj (6)
[0074]设AGC调节容量的单位成本为，控制区i少设置AGC调节容量所节省的费用为：
[0075] Csi = Pimax1 Yc (7)
[0076] 承担控制区之外调频责任费用模型:假设I Δ f I在联合调节区，控制区i的功率缺 额为Δ Pu，其他控制区的扰动为0。A PLi可分解为Δ PiN和Δ Pc两部分:前者表示控制区i在 正常调节区内的调节功率，为控制区i应承担的调频责任;后者表示应由所有互联控制区共 同承担的调节功率，调频责任的分配基于合作博弈的利益分配原则。A P1^P APc的计算公 式分别如式(8)和式(9)所示：
[0077]
(8_)
[0078]其中：AfN为正常调节区和联合调节区的分界频率偏差值;η为互联控制区的个 数。
[0079] APc= APLi-APiN (9)
[0080] 假设控制区j和i分配承担的AGC调节功率分别为Δ PcdP Δ Pci，则Δ Bj和Δ Bi的计 算公式分别为：
[0081] ABj = -APcj/Af (10)
[0082]
(H)
[0083] 设承担调频责任的单位成本为ys，控制区i承担本控制区之外的调频责任费用如 下式：
[0084] Cci= A Pci · ys (12)
[0085] 综合以上分析，控制区i的收益函数1为：
[0086] Yi = Csi-Cci (13)
[0087] 关于核：联盟S分配给所有控制区的收益之和不能小于该联盟的总收益，即 /5^=队乙4^10)'否则联盟中成员会脱离大联盟单独组建小联盟，这称为合作博弈0， ￥) ieS 的联盟理性。符合联盟理性的收益分配向量为合作博弈(N，v)的核，它满足个体理性、集体 理性和联盟理性，是所有联盟成员都不会反对的分配方案。核可能是空集，即使不是空集， 核分配一般也不唯一，因此难以作为AGC协调控制经济效益分配的解。
[0088]关于Shapley值:Shapley值是合作博弈的有效解，按照其思想，控制区i所应分得 的收益等于该控制区对每一个它所参与联盟的边际贡献的平均值，如下式所示：
[0089]
(14)
[0090] 其中：s表示S中控制区的个数，s! (n-s-1)! /n!表示排序出现的概率。
[0091] Shapley值是合作博弈的唯一值解，可作为AGC协调控制经济效益分配的解。
[0092]关于核仁:核仁的基本思想是：当收益分配向量属于核仁，最不理想的联盟也要优 于其他所有分配向量的最不理想的联盟。定义指标超出来评估S对X的满意性：
[0093]
(15)
[0094] 超出e(S，x)的大小反映了 S对X的满意性，e(S，x)越大，S对X越不满意。对于一个X， S共有2~个，可以表示为Sj，j = 1，2，…，2N。联盟对X的满意性取决于e(Sj，X)，j = 1，2，…，2〃中 的最大的。把e (Sj，X)由大到小排列，得到一个2N的向量，记Θ (X)为：
[0095]
(16)
[0103] I)获取系统数据，根据本文建立的AGC协调控制收益模型，滚动地计算各个控制区 的AGC调节容量收益和承担控制区之外调频责任花费的费用；
[0104] 2)当I Af I在联合调节区时，计算各控制区的实际AGC调节容量收益及合作博弈的 收益分配点，根据扰动大小和合作博弈收益模型设置各控制的B系数，把各控制区的整体收 益向合作博弈的收益分配点调整；
[0105] 3)当I Af I在紧急调节区时，根据调频能力分配各控制区的B系数，并计算本次扰 动中各控制区紧急调频的费用。
[0106] 在一定时间段tN(如当日或当月）内，通过动态设定B系数保证频率质量，同时使各 控制区的收益满足合作博弈的利益分配原则。可能存在控制区的调频能力不足以承担分配 的调频责任或控制区内调频资源成本较高的情况，可以考虑向外控制区购买调频能力，控 制区之间事先签订买卖合同，并在上级控制中心备案，由控制中心在设置B系数时予以考 虑。
[0107] 仿真分析：以三控制区互联电力系统为例，控制区A、B和C均采用TBC控制模式，如 图9所示。在一次调频和AGC数学模型基础上，利用MATLAB/Simulink仿真平台搭建互联电网 的频率时域仿真模型。
[0108] 假设互联电网无故障运行到5.Os时，控制区A内阶跃产生5%的功率缺额，本控制 区只能提供2 %的AGC调节容量，其他控制区无扰动且AGC调节容量充足。对各控制区分别设 置不同B系数的情形进行仿真，频率变化如图4所示。仿真结果验证了前文中所述及的不同B 系数设置对频率恢复的影响，为设计基于动态B系数的AGC协调控制奠定了理论基础。
[0109] 以某三个不同地区某日实际负荷曲线、发电功率和联络线交换功率计划及扰动等 数据作为A、B、C三个控制区的算例分析数据，分别计算该日各控制区的实际AGC调节容量 需求曲线，如图10所示，以此作为频率仿真模型中各控制区的负荷需求变化。假设各控制区 的AGC调节容量设定为系统最大负荷的3%，分别对各控制区B系数设置为自然频率特性系 数和动态改变B系数进行AGC协调控制两种场景进行频率仿真，结果对比如图5所示。仿真结 果表明基于动态B系数的AGC协调控制能充分利用系统的所有调节资源，更好地发挥全网 AGC的调节能力，维持频率稳定。根据系统数据滚动计算各个控制区的AGC调节容量收益，当 Af I处在联合调节区时，按照合作博弈的收益分配模型计算各控制区的B系数，其设定曲 线如图6所示。
[0110] 表1 AGC调节容量收益
[0112] 三个控制区共有{A}、{B}、{C}、{A、B}、{A、C}、{B、C}、{A、B、C}七种组合，假设各控 制区AGC调节容量成本为500元/Mff. h，根据算例数据计算出该日各种联盟下的AGC调节容量 收益，如表1所示。可以看出，各控制区因互为备用少设置AGC调节容量获得收益，三控制区 联盟比两控制区联盟获取的收益更大。
[0113] 为保证合作联盟的稳定性，收益必须在三个控制区之间合理分配。通过画图可知， 图7中ABCDEF所围成的阴影面积为合作博弈的核，解不唯一难以作为合作博弈的解。分别根 据式（14)、（18)计算合作博弈的Shapley值和核仁，如图7中三角形所表示的点（202.771， 201.228，199.262)和五角星所表示的点（202.730，200.977，199.556)所示。
[0114] 图7中黑点（197.719，200.805，204.738)表示各控制区实际AGC调节容量收益分配 点，调整B系数改变各控制区承担本控制区之外调频责任的费用，使各控制区整体收益满足 合作博弈的收益分配原则。该日在AGC协调控制过程中，调频费用为16.950万元，动态设定B 系数的过程中各控制区承担的本控制区之外调频责任费用如表2所示，各控制区的整体收 益为合作博弈的收益分配点。
[0115] 表2调频责任费用分配
L0117」 Shapley值和核仁是合作博弈在不同原则下的分配结果，具有不同的良好性质，没 有必要挑选其中之一作为合作博弈的解。因为合作博弈无统一解的概念，没有解能够符合 所有人对于"公平"的理解。Shapley值和核仁这两大合作博弈的解分别与功利主义和平均 主义相对应。
[0118] 本发明为保证频率和联络线功率的控制效果及合理利用全网的AGC调节资源，提 出了一种基于合作博弈理论的互联电网AGC协调控制。采用互联电网AGC运行中的TBC控制 模式，根据频率偏差绝对值的大小对系统运行状态进行等级划分，等级不同控制区频率偏 差系数的设定方式不同，实现区域电网间AGC控制的协调配合。建立了AGC协调控制中各控 制区收益的数学模型，包括互为备用少设置AGC调节容量所节省的费用模型和承担控制区 之外调频责任所花费的费用模型，当系统处于联合调频区时，采用合作博弈的Shapley值和 核仁模型对各控制区的收益通过周期性改变频率偏差系数的方法调整承担调频责任所花 费的费用，实现各控制区收益的优化分配。采用三控制区互联电力系统进行仿真，结果验证 了基于合作博弈理论的互联电网AGC协调控制的有效性。
[0119] 上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范 围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不 需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1. 一种基于合作博弈理论的互联电网频率偏差系数设定方法，其特征是，包括： 互联电网自动发电控制运行的过程中采用TBC控制模式； 根据频率偏差大小把运行状态分为不同等级，不同等级下各控制区的B系数设定方式 不同； 在联合调频区时，根据合作博弈的化apley和核仁模型周期地改变各控制区的B系数， 把各控制区的收益优化调整到合作博弈的收益分配点。2. 如权利要求1所述的一种基于合作博弈理论的互联电网频率偏差系数设定方法，其 特征是，互联电网自动发电控制为协调控制，各控制区周期性计算本控制区的AGC机组调节 能力，实时上报给上级控制中屯、，控制中屯、周期性地计算B系数，下达给各控制区。3. 如权利要求1所述的一种基于合作博弈理论的互联电网频率偏差系数设定方法，其 特征是，上述根据频率偏差I Af I大小把运行状态分为不同等级，不同等级下各控制区的B 系数设定方式不同，具体体现在： Af I在死区，即〇《I Af I Af Id时，系统内所有AGC机组均不动作； Afl在正常调节区，即I Af|〇<| Af|《| AfU时，各控制区均W自然频率特性系数0作 为B系数，二次调频由扰动区自己负责控制，并将其他控制区提供的一次调频功率支援量完 全补偿； A f I在联合调节区，即I A f I N< I A f I《I A f I C时，控制中屯、根据扰动大小和各控制区 的调频责任计算B系数变化量A Bi,下达到各控制区，把其B系数修改为Bi+ A Bi,快速恢复频 率. Af I在紧急调节区，即I Af |〉| Af Ic时，控制中屯、按照调频能力计算各控制区Bi,使系 统所有的AGC机组都按调频能力参与调频，防止频率崩溃； 其中，I Af I D为第一设定值，I Af I N为第二设定值，I Af Ie为第S设定值，且值I Af |d< Af |n<| Af |c〇4. 如权利要求1所述的一种基于合作博弈理论的互联电网频率偏差系数设定方法，其 特征是，上述B系数设置原则为： B系数代表控制区承担的AGC调频责任，B系数设置大于自然频率特性系数时，其值越大 表示控制区承担的本控制区之外的调频责任越大。当I A f I在联合调节区时，A Bi的设置应 保证在整个AGC协调控制过程中收益的公平分配。5. 如权利要求1所述的一种基于合作博弈理论的互联电网频率偏差系数设定方法，其 特征是，在AGC协调控制过程中，各控制区的收益主要由两部分组成:互为备用少设置AGC调 节容量所节省的费用和承担控制区之外调频责任所花费的费用。6. 如权利要求1所述的一种基于合作博弈理论的互联电网频率偏差系数设定方法，其 特征是，根据合作博弈的化apley和核仁模型周期地改变各控制区的B系数，把各控制区的 收益优化调整到合作博弈的收益分配点，需要建立合作博弈的收益分配模型。7. 如权利要求1所述的一种基于合作博弈理论的互联电网频率偏差系数设定方法，其 特征是，合作博弈的收益分配模型在建立的过程中，令N=U，2,…，n}表示互联电网控制区 的集合，n为控制区个数，AGC协调控制的合作博弈模型可用有序数对(N，v)表示，其中V为特 征函数，是从2"=巧护二A/}到实数集妒的映射，S是N的子集，V(S)指联盟S中各控制区进行AGC 协调控制所产生的收益，v( d) )=0。8. 如权利要求1所述的一种基于合作博弈理论的互联电网频率偏差系数设定方法，其 特征是，特征函数的含义是：对任何可能的控制区集合S，都有一个由合作而产生的收益V (S)，显然，对于V5,^巨/V，SnT=(6，必有v(S)+v(T)《v(SUT)，即合作博弈(N，v)是超可加 的，运是各控制区合作的必要条件。9. 如权利要求1所述的一种基于合作博弈理论的互联电网频率偏差系数设定方法，其 特征是，设向量xGRW表示控制区集合为N时博弈的收益分配向量，Xi表示分配给控制区iGN 的收益，合作博弈满足两个基本假设： 1) 合作博弈(N，v)的收益分配向量xGRW符合个体理性，即每个控制区都能获得比不加 入联盟更多的收益，对于V/EA/，都有x(i)>v(i)。 2) 合作博弈(N，v)的收益分配向量xGRW符合集体理性，即每个联盟中各控制区分得的 收益之和等于联盟的总收益，= WW。 '识'N'10. 如权利要求1所述的一种基于合作博弈理论的互联电网频率偏差系数设定方法，其 特征是，B系数优化设置原则： 在AGC协调控制过程中，周期性更新B系数改变各控制区承担本控制之外调频责任的费 用，把各控制区的整体收益调整到合作博弈的收益分配点，步骤如下： 1) 获取系统数据，根据建立的AGC协调控制收益模型，滚动地计算各个控制区的AGC调 节容量收益和承担控制区之外调频责任花费的费用； 2) 当I A f I在联合调节区时，计算各控制区的实际AGC调节容量收益及合作博弈的收益 分配点，根据扰动大小和合作博弈收益模型设置各控制的B系数，把各控制区的整体收益向 合作博弈的收益分配点调整； 3) 当I Af I在紧急调节区时，根据调频能力分配各控制区的B系数，并计算本次扰动中 各控制区紧急调频的费用。
【文档编号】H02J3/24GK105914762SQ201610293674
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】刘萌, 李宽, 赵斌超, 王军, 李玉敦, 张岩
【申请人】国网山东省电力公司电力科学研究院, 国网山东省电力公司, 国家电网公司