基于应急备用的机组出力确定方法、装置、设备及介质与流程

本发明涉及电网应急调度，具体涉及基于应急备用的机组出力确定方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、随着新能源发电技术的不断进步,新能源并网成为解决环境污染、能源紧缺的一种重要的手段。然而新能源大规模并网也增加了电网频率失稳的风险。为保证电网频率的稳定，在出现功率缺额时，需要启用系统备用容量弥补缺额。当前电力系统在发生缺额时通常从发电侧机组中购买机组备用容量进行调度，或者从需求侧购买可中断负荷作为备用容量进行调用。但是，当机组和可中断负荷同时参与调用时，如何对二者的应急备用进行协同确定机组出力，是当前急需解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了基于应急备用的机组出力确定方法、装置、设备及介质，以解决如何对机组和可中断负荷的应急备用进行协同确定机组出力的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种基于应急备用的机组出力确定方法，方法包括：构建应急调度启动后各时段的频率限值约束；以机组和可中断负荷的成本为第一目标，基于频率限值约束构建应急备用预留优化模型；对应急备用预留优化模型求解，得到机组和可中断负荷在各时段预留的应急备用；以机组运行成本为第二目标，以机组在各时段预留的应急备用确定出力约束，基于第二目标和出力约束确定多时段发电计划模型；对多时段发电计划模型求解，得到机组的计划出力结果。

3、本发明实施例提供的基于应急备用的机组出力确定方法，通过构建应急调度启动后各时段的频率限值约束，可以确定多个时刻点的频率限值，由此可以有效保证应急调度的频率恢复效果。同时通过构建应急备用预留优化模型能够求解确定机组和可中断负荷协同进行应急调度时的预留备用；由此可以在分析各时段的可能缺失功率大小基础上，优化预留各时段的应急备用，在多时段发电计划中考虑各时段应急备用优化结果，不影响发电计划本身的计算效率。

4、在一种可选的实施方式中，构建应急调度启动后各时段的频率限值约束，包括：基于系统惯量、功率最大缺失值、限值系数以及划分时段计算应急调度启动后各时段频率增加值；基于应急调度最小值和各时段频率增加值之和确定各时段的频率限值约束。

5、本实施例中，通过计算各时段频率增加值，并应急调度最小值和各时段频率增加值之和确定各时段的频率限值约束，由此，使得各时刻点的频率限值为递进关系，保证了电网的频率持续的恢复，能够防止长时间低于目标频率的情况。

6、在一种可选的实施方式中，以机组和可中断负荷的成本为第一目标，基于频率限值约束构建应急备用预留优化模型，包括：以机组和可中断负荷提供应急备用的成本最小构建第一目标函数；构建机组和可中断负荷的应急备用调用出力约束；基于应急备用出力和功率最大缺失值的关系构建应急备用限值约束；基于频率响应时域微分方程和频率限值约束构建频率约束；基于第一目标函数、应急备用调用出力约束、应急备用限值约束和频率约束构建应急备用预留优化模型。

7、在一种可选的实施方式中，构建机组和可中断负荷的应急备用调用出力约束，包括：基于可中断负荷的响应时间构建可中断负荷的应急备用调用出力约束；基于机组的响应时间和爬坡速率构建机组的应急备用调用出力约束。

8、本实施例中，在构建应急备用预留优化模型时，考虑了应急备用调用出力约束、应急备用限值约束和频率约束，同时在构建应急备用调用出力约束时，考虑了可中断负荷和机组的响应时间以及机组的爬坡速率，由此基于对该模型求解得到的结果进行应急备用，能够实现系统频率的快速恢复。

9、在一种可选的实施方式中，以机组运行成本为第二目标，以机组在各时段预留的应急备用确定出力约束，基于第二目标和出力约束确定多时段发电计划模型，包括：以机组运行成本最小构建第二目标函数；基于机组在各时段预留的应急备用和计划出力构建机组约束；构建系统平衡约束、机组爬坡约束和网络约束；基于第二目标函数、机组约束、系统平衡约束、机组爬坡约束和网络约束确定多时段发电计划模型。

10、在一种可选的实施方式中，系统平衡约束基于负荷功率和新能源机组功率之差与机组计划出力之间的关系确定；机组爬坡约束基于机组的爬坡速率和滑坡速率确定；网络约束基于线路潮流约束确定。

11、本实施例中，在构建多时段发电计划模型时，考虑了机组约束、系统平衡约束、机组爬坡约束和网络约束，从而使得求解模型得到的发电计划保证了机组的正常出力运行。

12、在一种可选的实施方式中，应急备用预留优化模型采用二次凸规划问题的求解方式进行求解，多时段发电计划模型采用线性规划问题的求解方式求解。

13、本实施例中，虽然应急备用预留优化模型采用二次凸规划问题的求解方式进行求解，但是该模型为单时段的备用优化，计算规模小。

14、第二方面，本发明提供了一种基于应急备用的机组出力确定装置，装置包括：约束构建模块，用于构建应急调度启动后各时段的频率限值约束；优化模型构建模块，用于以机组和可中断负荷的成本为第一目标，基于频率限值约束构建应急备用预留优化模型；第一求解模块，用于对应急备用预留优化模型求解，得到机组和可中断负荷在各时段预留的应急备用；计划模型构建模块，用于以机组运行成本为第二目标，以机组在各时段预留的应急备用确定出力约束，基于第二目标和出力约束确定多时段发电计划模型；第二求解模块，用于对多时段发电计划模型求解，得到机组的计划出力结果。

15、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的基于应急备用的机组出力确定方法。

16、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的基于应急备用的机组出力确定方法。

技术特征：

1.一种基于应急备用的机组出力确定方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构建应急调度启动后各时段的频率限值约束，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以机组和可中断负荷的成本为第一目标，基于所述频率限值约束构建应急备用预留优化模型，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，构建机组和可中断负荷的应急备用调用出力约束，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，以机组运行成本为第二目标，以机组在各时段预留的应急备用确定出力约束，基于第二目标和出力约束确定多时段发电计划模型，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述系统平衡约束基于负荷功率和新能源机组功率之差与机组计划出力之间的关系确定；所述机组爬坡约束基于机组的爬坡速率和滑坡速率确定；所述网络约束基于线路潮流约束确定。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述应急备用预留优化模型采用二次凸规划问题的求解方式进行求解，所述多时段发电计划模型采用线性规划问题的求解方式求解。

8.一种基于应急备用的机组出力确定装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种计算机设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至7中任一项所述的基于应急备用的机组出力确定方法。

技术总结
本发明涉及电网应急调度技术领域，具体涉及基于应急备用的机组出力确定方法、装置、设备及介质。方法包括：构建应急调度启动后各时段的频率限值约束；以机组和可中断负荷的成本为第一目标，基于频率限值约束构建应急备用预留优化模型；对该模型求解，得到机组和可中断负荷在各时段预留的应急备用；以机组运行成本为第二目标，以机组在各时段预留的应急备用确定出力约束，确定多时段发电计划模型；对该模型求解，得到机组的计划出力结果。本实施例通过构建各时段的频率限值约束，有效保证应急调度的频率恢复效果。在分析各时段可能缺失功率大小基础上，优化预留各时段的应急备用，在多时段发电计划中考虑备用结果，不影响发电计划本身的计算效率。

技术研发人员：张大伟,王彦沣,赵静,路轶,熊志杰,温丽丽,席骊瑭,郭亮,郭果,张国芳,杨小磊,马瑞光,刘升,刘海洋,邬钧,严思予,张祥龙,马天男,钟靓,裴占国,苏华
受保护的技术使用者：国网四川省电力公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10