自動(dòng)的協(xié)同能力是指在規(guī)定頻率變化范圍內(nèi)，提供或接受 電能的源能夠自動(dòng)地適應(yīng)電功率平衡的能力；具有自動(dòng)協(xié)同能力的源包括常規(guī)機(jī)組、負(fù)荷 以及能夠參與頻率一次調(diào)節(jié)的風(fēng)力或光伏發(fā)電設(shè)備、電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能裝置； 具有可控的協(xié)同能力的源，可控的協(xié)同能力是指在規(guī)定頻率變化范圍內(nèi)，借助可調(diào)節(jié) 的源電能的再調(diào)整并配合自動(dòng)的協(xié)同能力而自動(dòng)地適應(yīng)電功率平衡的能力；具有可控的協(xié) 同能力的源包括自動(dòng)發(fā)電控制機(jī)組、可控常規(guī)負(fù)荷以及能夠參與頻率二次調(diào)節(jié)的風(fēng)力或光 伏發(fā)電設(shè)備、電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能裝置； 具有再可控的協(xié)同能力的源，再可控的協(xié)同能力是指在規(guī)定頻率變化范圍內(nèi)，可控的 協(xié)同能力已充分發(fā)揮前提下，借助不可調(diào)節(jié)的源電能的再調(diào)整而自動(dòng)地適應(yīng)電功率平衡的 能力；具有再可控的協(xié)同能力的源包括能夠采取切負(fù)荷手段的常規(guī)負(fù)荷和能夠采取棄風(fēng)手 段的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備； B、 將步驟A中具有自動(dòng)的協(xié)同能力的源其自動(dòng)協(xié)同能力表達(dá)為Ρ=Ρ*+β · Af，其中， P*表TK提供或接受;電能的源中與頻率無(wú)關(guān)的部分；β · Af表TjK與頻率有關(guān)的部分，β為 單位頻率變化所引起電能增加或減少的系數(shù)，對(duì)于提供電能的源有β〈〇,對(duì)于接受電能的 源有β >0 ;△ f表示系統(tǒng)頻率的偏差；僅依靠自動(dòng)的協(xié)同能力就可實(shí)現(xiàn)源平衡的狀態(tài)稱之 為自動(dòng)的協(xié)同狀態(tài)； 由于頻率質(zhì)量要求，電力系統(tǒng)運(yùn)行的自動(dòng)協(xié)同能力一定是有限的，當(dāng)負(fù)荷與可再生能 源發(fā)電波動(dòng)顯著，致使頻率質(zhì)量不滿足要求時(shí)，就需要對(duì)具有可控的協(xié)同能力的源進(jìn)行再 調(diào)整；對(duì)于自動(dòng)發(fā)電控制機(jī)組，只要調(diào)度確定了基點(diǎn)和參與因子，通過(guò)自動(dòng)發(fā)電控制即可使 可控協(xié)同能力自動(dòng)釋放；對(duì)于能夠參與頻率二次調(diào)節(jié)的可控常規(guī)負(fù)荷、風(fēng)力或光伏發(fā)電設(shè) 備、電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能裝置，其可控協(xié)同能力的釋放依賴于各自的控制模塊，不同裝置的控制 模塊不盡相同，但均可實(shí)現(xiàn)功率的再調(diào)整；需要依靠可控的協(xié)同能力實(shí)現(xiàn)源平衡的狀態(tài)稱 為可控的協(xié)同狀態(tài)； 由于自動(dòng)的協(xié)同能力、可控的協(xié)同能力都是有限的，這些能力的大小取決于可調(diào)節(jié)源 的具體情況，以及負(fù)荷與可再生能源發(fā)電的波動(dòng)情景，一旦因可調(diào)節(jié)資源不足以應(yīng)對(duì)波動(dòng)， 就必須采取將不可調(diào)節(jié)的源轉(zhuǎn)化為可調(diào)節(jié)的源，即所謂切負(fù)荷，或者放棄可再生能源的發(fā) 電等不得已手段；采取以上手段的程度與調(diào)度水平密切相關(guān)；需要依靠再可控的協(xié)同能力 實(shí)現(xiàn)源平衡的狀態(tài)稱之為再可控的協(xié)同狀態(tài)； C、 最終實(shí)現(xiàn)的源平衡一定為步驟B中三種協(xié)同狀態(tài)中的一種，依據(jù)上述三種協(xié)同狀 態(tài)，建立考慮電力系統(tǒng)協(xié)同能力的經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型的目標(biāo)函數(shù)為
其中，Ng為火電機(jī)組數(shù)量；
7機(jī)組i的發(fā)電成本特性函數(shù)，i=l，2, 3 ;其中
幾組i的輸出功率基點(diǎn)；
辦機(jī)組i再調(diào)整(二次調(diào)整）的成本特性函數(shù)，其 中
>別為再上調(diào)和再下調(diào)的備用容量；
為棄風(fēng)成本特性 函數(shù)，
為切負(fù)荷成本特性函數(shù)，：
為切負(fù)荷量； 目標(biāo)函數(shù)中？
對(duì)應(yīng)了正常運(yùn)行時(shí)機(jī)組輸出功率基點(diǎn)位置的發(fā)電成 i為可控的協(xié)同能力對(duì)應(yīng)的成本
為再可控的協(xié)同能力對(duì)應(yīng)的成本；


;為能夠充分利用自動(dòng)的 協(xié)同能力，目標(biāo)函數(shù)中不計(jì)自動(dòng)的協(xié)同能力對(duì)應(yīng)的成本，這樣，在目標(biāo)函數(shù)的牽制下，調(diào)度 依次優(yōu)先實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的協(xié)同狀態(tài)、可控的協(xié)同狀態(tài)以及再可控的協(xié)同狀態(tài)； D、以系統(tǒng)發(fā)電和備用成本最小為目標(biāo)，將頻率納入決策中，確定考慮電力系統(tǒng)協(xié)同能 力的經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型在系統(tǒng)發(fā)電和備用成本最小時(shí)兩類約束條件： a、 機(jī)組輸出功率基點(diǎn)的源平衡約束
電場(chǎng)輸出功率預(yù)測(cè)期望值，為負(fù)荷預(yù)測(cè)期望值； b、 由于負(fù)荷與風(fēng)電為不確定量，下一時(shí)段的實(shí)際功率往往會(huì)與期望值存在偏差；出現(xiàn) 負(fù)荷與風(fēng)電波動(dòng)后，最終都將在本發(fā)明上文中定義的三種狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)源平衡，電力系統(tǒng)運(yùn) 行協(xié)同的自動(dòng)的協(xié)同狀態(tài)、可控的協(xié)同狀態(tài)和再可控的協(xié)同狀態(tài)的三種狀態(tài)的源平衡約束 表達(dá)式為：
其中，為機(jī)組i二次動(dòng)作量，Rei為單位頻率變化所引起機(jī)組i輸出功率增加或 減少的系數(shù)，D為單位頻率變化所引起負(fù)荷電能增加或減少的系數(shù)，△匕為滿足一定分布的 負(fù)荷相對(duì)期望值的波動(dòng)量，APwS滿足一定分布的風(fēng)電場(chǎng)輸出功率相對(duì)期望值的波動(dòng)量， Λ匕和Λ P w的分布規(guī)律可通過(guò)預(yù)測(cè)獲得，具體的預(yù)測(cè)方法為通過(guò)概率預(yù)測(cè)技術(shù)得到期望值 和方差后，取±3 〇對(duì)應(yīng)的區(qū)間；
中，等式左側(cè)表示電力系統(tǒng)運(yùn)行協(xié)同能力，當(dāng)調(diào)度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的協(xié)同狀態(tài) 時(shí)只包含第一項(xiàng):〗
實(shí)現(xiàn)可控的協(xié)同狀態(tài)時(shí)，只包含前兩
實(shí)現(xiàn)再可控的協(xié)同狀態(tài)時(shí)，包含上述三項(xiàng)
:等式右側(cè)表示負(fù)荷與風(fēng)電的波動(dòng) 量，假設(shè)Δ Pf Λ Pw預(yù)期波動(dòng)的區(qū)間為[-Λ p dn，Λ Pup]，其中，-Λ Pdn為負(fù)荷與風(fēng)電預(yù)期的 最大向下波動(dòng)量，Λ Pup為預(yù)期的最大向上波動(dòng)量； 為了實(shí)現(xiàn)等式:：
~中三種狀態(tài)下的源平衡，必須滿足 以下兩個(gè)約束條件：
，即電力系統(tǒng)運(yùn)行協(xié)同能力最大的向上調(diào)整能力應(yīng) 不小于負(fù)荷與風(fēng)電的最大向上波動(dòng)量；
，即電力系統(tǒng)運(yùn)行協(xié)同能力最大的向下調(diào)整能力應(yīng) 不小于負(fù)荷與風(fēng)電的最大向下波動(dòng)量； Ε、利用二次規(guī)劃算法對(duì)模型進(jìn)行求解，最終得到下一時(shí)段發(fā)電機(jī)基點(diǎn)和備用容量，可 將發(fā)電機(jī)基點(diǎn)下發(fā)給各機(jī)組執(zhí)行。
[0021] 本發(fā)明的有益效果如下： 1、本發(fā)明將基于負(fù)荷響應(yīng)的市場(chǎng)集成與控制方式相結(jié)合，提出一種"自下而上"的負(fù)荷 響應(yīng)參與電力市場(chǎng)有、無(wú)功功率備用的技術(shù)框架。通過(guò)對(duì)大量可參與負(fù)荷調(diào)控的負(fù)荷分類、 聚合，構(gòu)建能效發(fā)電機(jī)，進(jìn)而根據(jù)能效發(fā)電機(jī)構(gòu)建能效電廠，將能效電廠引入電力系統(tǒng)有、 無(wú)功功率備用容量計(jì)算模型中，通過(guò)提供電力系統(tǒng)的虛擬有、無(wú)功功率備用容量，在不影響 電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，改善電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，提升了電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì) 效益、降低了發(fā)電廠碳排放量，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的雙受益。
[0022] 2、本發(fā)明依據(jù)自動(dòng)發(fā)電控制技術(shù)，在不考慮電壓變化影響的前提下，將電力系統(tǒng) 協(xié)同能力的定義劃分為三類，即自動(dòng)的協(xié)同能力、可控的協(xié)同能力和再可控的協(xié)同能力；然 后提出電力系統(tǒng)運(yùn)行協(xié)同的經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型，以系統(tǒng)發(fā)電和備用成本最小為目標(biāo)，將頻率納 入決策中，以區(qū)間的形式表示負(fù)荷和可再生能源發(fā)電波動(dòng)的預(yù)期，在模型中有效考慮協(xié)同 能力后所對(duì)應(yīng)的約束；最后，利用二次規(guī)劃算法對(duì)模型進(jìn)行了求解，得到最終的發(fā)電機(jī)基點(diǎn) 和備用容量。
[0023] 3、本發(fā)明相比傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，能夠擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)調(diào)度解的空間，避免調(diào)度無(wú)解 而實(shí)際可行的情況，且能更好的實(shí)現(xiàn)調(diào)度與控制的友好銜接。
[0024] 4、本發(fā)明在大規(guī)?？稍偕茉窗l(fā)電并網(wǎng)背景下，提出的電力系統(tǒng)運(yùn)行協(xié)同的經(jīng)濟(jì) 調(diào)度模型有助于電網(wǎng)消納可再生能源發(fā)電，尤其是在不確定性度量手段(隨機(jī)性、模糊性、 粗糙性）與經(jīng)濟(jì)性銜接的不確定性調(diào)度決策中會(huì)發(fā)揮盡可能消納可再生能源發(fā)電的目標(biāo)， 具有明顯現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1為本發(fā)明的電力調(diào)度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖2為本發(fā)明的電力調(diào)度指揮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖3為本發(fā)明的電力調(diào)度預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 以下由特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說(shuō)明 書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0029] 本發(fā)明的一種自動(dòng)化電力調(diào)度系統(tǒng)各個(gè)分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1到圖3所示，下面依 次進(jìn)行說(shuō)明。
[0030] 圖1為發(fā)明的電力調(diào)度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。該系統(tǒng)包括：資源控制系統(tǒng)和電網(wǎng) 電能調(diào)度系統(tǒng)。所述資源控制系統(tǒng)用于對(duì)電力系統(tǒng)中參與負(fù)荷調(diào)度的負(fù)荷按區(qū)域和類型進(jìn) 行分類，將同一種類型的負(fù)荷的容量按照區(qū)域進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，建立對(duì)應(yīng)各類型負(fù)荷的能效發(fā)電 機(jī)模型，將所述區(qū)域內(nèi)的所有的能效發(fā)電機(jī)模型結(jié)合成所述區(qū)域?qū)?yīng)的能效發(fā)電廠模型， 并建立所述能效發(fā)電廠模型對(duì)應(yīng)的能效發(fā)電機(jī)有、無(wú)功功率備用容量分?jǐn)們?yōu)化模型，其中， 所述有、無(wú)功功率備用容量分?jǐn)們?yōu)化模型包括能效發(fā)電廠中各個(gè)能效發(fā)電機(jī)的有、無(wú)功功 率備用容量?jī)?yōu)化分?jǐn)偙壤?；并根?jù)各個(gè)所述能效發(fā)電廠所分?jǐn)偟挠?、無(wú)功功率備用容量，采 用內(nèi)點(diǎn)法求解所述能效發(fā)電機(jī)的有、無(wú)功功率備用容量分?jǐn)們?yōu)化模型，獲取所述能效發(fā)電 廠中各個(gè)能效發(fā)電機(jī)所分?jǐn)偟挠?、無(wú)功功率備用容量，將各個(gè)能效發(fā)電機(jī)所分?jǐn)偟挠小o(wú)功 功率備用容量代入對(duì)應(yīng)的能效發(fā)電機(jī)模型，獲取組成該能效發(fā)電機(jī)模型的各類負(fù)荷的調(diào)控 量，根據(jù)各類負(fù)荷的調(diào)控量，調(diào)整可調(diào)度負(fù)荷的運(yùn)行定值； 所述電網(wǎng)電能調(diào)度系統(tǒng)用于將所述能效發(fā)電廠模型與傳統(tǒng)的基于最優(yōu)潮流的有、無(wú)功 功率備用容量計(jì)算模型相結(jié)合，建立對(duì)應(yīng)的電力系統(tǒng)有、無(wú)功功率備用容量計(jì)算模型，并采 用內(nèi)點(diǎn)法求解所述電力系統(tǒng)有、無(wú)功功率備用容量計(jì)算模型，獲取對(duì)應(yīng)的各個(gè)能效發(fā)電廠 所分?jǐn)偟挠?、無(wú)功功率備用容量。
[0031] 其中，所述資源控制系統(tǒng)完成對(duì)參與電力系統(tǒng)有、無(wú)功功率備用市場(chǎng)的負(fù)荷進(jìn)行 聚合、建模、構(gòu)建能效發(fā)電機(jī)。其詳細(xì)實(shí)施為：統(tǒng)計(jì)所屬區(qū)域內(nèi)參與電力系統(tǒng)有、無(wú)功功率 備用市場(chǎng)的負(fù)荷類型、容量，對(duì)所有負(fù)荷以類型為屬性進(jìn)行歸類，對(duì)同一類型負(fù)荷線性累積 構(gòu)建基于該類型負(fù)