[发明专利]一种电力系统源‑网‑荷互动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统源-网-荷互动控制方法，属于电力系统理论、控制理论和系统理论的交叉技术应用领域。

背景技术

未来电力系统中电源侧、电网侧根据负荷的用电行为变化而被动调节的局面将会被打破，电源、电网和负荷三者之间将会形成信息与能量的双向传输，形成广泛地互动体系。

在源侧，大规模风力发电、大规模太阳能光伏发电、大型储能电站发电的渗透率不断增加，出现能源种类多元化局面，同时电源出力的不确定性增加。集中式电源和分布式并举改变了传统电力系统中单一的集中式电源供电的形式，电源之间的协调控制将面临更大的挑战。源侧包括以下几种互动资源：电源侧间歇性电源，指源侧风电场，太阳能发电厂等间歇性电源；电源侧常规电源，指源侧水电厂、火电厂等常规电源；电源侧储能，指电源侧的大型储能设施。

在网侧，由于分布式电源的广泛接入，网络受到的潮流冲击将会更加严重，因此系统对电网的可靠性、安全性将更加关注。同时，基于新型电力电子元件的配合，系统对于网络的监控精度更高，相邻网络将更高效地配合输电将成为可能。网侧互动资源包括：本网输电能力，指在考虑备用的情况下本网能的输电能力；过网负载，邻域电网所能提供的输电能力。

在负荷侧，更多的新型负荷、新型设备在改变人们生活的同时，也将改变供电方式。电动汽车等柔性可控负荷的发展将极大地增加电能双向流动的规模；小规模的分布式电源以及储能设施的装设将使用户转变为供电商；针对不同用户将出现不同的电价政策，需求侧响应将更有效地调节负荷用电。负荷侧的互动资源包括：常规负荷，指居民、传统工业、商业、农业、非居民照明等常规用户的总和；柔性可控负荷，指自带储能装置的可控负荷，主要以电动汽车，智能家居为主；可中断负荷，指与供电公司签订合同，当系统出现功率不平衡时，供电公司可以切断的负荷；负荷侧可控电源，指负荷侧的可控小规模分布式电源，如柴油发电机、汽油发电机等；负荷侧间歇性电源，指负荷侧的间歇性分布式电源，如小型风电机，太阳能电池板等；负荷侧储能，指负荷侧的小型储能设施。

每一种互动资源都有其自身的自然功率，自然功率是指在未经互动时表现出的功率特性，是后续互动的基础。

传统电力系统中，电源侧主要由火电、水电等常规电源组成，负荷侧主要由可控性弱的常规负荷组成，电能由电源侧通过电网传送到负荷侧，电源和电网侧根据用户的用电行为及其变化规律，通过控制端进行被动调节。在未来的电力系统中，电源侧除了常规电源外还包括间歇性电源、大型储能设施等大量新型电源。在负荷侧，除了常规负荷外，还包括电动汽车等柔性可控负荷，同时如小型间歇性电源、小型可控电源、小型储能设备等分布式电源的渗透率会更高。配合安装有广域测量系统等新型电力电子设备的柔性电力系统中源、网、荷三者之间将形成能量和信息的双向传递形式。

现有的电源-电网-负荷控制方法是按照现有电力系统架构来设计，不能适应未来具有互动作用的电力系统。

发明内容

发明目的：本发明提出一种电力系统源-网-荷互动控制方法，通过电价、激励、调度机制对电力系统源、网、荷三侧的资源进行互动控制，形成各电力设备功率的互动量，表征出源、网、荷的互动关系，为充分发挥资源的互动潜力，保证电力系统的能量平衡，消纳不可控资源，尤其是清洁可再生能源，以及电力系统的安全稳定、优质经济运行提供依据。

技术方案：本发明采用的技术方案为一种电力系统源-网-荷互动控制方法，协调电源、电网、负荷三侧可调度控制的对象，实现电力系统的安全稳定、优质经济运行，以及源、网、荷三侧的广义均衡目标。具体步骤如下：

1）获取电力系统源、网、荷三侧电力设备信息及其自然功率特性，分析各电力设备的互动行为特性，建立电力系统互动资源结构；

2）分析各互动资源对电价、激励和调度三种激励机制的响应特性，建立各互动资源在各互动激励机制下的功率变化曲线；

3）计算各互动资源的互动潜力，在互动潜力范围内，建立各互动资源的互动成本变化曲线；

4）计算在不同的电价策略、调度策略和激励策略下各互动资源的功率，选出满足系统功率平衡需求且总互动成本最小的互动策略组合，得出互动控制方案。

作为本发明的一种改进，所述步骤2）中分析各互动资源对电价、激励和调度三种激励机制的响应特性，首先分析各互动资源是否响应电价、激励和调度三种激励机制，然后采用曲线拟合方法，针对每一类互动资源建立互动后的功率改变量分别随三种激励机制变化的曲线。