[发明专利]一种基于温控负荷的快速频率调整双层控制系统

说明书

本发明涉及一种基于温控负荷的快速频率调整双层控制系统，与电网调度服务器连接，包括：虚拟AGC机组，用于向电网调度服务器上报总体调节容量，并按第一周期响应电网调度服务器下发的调度指令，生成集群控制命令；负荷聚合服务器，以第一周期为间隔依次响应所述集群控制命令，生成温控负荷控制信号；温控负荷模块，并响应所述温控负荷控制信号，实现快速调节；所述虚拟AGC机组协调多个负荷聚合服务器，实现上层控制，所述负荷聚合服务器以第二周期对温控负荷模块实现下层控制。与现有技术相比，本发明能有效提高ACL集群的AGC响应性能，提高响应速度和精度。

技术领域

本发明涉及电网控制技术，尤其是涉及一种基于温控负荷的快速频率调整双层控制系统。

背景技术

随着电网中风电、光伏等随机性可再生能源占比的不断增高，电力系统净负荷的爬坡率和高频波动分量将不断增大。在这样的背景下，仅依靠常规AGC机组来保证系统的频率质量会存在如下问题。首先，系统中需要保留足够的AGC备用容量，这降低了系统的运行效率，且频繁调节也加剧了AGC机组的损耗；其次，常规AGC机组的响应时间为几十s，难以快速跟踪净负荷中的高频波动分量。快速响应资源的稀缺化将成为影响高比例可再生能源电力系统安全运行的重要因素。

为了解决系统中快速AGC资源短缺的问题，美国联邦能源监管委员会(federalenergy regulatory commission，FERC)在2011年颁布了755号法案，允许储能资源参与调频市场，并通过准确跟踪AGC信号而获取高额补偿。但是，虽然储能成本在逐年下降，其投资依旧巨大。如果能利用需求侧既有的资源代替储能提供快速AGC服务，将具有重要的实际意义。

现代建筑物具有较大的热惯性。通过合适的控制，可以快速改变空调、热泵等温控负荷(thermostatically controlled loads,TCL)集群的总功率而不影响用户舒适度。利用这个特点，研究者发现可以将TCL转化为一类大规模的AGC资源。虽然现有研究验证了TCL集群跟踪AGC信号的能力，显示了其在参与AGC方面的巨大潜力，但是，考虑到TCL具有单体容量小、数量庞大和位置分散的特点，已有研究仍存在如下问题：(1)考虑到可实施性，目前对于TCL集群的控制周期一般为1min。这使得TCL集群无法跟踪快速AGC信号(周期一般为4s)，其响应速度甚至不如常规AGC机组。虽然有的研究结果在仿真中采用了周期为4s的快速TCL集群控制，但这在实用中会产生很高的通信和控制成本。(2)现有公开的文献中，有些控制方法需要用户向控制中心提供TCL和建筑物的模型和参数。这除了带来用户隐私问题以外，考虑到TCL的规模，还会产生高昂的实施成本。(3)虽然也有方法无需TCL模型信息，但这种方法一般采用集中式控制结构和直接负荷控制手段，存在信息安全风险，且对实时通信的要求较高。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于温控负荷的快速频率调整双层控制系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于温控负荷的快速频率调整双层控制系统，与电网调度服务器连接，包括：

虚拟AGC机组，用于向电网调度服务器上报总体调节容量，并按第一周期响应电网调度服务器下发的调度指令，生成集群控制命令；

负荷聚合服务器，设有多个，以第一周期为间隔依次响应所述集群控制命令，生成温控负荷控制信号；

温控负荷模块，向所述负荷聚合服务器上报负荷状态信息，并响应所述温控负荷控制信号，实现快速调节，每一所述负荷聚合服务器连接有至少一个温控负荷模块；

所述虚拟AGC机组协调多个负荷聚合服务器，实现上层控制，所述负荷聚合服务器以第二周期对温控负荷模块实现下层控制，所述第二周期为第一周期的N倍，其中，N为负荷聚合服务器的个数。