[发明专利]一种集群温控负荷参与电网AGC的辅助调频方法

权利要求书

1.一种集群温控负荷参与电网AGC的辅助调频方法，包括以下步骤：

步骤1：考虑电网调频需求及用户侧舒适度因素，评估t_k时刻集群温控负荷的可参与调频容量区间；

步骤1-1：根据t时刻智能终端监测的各温控负荷设备的相关运行参数，作以下设定：t时刻第i台温控负荷设备的开关状态s_i(t)及运行功率P_i(t)，

P_i(t)＝P_i0*s_i(t) (2)

其中，P_i0表示第i台温控负荷设备打开时的额定运行功率；

温控负荷设备的当前温度值为T_r，考虑用户舒适度的温度约束范围为[T_min,T_max]；其中，定义当设备温度值T_rT_max且处于关闭状态或者设备温度值T_rT_min且处于打开状态时，此设备归属于不可控设备，不能通过改变设备的开关状态响应调频需求；

步骤1-2：计算在[t_k-1,t_k]时间段内，N台集群温控负荷未接收控制中心调控指令时的总功率：

步骤1-3：设考虑用户舒适度的温度约束范围时，不可控设备数量为N₁台，可控设备数量为N'＝N-N₁台，则[t_k-1,t_k]时间段内，N'台集群温控负荷在未接收控制指令时的总功率为：

步骤1-4：计算t_k时刻考虑用户舒适度温度约束范围的可调容量区间：

上调容量区间，即集群温控负荷在接收到上调控制指令后，由处于打开状态的可控温控负荷均转化为关闭状态后提供的最大调频容量：

下调容量区间，即集群温控负荷在接收到下调控制指令后，由处于关闭状态的可控温控负荷均转化为打开状态后提供的最大调频容量

步骤1-5：智能终端将t_k时刻计算的上传至AGC控制中心；

步骤2：根据ARR信号分区制定动态分配传统调频机组与集群温控负荷调频承担量的协调控制原则；

步骤2-1：依据互联电网采用联络线功率频率偏差控制方式(TBC)的要求，根据电网的频率偏差和联络线功率偏差计算二次调频的实时区域控制误差(ACE)：

ACE＝BΔf+ΔP_t (7)

其中，B为区域频率偏差系数，Δf为频率偏差信号，ΔP_t为联络线功率偏差量；

步骤2-2：设计AGC控制器，将ACE信号通过滤波环节和控制器转换后，形成ARR信号；

步骤2-3：将ARR信号划分为死区、正常调节区、次紧急调节区和紧急调节区，根据ARR所处区间及各调频资源的调频容量限制，分区制定合理分配传统调频机组与集群温控负荷承担调节量的协调控制原则；当ARR处于死区时，AGC系统分配给集群温控负荷的调节量及传统调频机组的调频量为：

当ARR处于正常调节区时，AGC系统分配给集群温控负荷的调节量及传统调频机组的调频量为：

表示调频机组参与二次调频的最大调频备用容量；

当ARR处于次紧急调节区时，AGC系统分配给集群温控负荷的调节量及传统调频机组的调频量为：

当ARR处于紧急调节区时，AGC系统分配给集群温控负荷的调节量及传统调频机组的调频量为：

步骤3：设计集群温控负荷的功率响应控制模型，采用直接控制方式有序地控制设备的开关状态，响应步骤2中的调频功率分配指令；

步骤3-1：由智能终端设备测量并记录所有温控负荷的自然开关状态转换时间t_s，计算[t_k-1,t_k]时间段内，集群温控负荷可提供的自然响应调频容量：

在Δt＝t_k-t_k-1的控制时间间隔内，统计共有台温控负荷设备的自然状态转换时间t_s≤Δt且设备在t_k-1时间时的开关状态为s＝1，即这些设备在Δt的控制时间内可以由打开状态自动转换为关闭状态，这些负荷可以提供的上调容量为：

统计共有台温控负荷设备的自然状态转换时间t_s≤Δt且设备在t_k-1时间时的开关状态为s＝0，即这些设备在Δt的控制时间内可以由关闭状态自动转换为打开状态，这些负荷可以提供的下调容量为：

[t_k-1,t_k]时间段内集群温控负荷可提供的自然响应调频容量：

步骤3-2：通过比较所述步骤2提供的由AGC系统分配给集群温控负荷的调节量的大小，制定集群温控负荷的响应控制逻辑；步骤4：搭建包含各传统调频模块以及温控负荷辅助控制模块在内的完整互联电网AGC控制系统；

步骤4-1：根据电力系统基本组成部分的传递函数，建立各模块的数学模型；

步骤4-2：根据所述步骤2提出的根据ARR信号分区动态分配调频机组与集群温控负荷的控制策略，建立分区动态功率分配模块，并通过Matlab Function函数实现；

步骤4-3：采用Matlab Function函数实现所述步骤3提出的集群温控负荷的功率响应控制逻辑，通过闭环环节返回集群温控负荷的可调容量区间实现对集群温控负荷的完整控制；所述集群温控负荷的响应控制逻辑为：

若设此阶段总共需要关闭的设备为N⁺台，可以自然关闭的设备数量为台，需要进一步人为关闭的温控负荷设备为台；

若设此阶段总共需要打开的设备为N^-台，可以自然打开的设备数量为台，需要进一步人为打开的温控负荷设备为台；

若表明仅靠控制时间内可以实现自然状态转化的温控负荷就可以满足AGC系统分配的调频需求量。