[发明专利]一种集群温控负荷参与电网AGC的辅助调频方法

说明书

本发明提出一种集群温控负荷参与电网AGC的辅助调频方法，分析温控负荷的动态特性及用户舒适度等因素评估集群温控负荷的可调容量范围，根据区域调节需求(Area Regulation Requirement，ARR)信号所处的不同区间制定动态分配常规机组与温控负荷共同承担AGC二次调频需求量的协调控制原则，确定温控负荷辅助调频的动作时机、动作深度以及具体的动作方式，可以在尽量不影响用户使用舒适度的情况下充分利用温控负荷的性能优势，减轻常规机组的调频压力，并加快频率调节速度，抑制互联电网的联络线功率波动，有效地改善电网的调频效果。

技术领域

本发明属于电力系统自动发电控制技术领域，具体涉及一种集群温控负荷参与电网AGC的辅助调频方法。

背景技术

频率作为电网安全稳定运行的重要指标，反映了系统发电功率与负荷需求的有功平衡状态。自动发电控制方式是目前电力系统普遍采用的频率控制手段。随着大量具有随机性和波动性特点的风电、光伏等可再生能源的接入，仅依靠电源侧调频机组出力平衡系统有功变化的传统调频方式，在调频容量、响应速度等方面存在很大的缺陷和不足，难以应对新的调频需求。

近年来，随着对智能电网以及“源-网-荷”互动技术的深入研究，负荷侧资源的主动调度潜能得以验证和应用。其中，以空调、冰箱、电热器等设备为代表的温控负荷，对供电连续性需求不高且具有类似于储能特性的储温能力，可以快速响应调度指令，在分钟级尺度的短时间内开/关设备或者改变其用电功率，不会危害设备的运行，对用户的舒适度等影响也甚微。大量集群的温控负荷可以将单一负荷的离散开关状态聚合起来实现较为平滑的连续功率响应，具备参与电网辅助调频的潜力。

目前，针对温控负荷参与电网调频的研究主要集中在通过控制特定类型负荷的开关状态改变设备的运行功率，利用其快速响应特性参与电网一次调频，而且多面向微网或者单一区域系统。现有的辅助调频策略，一方面容易发生因为只考虑单一类型温控负荷而失去负荷的多样性，导致系统功率振荡的问题；另一方面对温控负荷参与互联电网二次调频的研究较少，缺乏合理、有效地协调传统调频机组和负荷侧调频资源的控制策略。

发明内容

为实现上述目的，克服现有技术的不足，本发明旨在提出一种集群温控负荷参与电网AGC的辅助调频方法，分析温控负荷的动态特性及用户舒适度等因素评估集群温控负荷的可调容量范围，制定电源侧调频机组与负荷侧调频资源共同承担AGC二次调频需求量的协同控制原则，确定温控负荷辅助调频的动作时机、动作深度以及具体的动作方式，以实现充分利用集群温控负荷的调频优势，减轻常规机组调频压力，有效地改善电网的调频性能。

本发明提出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。

进一步，步骤1包括：

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；