[发明专利]一种改进型温控负荷参与的负荷频率控制方法及系统

说明书

本发明提供了一种改进型温控负荷参与的负荷频率控制方法及系统，该方法包括：基于温控负荷的物理模型构建电力系统的温控负荷聚合模型，展开分析和运算按照设定的控制策略进而建立多区域互联的负荷频率控制系统模型，确定电力系统的负荷频率控制策略。采用本发明的控制方案，将需求侧温控负荷应用于调频中，能够充分发挥温控负荷资源的快速响应优势，且本发明基于多区域互联系统进行分析，运算分析时考虑了系统自身的干扰，还充分考虑了状态量对系统的影响，能够显著提高电力系统负荷频率控制的灵活性和精确性。

技术领域

本发明涉及电力系统优化控制技术领域，尤其涉及一种改进型温控负荷参与的负荷频率控制方法及系统。

背景技术

近年来，随着全球能源短缺和环境污染等问题的日益突出，为了满足社会可持续发展需求、缓解传统电力系统的供电压力，光伏、风力和地热能等清洁、可再生能源越来越多的被开发使用；然而它们的功率输出具有间歇性、随机性和不确定性等特点，这将造成微电网系统实时供需平衡受限，严重影响系统供电的可靠性[1]。仅仅依靠微电网发电侧难以有效地解决可再生能源自身特性带来的实时供需平衡问题，为了解决这个问题。目前大多数研究者主要探讨利用电池储能系统抑制可再生能源功率波动，但储能资源一般造价比较昂贵，会导致微网的建设成本较高，与供电系统的优化发展目标相悖。

当前领域中有研究人员为了控制系统负荷控制的成本，基于用户侧角度实现负荷的削减，使系统供需平衡，但是用户侧的家用温控负荷不可避免地具有总容量大、分布范围广和控制难度大的特点，采用普通的数值模拟或计算方法无法有效地实现用户侧负荷的描述或控制。基于此，现有技术中存在以下技术：

第一，通过异构温控负荷聚合模型，并使用模型预测控制方法提供辅助服务，获得沿预测时域的最优控制行为，但这种方法在恒温控制负载状态调节时存在局限性，不具有普遍性，实用性不佳。

第二，在供电系统的一次调频中，以传统的虚拟下垂控制为基础加入虚拟惯性控制实现系统的一次调频，对于纳入温控负荷的电力系统二次调频，以用户舒适度为目标采用市场化控制分配二次调频容量；但这种方法在供电系统受到外部或自身干扰时，恢复电力系统负荷稳定状态的性能不佳，调频效果不能满足系统的控制要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种改进型温控负荷参与的负荷频率控制方法，在一个实施例中，所述方法包括：聚合模型构建步骤、基于需求侧的温控负荷物理模型，构建温控负荷所属区域的温控负荷聚合模型；

控制策略确定步骤、以所述温控负荷聚合模型为基础，按照设定的温控负荷控制策略建立多区域互联电力系统的负荷频率控制系统模型，确定对应电力系统的负荷频率控制策略。

在一个实施例中，所述方法还包括：

反馈控制优化步骤、引入状态反馈控制，针对电力系统制定匹配的反馈控制器，并综合其以及建立的负荷频率控制系统模型按照设定的优化问题，确定对应电力系统的负荷频率优化控制策略。

在一个实施例中，所述方法还进一步包括：

仿真验证步骤、基于构建的仿真模拟模型，对比分析温控负荷参与负荷频率控制的动态响应性能，对电力系统的负荷频率控制策略进行验证。

优选地，一个实施例中，在控制策略确定步骤中，包括：

考虑区域对应的频率参数和联络线参量，基于多区域互联电力系统构建区域误差信号控制下的状态空间模型，作为负荷频率控制系统模型。

具体地，一个实施例中，在控制策略确定步骤中，采用变参与度的分散控制策略，令温控负荷根据频率的变化独立做出针对系统触发温度的决策。

一个实施例中，在所述反馈控制优化步骤中，