[发明专利]一种虚拟电厂经柔性直流外送的二次调频控制方法及系统

权利要求书

1.一种虚拟电厂经柔性直流外送的二次调频控制方法，其特征是：包括负荷中心控制方法与虚拟电厂控制方法；

负荷中心控制方法以减少控制区内频率偏差为控制目标，采用定频率控制；

负荷中心控制方法为：

当负荷中心控制部分的区域控制偏差超出紧急功率支援阈值，通过求解以区域控制偏差ACE₁最小为目标的电网二次调频优化控制模型，输出AGC机组出力设定点与VSC直流功率设定点；

当负荷中心控制部分的区域控制偏差介于规定值和紧急功率支援阈值之间，通过求解以区域控制偏差ACE₁最小为目标的电网二次调频优化控制模型，输出AGC机组出力设定点控制AGC机组出力；

通过求解结果控制AGC机组出力或/和VSC-HVDC系统的输出功率，以使控制区域内的区域控制偏差快速恢复至规定范围内；

虚拟电厂控制方法以减少虚拟电厂输出功率与直流外送设定值间的功率偏差为控制目标，若负荷中心控制方法输出的控制信号中包含VSC-HVDC系统的直流功率调制量，以VSC-HVDC系统的直流功率调制量的作为前馈信号，采用定交换功率控制。

2.如权利要求1所述的一种虚拟电厂经柔性直流外送的二次调频控制方法，其特征是：负荷中心控制方法以减少控制区内频率偏差为控制目标，采用定频率控制，获得AGC机组出力设定点与VSC直流功率设定点的控制指令。

3.如权利要求1所述的一种虚拟电厂经柔性直流外送的二次调频控制方法，其特征是：虚拟电厂控制方法以减少虚拟电厂输出功率与直流外送设定值间的功率偏差为控制目标，以负荷中心控制方法输出的VSC直流功率设定点的作为前馈信号，采用定交换功率控制，获得火力机组出力设定点与电解铝负荷功率参考的控制指令。

4.如权利要求1所述的一种虚拟电厂经柔性直流外送的二次调频控制方法，其特征是：以区域控制偏差ACE₁最小为目标的电网二次调频优化控制模型具体为：

min J₁＝(ω_s-y₁[k+1])^TQ₁₁(ω_s-y₁[k+1])+(u₁[k]-u₁[k-1])^TQ₁₂(u₁[k]-u₁[k-1])

其中，k为离散周期序号，ω_s是机组转子角速度的基值，y₁[k+1]为考虑电网约束的区域内发电机组频率预测值，控制变量为AGC机组出力设定点，为VSC-HVDC系统的直流功率调制量；Q₁₁与Q₂₂为权重矩阵；

约束条件包括：考虑电网约束的系统频率预测模型；控制变量的幅值约束，包含AGC机组出力上下限与HVDC直流功率调制上下限；控制变量变化率约束，包含AGC机组的爬坡约束与HVDC功率调制速率约束。

5.如权利要求1所述的一种虚拟电厂经柔性直流外送的二次调频控制方法，其特征是，虚拟电厂控制方法为：

当虚拟电厂控制部分的区域控制偏差ACE₂超出规定范围，若接收到负荷中心控制部分发送的前馈信号，通过求解以虚拟电厂控制部分的区域控制偏差ACE₂最小为目标的电网二次调频优化控制模型，得到最优的自备火力机组出力设定点与电解铝负荷的功率消耗参考值，控制自备火力机组与电解铝负荷改变相应出力值与负荷功率消耗，以使控制区域内的区域控制偏差ACE₂速恢复至规定范围内；

当虚拟电厂控制部分的区域控制偏差ACE₂超出规定范围，当未接收到负荷中心控制部分发送的前馈信号，通过求解以虚拟电厂控制部分的区域控制偏差ACE₂最小为目标的电网二次调频优化控制模型，得到最优的自备火力机组出力设定点，控制自备火力机组改变相应出力值，以使控制区域内的区域控制偏差ACE₂速恢复至规定范围内。