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申请/专利权人：武汉大学;中国电力科学研究院有限公司;国网天津市电力公司

摘要：本发明提出了一种电网调频的电解铝负荷与安稳系统相协调的控制方法。首先建立了电解铝工业负荷的有功连续调节模型，随后对安稳系统所控制的可投切负荷的有功功率受限离散变化特性进行了建模，并结合常见的恒阻抗‑恒电流‑恒功率负荷以及电动机负荷，引入负荷调节代价函数，将电网在紧急情况下所做出动作的代价进行量化，随后以负荷调节的总体代价最小为目标，建立电解铝负荷与安稳系统相协调的电网频率协调控制模型，并基于粒子群优化算法在离线预想事故的情况下进行模型求解，得到系统各类型负荷在紧急情况下的最优调节量，用于实时运行时的在线匹配，从而完成大电网在严重故障情况下的频率协调控制。

主权项：1.一种电网调频的电解铝负荷与安稳系统相协调的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：构建电网多节点模型，在电网多节点模型的所有节点中分别筛选出多个电解铝负荷节点、多个可投切负荷节点、多个恒阻抗恒电流恒功率ZIP负荷节点、多个电动机负荷节点；步骤2，针对每个电解铝负荷节点，基于电解铝工业生产特性，构建每个电解铝负荷节点的电解铝负荷与电解铝负荷电解槽直流电压的关系模型，进一步建立每个电解铝负荷节点的电解铝负荷随电解槽直流电压变化的有功功率连续调节方法；步骤3，根据电网中的安全稳定控制系统在严重故障时的可投切负荷动作特性，建立可投切负荷的有功功率受限离散变化模型，进一步构建紧急情况下可投切负荷控制的离散特性约束，其具体包括离散调控数约束、功率调节量等式约束、以及单次功率调节量约束；步骤4，设置每个电解铝负荷节点的负荷功率调节量区间、每个可投切负荷节点的负荷功率调节量区间、每个ZIP负荷节点的负荷功率调节量区间以及每个电动机负荷节点的负荷功率调节量区间，引入多节点电网模型中的负荷重要性数据、单位电能调节损失数据、调功设备功耗数据、调功动作对设备的损耗数据，进一步通过层次分析法设定每个电解铝负荷节点的每个功率调节量区间内的单位负荷调节因子参数、每个可投切负荷节点的每个功率调节量区间内的单位负荷调节因子参数、每个ZIP负荷节点的每个功率调节量区间内的单位负荷调节因子参数，以及每个电动机负荷节点的每个功率调节量区间内的单位负荷调节因子参数，进一步分别构建电解铝负荷调节的综合代价、可投切负荷调节的综合代价、ZIP负荷调节的综合代价、电动机负荷调节的综合代价；步骤5，根据电解铝负荷调节的综合代价、可投切负荷调节的综合代价、ZIP负荷调节的综合代价、电动机负荷调节的综合代价构建总体调节代价，进一步分别构建系统频率安全约束、负荷调节功率约束、系统总调节功率约束，引入步骤3所述的可投切负荷离散特性约束，以总体调节代价最小为协调优化目标构建电力系统频率紧急协调控制模型；步骤6，在离线情况下进行事故预想得到事故情况下的有功功率缺额，将其作为步骤5所构建的电力系统频率紧急协调控制模型的输入，使用粒子群优化算法对电力系统频率紧急协调控制模型进行求解分别得到每个电解铝负荷节点在紧急情况下的最优调节量以及相应电解槽直流电压需要进行的调整量、每个可投切负荷节点中的每个可投切负荷在紧急情况下的最优调节量、每个ZIP负荷节点在紧急情况下的最优调节量、每个电动机负荷节点在紧急情况下的最优调节量，进而制作离线决策表；步骤7，在线情况下对系统频率进行实时监测，当频率低于所设定电网频率的安全阈值时，依据功率缺额信息在决策表中进行在线匹配，获取每个电解铝负荷节点在紧急情况下的最优调节量以及相应电解槽直流电压需要进行的调整量、每个可投切负荷节点中的每个可投切负荷在紧急情况下的最优调节量、每个ZIP负荷节点在紧急情况下的最优调节量、每个电动机负荷节点在紧急情况下的最优调节量，分别进行相应的负荷功率调节控制，完成大电网在严重故障情况下的频率协调控制。

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