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申请/专利权人：浙江大学

摘要：本发明公开了一种考虑频率安全约束的需求响应资源调频备用分配方法。构建电力系统，获取发电机组和需求响应资源各自的频率响应参数和代价参数；构建电力系统的频率动态模型；构建电力系统的调频备用分配优化模型；建立目标函数的高阶非线性的频率安全约束；使用高维模型表达方法转换为低阶二次的频率安全约束；使用麦考密克包络处理进而使用商用求解器对求解，对需求响应资源进行调频备用分配。本发明方法能够保证电力系统运行在频率指标上的安全性，使得电力系统经受一定的功率扰动后仍能保证频率运行在可承受范围内。

主权项：1.一种考虑频率安全约束的需求响应资源调频备用分配方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1构建电力系统，包括电力系统的调度系统、发电机组、输电网和需求响应资源，获取发电机组和需求响应资源各自的频率响应参数和代价参数；步骤2根据发电机组和需求响应资源的频率响应参数，构建电力系统的频率动态模型；步骤3根据发电机组和需求响应资源的代价参数，构建电力系统的调频备用分配优化模型，包括目标函数和约束条件；根据频率动态模型，建立目标函数的高阶非线性的频率安全约束；步骤4使用高维模型表达HDMR方法将目标函数的高阶非线性的频率安全约束转换为低阶二次的频率安全约束；步骤5使用麦考密克包络处理目标函数的低阶二次的频率安全约束，进而使用商用求解器gurobi对目标函数进行求解，根据求解结果对需求响应资源进行调频备用分配；所述的步骤1中，若干发电机组成发电机组；需求响应资源包括储能电池集群、变频空调集群和电动汽车集群；若干储能电池组成储能电池集群，若干变频空调组成变频空调集群，若干电动汽车组成电动汽车集群；所述的步骤2中，根据发电机组和需求响应资源的频率响应参数，构建的电力系统的频率动态模型如下所示：2HsΔfs+DΔfs＝ΔPGs+ΔPDRs-ΔPDs其中，H和D分别表示电力系统的惯性和负载阻尼，s表示频率动态模型的频域中的算子，Δfs表示电力系统的频率偏移，ΔPGs表示发电机组的出力变化量，ΔPDRs表示需求响应资源的功率稳定功率支撑量，ΔPDs表示电力系统的功率扰动；发电机组的出力变化量ΔPGs如下所示： 其中，R表示发电机组的下垂控制系数，1R表示发电机组的一次调频控制参数；FHP表示发电机组的高压涡轮段的功率比，TRH表示发电机组的再热式汽轮机的再热时间常数，TG表示发电机组的调速器参数，TCH表示发电机组的涡轮参数；R、FHP、TRH、TG和TCH即为发电机组的频率响应参数；所述的步骤3中，根据发电机组和需求响应资源的代价参数，构建电力系统的调频备用分配优化模型的目标函数如下所示： 其中，F表示目标函数的总代价，min表示取最低值；CG、CIAC、CB和CEV分别表示发电机组、变频空调集群、储能电池集群和电动汽车集群的运行代价；T为电力系统的时段数；NG、NIAC、NB和NEV分别表示发电机组中发电机、变频空调集群中变频空调、储能电池集群中储能电池以及电动汽车集群中电动汽车的数量；cGi和cRi分别表示发电机组中第i台发电机的出力代价和备用代价，和分别表示发电机组中第i台发电机在t时段的出力和备用；cIACj表示变频空调集群中第j个变频空调的备用代价，表示变频空调集群中第j个变频空调在t时段的备用；cBw表示储能电池集群中第w个储能电池的备用代价，表示储能电池集群中第w个储能电池在t时段的备用；cEVv表示电动汽车集群中第v个电动汽车的备用代价，表示电动汽车集群中第v个电动汽车在t时段的备用；cGi和cRi即为发电机组的代价参数，cIACj、cBw和cEVv即为需求响应资源的代价参数；发电机的出力代价cGi使用二次代价模型表示，如下所示： 其中，ai、bi、ci分别表示发电机的运行代价系数；所述的步骤3中，在电力系统的发电机组通过输电网输电至需求响应资源的过程中，建立的调频备用分配优化模型的约束条件具体如下：a负荷功率平衡约束： 其中，NG表示发电机组中发电机的数量，表示发电机组中第i台发电机在t时段的出力，表示t时段电力系统内所有负荷功率的总和；b潮流传输容量约束： 其中，Tli表示发电机组中第i台发电机所在的电力系统的节点对输电网中第l条支路的功率传输分配系数；K表示电力系统的节点数，Tlk表示第k个节点对输电网中第l条支路的功率传输分配系数，表示在t时段第k个节点的负荷，表示输电网中第l条支路的潮流传输容量；c发电机组旋转备用容量约束： 其中，表示在t时段发电机组中第i台发电机的出力上限，r表示电力系统的备用系数；d发电机组出力和备用容量约束： 其中，表示在t时段发电机组中第i台发电机的出力下限；e需求响应资源出力容量约束： 其中，和分别表示在t时段变频空调集群中第j个变频空调出力上限和出力下限；和分别表示在t时段储能电池集群中第w个储能电池的出力上限和出力下限；和分别表示在t时段电动汽车集群中第v个电动汽车的出力上限和出力下限；表示变频空调集群中第j个变频空调在t时段的备用；表示储能电池集群中第w个储能电池在t时段的备用；表示电动汽车集群中第v个电动汽车在t时段的备用；f发电机组和需求响应资源爬坡约束： 其中，表示发电机组中第i台发电机在t-1时段的出力，Rui和Rdi分别表示发电机组中第i台发电机的向上爬坡率和向下爬坡率。

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