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申请/专利权人：华北电力大学(保定)

摘要：规模风电并网加剧了不同区域间惯量分布不均的问题，给多区域系统的频率安全防御带来挑战。本发明提出一种兼顾风电出力不确定性与多区域频率动态安全的两阶段风险调度模型。第一阶段基于条件风险价值理论协同优化多区域系统的运行成本与运行风险，并求得风电可接纳安全边界。第二阶段在恶劣风电场景下进行多区域频率动态安全校核。将备用容量解耦为非事故备用与事故备用，分别嵌套于两阶段模型中，实现求解思路的清晰化。最后通过列与约束生成算法求解此两阶段优化问题。算例仿真验证表明，本发明所提模型和方法能有效提升多区域系统的频率响应能力，保证安全经济运行。

主权项：1.一种考虑多区域频率动态安全的风险调度方法，其特征在于，包括以下方法，S1，从初始时刻频率下降速率、最低点频率偏差以及准稳态频率偏差三项指标出发，构建多区域频率动态安全约束集， 式中：ΔPL为多区域互联系统遭受的功率缺额总量；H为多区域互联系统的总惯量；m为使用线性回归分析得到的线性化系数；tnadir为频率最低点对应的时刻；ILoss为所有受扰区域的集合；Ji为与受扰区域i互联的非受扰区域的集合；JNonloss为所有非受扰区域的集合；Ij为与非受扰区域j互联的受扰区域的集合；Tij为区域i与区域j之间联络线的电气刚度；Δfss为准稳态频率；为准稳态频率的最大限值；Di为区域i的负荷阻尼系数；PD,i为区域i的荷侧功率需求量；S2，将多区域频率动态安全约束集引入到日前风险调度模型中，拆解为基于风电预测值的日前风险调度与考虑风电不确定性以及多区域频率安全的预想扰动校验，或简化表示成预调度-再调度的双层优化，前者侧重经济性，后者侧重安全性，能够实现二者的平衡考虑，针对风电出力不确定性与受扰后多区域频率变化不一致的问题，将备用容量解耦为非事故备用与事故备用两部分，前者用于正常运行状态时应对风电出力的波动，后者用于系统产生大功率缺额场景下的紧急调频，其中非事故备用放在第一阶段机组组合部分求解，用来应对风电基于预测值上下的波动，事故备用容量的设计体现在一次调频备用上，放于第二阶段预想扰动校验部分予以求解，二者职责分明，两阶段问题相互耦合，进行交替求解，通过调度的手段实现不同区域间的惯性互济，协调多区域系统的经济性与安全性；S3，预调度阶段根据风电预测值调度火电出力与非事故备用以及区域联络线的传输功率，其目标为最小化各区域子系统的总运行成本、非事故备用成本与运行风险，采用分段线性化函数表征火电机组的运行成本与启动成本；S4，预调度阶段的约束条件包括火电机组有功出力上下限约束，火电机组最小启停时间约束，火电机组爬坡约束，正负备用约束，风电出力限制约束，有功功率平衡约束，送、受端电网直流潮流约束，区域联络线约束，所述方法基于直流联络线灵活可控的特点，所建模型中考虑的区域联络线类型为直流联络线， 式中：分别表示预调度阶段送受端系统联络线的传输功率；分别表示送受端联络线功率传输的上下调节裕度；为联络线功率传输上限；为联络线功率调节裕度上限；δ+,δ-分别为联络线输电功率向上、向下调整速率限值；表示预调度阶段的联络线传输功率；Δt为调度时间间隔，取值为1；S5，基于鲁棒优化的思想，在风电容许消纳区间内最恶劣风电场景下，采用预想功率缺额的形式进行多区域频率动态安全校验，将第二阶段调度的max-min双层优化问题采用强对偶理论转换为max单层问题，为使对偶问题可解，在约束条件中引入表征弃风、失负荷的松弛变量，以最小化松弛变量与一次调频备用容量为目标函数，当所引入的两项松弛变量循环迭代为零时，表示在第一阶段求出的风电容许消纳区间内的最恶劣场景下不会产生弃风与切负荷，间接达到优化风电容许消纳区间的目的，松弛变量收敛为零是判断两阶段调度迭代停止的标志；S6，再调度阶段约束条件包括基础功率调整约束与频率安全校验约束两大部分，在第二阶段的频率安全校验问题中，假设功率缺额与负荷突增产生的效果相同，将预想扰动量设为每时段内区域总负荷量的10％进行校验，结合第一阶段求得的机组启停情况，通过安排一次调频备用容量来保障区域电力系统的动态频率安全，由于需要解决多区域系统风电出力不确定性与频率安全防御两方面的问题，为了分工清晰，将备用容量拆分为非事故备用与事故备用，其中，非事故备用旨在应对风电出力的不确定性，事故备用旨在应对大功率缺额事件下的频率安全问题，其中事故备用主要以一次调频备用体现，一次调频备用变量主要存在于多区域频率动态安全约束集中，此外还包括一次调频备用的上下限约束；S7，考虑到风电出力不确定性与频率动态安全两方面的因素，将其拆分为风电预测场景下的机组组合主问题与风电预测误差场景下的安全可行性校核子问题，构建两阶段鲁棒优化模型，兼顾经济性与安全性，采用列与约束生成算法进行求解，两阶段调度模型优化求解如下， 式中：I为火电机组的启停变量；x0为第一阶段的机组出力决策变量；pw为风电出力值；xu为第二阶段的机组出力决策变量；s为第二阶段为检验安全可行性所引入的松弛变量；zw为风电基于出力预测值向上、向下的调节因子，为01变量；“o”为矩阵乘积；a、b、c、d、e、f、g、A、B、C、D、E、F为对应系数矩阵。

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