CN108964059B - 一种互联电网有功备用共享容量的计算方法及系统 - Google Patents

一种互联电网有功备用共享容量的计算方法及系统 Download PDF

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CN108964059B CN201810707074.7A CN201810707074A CN108964059B CN 108964059 B CN108964059 B CN 108964059B CN 201810707074 A CN201810707074 A CN 201810707074A CN 108964059 B CN108964059 B CN 108964059B
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Abstract

一种互联电网有功备用共享容量的计算方法及系统，包括：基于故障分区电网的运行状态和非故障分区电网的可支援总容量，计算快速备用容量共享需求；基于所述快速备用容量共享需求进行支援，针对支援后的运行状态，计算慢速备用容量共享需求；基于所述慢速备用容量共享需求确定共享慢速备用容量分配方案。本发明通过计算各分区电网的快速备用容量共享需求，判断备用共享的类型和数量，并考虑非故障分区的备用冗余容量将共享容量在非故障分区电网进行合理分配，为实现互联电网间的有功备用相互支援提供技术支撑，提高系统运行的可靠性，并且有利于实现有功备用资源的大范围优化配置。

Description

一种互联电网有功备用共享容量的计算方法及系统
技术领域
本发明涉及电力系统运行与控制领域，具体涉及一种互联电网有功备用共享容量的计算方法及系统。
背景技术
有功备用是维持区域电网发用电平衡，保障系统供电可靠性的必要技术手段。在多区域互联电网中，由于不同时段各电网分区的电力平衡特征存在较大差异，使得各分区之间存在着有功备用共享的必要性和强烈需求。主要体现在以下三个方面：电网各分区负荷特性差异化，不同时段各分区的备用充裕度不同，这一特征为分区电网有功备用相互支援提供了必要条件；不同分区的风险特征差异化，在特高压直流接入的分区以及大规模风电接入的分区，仅依靠本区的有功备用容量难以应对较为极端的电力不平衡风险，亟需互联分区共享备用支援；不同分区电源构成差异化，备用资源的技术经济特性不同，灵活的备用共享机制有利于实现备用资源的大范围优化配置。
虽然部分区域电网针对特高压直流闭锁的极端故障提出了旋转备用共享机制，但该共享机制针对场景单一，不能满足实时变化的电网运行需求，无法充分发挥互联电网的优势。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种互联电网有功备用共享容量的计算方法及系统。针对当前电网中特高压直流接入、大规模风电集中接入、负荷特性差异化、受电比例过高等不同场景下有功备用容量的共享需求，通过在线统计计算各分区有功备用容量缺额和冗余，判断故障分区所需要的共享备用的类型和共享备用需求容量，计算共享备用需求容量在非故障分区电网之间分配容量，为多种扰动场景下实现有功备用的灵活共享提供技术支撑，有利于提高系统运行可靠性以及实现互联电网之间有功备用资源优化配置。
本发明提供的技术方案是：一种互联电网有功备用共享容量的计算方法，包括：
基于故障分区电网的运行状态和非故障分区电网的可支援总容量，计算快速备用容量共享需求；
基于所述快速备用容量共享需求进行支援，针对支援后的运行状态，计算慢速备用容量共享需求；
基于所述慢速备用容量共享需求确定共享慢速备用容量分配方案；
其中，所述快速备用容量：在第一响应时间下电网提供的备用容量；
所述慢速备用容量：在第二响应时间下电网提供的备用容量；
所述第一响应时间小于所述第二响应时间。
优选的，所述基于故障分区电网的运行状态和非故障分区电网的可支援总容量，计算快速备用容量共享需求，包括：
基于故障分区电网的快速旋转备用容量与快速响应缺额之差，获得故障分区电网的快速旋转备用冗余量；
在所述故障分区电网的快速旋转备用冗余量小于零时，需要请求与之互联的非故障分区电网提供备用共享支援；
基于联络线受电功率裕度、非故障分区电网的快速旋转备用可支援总容量和快速非旋转备用可支援总容量的关系，计算提供备用共享支援的快速备用容量共享需求；
其中，所述故障分区电网的快速旋转备用容量、快速响应缺额和联络线受电功率裕度，为所述故障分区电网的运行状态：
所述非故障分区电网的快速旋转备用可支援总容量和快速非旋转备用可支援总容量，为所述非故障分区电网的可支援总容量。
优选的，所述故障分区电网的快速旋转备用容量，按下式计算：
Figure BDA0001713529780000021
式中：
Figure BDA0001713529780000022
故障分区电网的快速旋转备用容量；NSR：预先设定提供旋转备用的机组数量；VSR_i：机组i的调节速度；T1：调节时间；PGSRmax_i：机组i的最大可调出力；
Figure BDA0001713529780000031
机组i的当前出力；t0：当前时刻；
所述故障分区电网的快速响应缺额，按下式计算：
Figure BDA0001713529780000032
式中：
Figure BDA0001713529780000033
故障分区电网的快速响应缺额；
Figure BDA0001713529780000034
故障分区电网的t0+T1时刻超短期负荷预测值；
Figure BDA0001713529780000035
故障分区电网当前发电总容量；
Figure BDA0001713529780000036
故障分区电网的t0+T1时刻超短期风电预测值；
Figure BDA0001713529780000037
故障损失功率；ΔPLWA：超短期负荷预测误差和超短期风电预测误差引起的功率不平衡量。
优选的，所述非故障分区电网的快速旋转备用可支援总容量，按下式计算：
Figure BDA0001713529780000038
式中：
Figure BDA0001713529780000039
非故障分区电网的快速旋转备用可支援总容量；NgA：非故障分区电网的数量；
Figure BDA00017135297800000310
非故障分区电网的快速旋转备用可支援容量；
其中，所述非故障分区电网的快速旋转备用可支援容量
Figure BDA00017135297800000311
按下式计算：
Figure BDA00017135297800000312
式中：Ptiek_max：非故障分区电网k的联络线送出裕度；
Figure BDA00017135297800000313
非故障分区电网k的快速旋转备用冗余容量；
所述非故障分区电网的快速非旋转备用可支援总容量，按下式计算：
Figure BDA00017135297800000314
式中：
Figure BDA00017135297800000315
非故障分区电网的快速非旋转备用可支援总容量；
Figure BDA00017135297800000316
非故障分区电网的快速非旋转备用可支援容量；
其中，所述非故障分区电网的快速非旋转备用可支援容量
Figure BDA00017135297800000317
按下式计算：
Figure BDA0001713529780000041
式中：
Figure BDA0001713529780000042
非故障分区电网k的快速非旋转备用容量。
优选的，所述基于联络线受电功率裕度、非故障分区电网的快速旋转备用可支援总容量和快速非旋转备用可支援总容量的关系，计算提供备用共享支援的快速备用容量共享需求，包括：
当
Figure BDA0001713529780000043
且
Figure BDA0001713529780000044
时：计算非故障分区提供第一快速旋转备用共享支援下的快速备用容量共享需求；
当
Figure BDA0001713529780000045
且
Figure BDA0001713529780000046
时，计算非故障分区电网提供第一快速非旋转备用共享支援下的快速备用容量共享需求；
当
Figure BDA0001713529780000047
且
Figure BDA0001713529780000048
时，计算非故障分区提供第二快速非旋转备用共享支援下的快速备用容量共享需求；
当
Figure BDA0001713529780000049
时，计算非故障分区电网提供第三快速旋转备用共享支援下的快速备用容量共享需求；
其中，
Figure BDA00017135297800000410
故障分区电网的快速旋转备用冗余量；
Figure BDA00017135297800000411
故障分区电网的快速非旋转备用容量；PtieA_max：故障分区电网的联络线受电功率裕度。
优选的，所述计算非故障分区提供第一快速旋转备用共享支援下的快速备用容量共享需求，如下式所示：
Figure BDA00017135297800000412
式中：
Figure BDA00017135297800000413
故障分区电网的快速旋转备用容量共享需求；
Figure BDA00017135297800000414
故障分区电网快速非旋转备用容量调用量；
其中，所述故障分区电网的快速非旋转备用容量调用量
Figure BDA0001713529780000051
按下式计算：
Figure BDA0001713529780000052
优选的，所述计算非故障分区电网提供第一快速非旋转备用共享支援下的快速备用容量共享需求，包括：
计算故障分区电网的快速旋转备用容量共享需求和故障分区电网的快速非旋转备用容量共享需求：
其中，所述故障分区电网的快速旋转备用容量共享需求，按下式计算：
Figure BDA0001713529780000053
式中：
Figure BDA0001713529780000054
故障分区电网的快速旋转备用容量共享需求；
所述故障分区电网的快速非旋转备用容量共享需求按下式计算：
Figure BDA0001713529780000055
式中：
Figure BDA0001713529780000056
快速非旋转备用容量共享需求。
优选的，所述计算非故障分区提供第二快速非旋转备用共享支援下的快速备用容量共享需求，包括：
计算故障分区电网的快速旋转备用容量共享需求和故障分区电网的快速非旋转备用容量；
其中，所述故障分区电网的快速旋转备用容量共享需求，按下式计算：
Figure BDA0001713529780000057
所述故障分区电网的快速非旋转备用容量按下式计算：
Figure BDA0001713529780000058
式中：
Figure BDA0001713529780000061
故障分区电网的快速旋转备用容量共享需求；
Figure BDA0001713529780000062
快速非旋转备用容量共享需求。
优选的，所述计算非故障分区电网提供第三快速旋转备用共享支援下的快速备用容量共享需求，包括：
Figure BDA0001713529780000063
式中：
Figure BDA0001713529780000064
故障分区电网的快速旋转备用容量共享需求；
Figure BDA0001713529780000065
故障分区电网快速非旋转备用容量调用量；
其中，所述故障分区电网的快速非旋转备用容量调用量
Figure BDA0001713529780000066
按下式计算：
Figure BDA0001713529780000067
优选的，所述基于所述快速备用容量共享需求进行支援，针对支援后的运行状态，计算慢速备用容量共享需求包括：
基于所述快速备用容量共享需求计算快速备用容量在非故障分区电网的分配方案；
基于所述故障分区电网在所述共享快速备用容量分配方案进行支援后的运行状态，计算慢速备用容量共享需求。
优选的，所述基于所述快速备用容量共享需求计算快速备用容量在非故障分区电网的分配方案，包括：
基于非故障分区电网的快速旋转备用可支援容量，将所述快速旋转备用容量共享需求按占比进行分配，得到非故障分区电网需要提供的快速旋转备用支援容量；
基于非故障分区电网的快速非旋转备用支援容量，将所述快速非旋转备用容量共享需求按占比进行分配，得到非故障分区电网需要提供的快速非旋转备用支援容量；
将参与快速支援的非故障分区电网，按照所述非故障分区电网需要提供的快速旋转备用支援容量，以及所述非故障分区电网需要提供的快速非旋转备用支援容量，对故障分区电网的快速备用容量共享需求进行容量支援。
优选的，所述基于所述故障分区电网在所述共享快速备用容量分配方案进行支援后的运行状态，计算慢速备用容量共享需求，包括：
基于所述故障分区电网按所述共享快速备用容量分配方案进行支援后，计算当前时刻的慢速备用容量和慢速备用容量调用需求；
基于所述慢速备用容量和慢速备用容量调用需求的关系，计算慢速备用容量共享需求。
优选的，所述当前时刻的慢速备用容量按下式计算：
Figure BDA0001713529780000071
式中：
Figure BDA0001713529780000072
故障分区电网在t0时刻的慢速备用容量；NT2：故障分区电网中的慢速备用资源的数量；VRT2_H：慢速备用资源H的调节速度；TsT2H：慢速备用资源H的启动时间或提前通知时间；PG30max_H：慢速备用资源H的最大可调出力；
Figure BDA0001713529780000073
慢速备用资源H的当前出力；t0：当前时刻；
所述慢速备用容量调用需求按下式计算：
Figure BDA0001713529780000074
式中：
Figure BDA0001713529780000075
故障分区电网在t0时刻的慢速备用容量调用需求；
Figure BDA0001713529780000076
故障分区电网在t0+T2时刻的快速备用容量需求；
Figure BDA0001713529780000077
故障分区电网在t0+T2时刻的快速备用容量；T2：慢速备用调出时间；
其中，所述故障分区电网在t0+T2时刻的快速备用容量需求
Figure BDA0001713529780000078
按下式计算：
Figure BDA0001713529780000079
式中：PRT1minA：故障分区电网在满足运行可靠性、事故条件下频率恢复需求，以及非事故条件下系统调控运行需求的为t0+T2+T1时刻的超短期负荷预测值的，最小快速备用容量共享需求；
Figure BDA00017135297800000710
t0+T2+T1时刻的超短期负荷预测值；
Figure BDA00017135297800000711
t0+T2时刻的超短期负荷预测值；
Figure BDA00017135297800000712
t0+T2+T1时刻的超短期风电预测值；
Figure BDA0001713529780000081
t0+T2时刻的超短期风电预测值；T1：快速备用调出时间；
所述故障分区电网在t0+T2时刻的快速备用容量
Figure BDA0001713529780000082
按下式计算：
Figure BDA0001713529780000083
式中：NT1：故障分区电网中的快速备用资源数量；PGmax_h：快速备用资源h的最大可调出力；
Figure BDA0001713529780000084
故障分区电网在t0+T2时刻的联络线功率原计划值；
Figure BDA0001713529780000085
故障分区电网中核电、径流式水电、直流来电等不可调节电源功率总和。
优选的，所述基于所述慢速备用容量和慢速备用容量调用需求的关系，计算慢速备用容量共享需求，按下式计算：
Figure BDA0001713529780000086
式中：
Figure BDA0001713529780000087
慢速备用容量共享需求。
优选的，所述基于所述慢速备用容量共享需求确定慢速备用容量分配方案，包括：
基于非故障分区电网的快速备用共享容量，将所述慢速备用容量共享需求按占比进行分配，得到非故障分区电网需要提供的慢速备用支援容量；
由参与慢速备用支援的非故障分区电网按照提供的所述慢速备用支援容量对故障分区电网进行慢速备用容量支援；
所述非故障分区电网的快速备用共享容量包括：非故障分区电网的快速旋转备用可支援容量和快速非旋转备用可支援容量。
基于同一发明构思，本发明还提供了一种互联电网有功备用共享容量的计算系统，包括：
快速模块，用于基于故障分区电网的运行状态和非故障分区电网的可支援总容量，计算快速备用容量共享需求；
慢速模块，用于基于所述快速备用容量共享需求进行支援，针对支援后的运行状态，计算慢速备用容量共享需求；
分配方案，用于基于所述慢速备用容量共享需求确定共享慢速备用容量分配方案；
其中，所述快速备用容量：在第一响应时间下电网提供的备用容量；
所述慢速备用容量：在第二响应时间下电网提供的备用容量；
所述第一响应时间小于所述第二响应时间。
优选的，所述快速模块包括：
备用冗余量单元，用于基于故障分区电网的快速旋转备用容量与快速响应缺额之差，获得故障分区电网的快速旋转备用冗余量；
条件单元，用于在所述故障分区电网的快速旋转备用冗余量小于零时，需要请求与之互联的非故障分区电网提供备用共享支援；
计算单元，用于基于联络线受电功率裕度、非故障分区电网的快速旋转备用可支援总容量和快速非旋转备用可支援总容量的关系，计算提供备用共享支援的快速备用容量共享需求；
其中，所述故障分区电网的快速旋转备用容量、快速响应缺额和联络线受电功率裕度，为所述故障分区电网的运行状态：
所述非故障分区电网的快速旋转备用可支援总容量和快速非旋转备用可支援总容量，为所述非故障分区电网的可支援总容量。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
本发明提供的技术方案，基于故障分区电网的运行状态和非故障分区电网的可支援总容量，计算快速备用容量共享需求；基于所述快速备用容量共享需求进行支援，针对支援后的运行状态，计算慢速备用容量共享需求；基于所述慢速备用容量共享需求确定共享慢速备用容量分配方案，通过计算不同场景下故障分区电网的快速备用容量共享需求，提供备用容量支援，实现互联电网间的有功备用相互支援提供技术支撑，提高系统运行的可靠性，有利于实现有功备用资源的大范围优化配置。
本发明提供的技术方案，考虑非故障分区的备用冗余容量将共享容量在非故障分区电网进行合理分配。
附图说明
图1为本发明提供的一种互联电网有功备用共享容量的计算方法的流程图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。
图1为本发明提供的一种互联电网有功备用共享容量的计算方法的流程图，如图1所示，包括；
步骤S1、基于故障分区电网的运行状态和非故障分区电网的可支援总容量，计算快速备用容量共享需求；
步骤S2、基于所述快速备用容量共享需求进行支援，针对支援后的运行状态，计算慢速备用容量共享需求；
步骤S3、基于所述慢速备用容量共享需求确定共享慢速备用容量分配方案；
其中，所述快速备用容量：在第一响应时间下电网提供的备用容量；
所述慢速备用容量：在第二响应时间下电网提供的备用容量；
在本实施例中，第一响应时间为国内部分区域电网要求为10分钟；第二响应时间为国内部分区域电网要求为30分钟。
本方法依据备用资源的响应时间和状态将运行备用划分为T1时间的快速响应备用(RT1)和T2时间的慢速响应备用(RT2)，其中，快速响应备用又划分为快速旋转备用(SRT1)和快速非旋转备用(NSRT1)。快速响应备用为较短时间尺度的备用容量，用于应对负荷预测偏差、新能源预测偏差以及故障后的频率快速恢复，慢速响应备用为较长时间尺度的备用容量，用于恢复快速响应备用以应对后续故障。根据故障分区的备用容量缺额情况，判断共享备用的类别，计算故障分区的备用容量共享需求，并计算备用容量共享需求在非故障分区间的分配量。
主要包括两部分关键内容：一是快速响应备用容量共享需求计算及分配；二是慢速响应备用容量共享需求计算及分配。
步骤S1、基于故障分区电网的运行状态和非故障分区电网的可支援总容量，计算快速备用容量共享需求，包括：
首先，对故障分区电网的SRT1容量缺额进行统计，将故障分区电网记为分区电网A，与故障分区电网A互联的其他分区电网为非故障分区电网。
统计故障分区电网A的SRT1容量
Figure BDA0001713529780000111
如公式(1)所示。
Figure BDA0001713529780000112
式中：VSR_i：机组i的调节速度；T1：调节时间；PGSRmax_i：机组i的最大可调出力；
Figure BDA0001713529780000113
机组i的当前出力；NSR为规定的提供旋转备用的机组数量；t0为当前时刻。
计算当前分区电网A的RT1容量需求
Figure BDA0001713529780000114
如公式(2)所示。
Figure BDA0001713529780000115
式中：
Figure BDA0001713529780000116
为分区电网A的t0+T1时刻超短期负荷预测值；
Figure BDA0001713529780000117
为分区电网A当前发电容量总加(包括机组和直流来电)；
Figure BDA0001713529780000118
为分区电网A的t0+T1时刻超短期风电预测值；
Figure BDA0001713529780000119
为故障损失功率；ΔPLWA为超短期负荷预测误差和超短期风电预测误差引起的功率不平衡量。
其他电网分区的RT1容量需求计算方法同公式(2)。
统计故障分区电网A当前NSRT1容量
Figure BDA00017135297800001110
如该公式(3)所示。
Figure BDA00017135297800001111
式中：Tsj为备用资源j启动时间；Nf为提供快速非旋转备用的机组数量；VNSR_j为NSRT1资源的调节速度；PGNSRmax_j为NSRT1资源的最大可调出力。
计算分区电网A快速旋转备用冗余量(或缺额量)
Figure BDA00017135297800001112
如公式(4)所示。
Figure BDA00017135297800001113
计算与A互联的各分区电网的SRT1可支援容量，如公式(5)所示。
Figure BDA00017135297800001114
式中：
Figure BDA0001713529780000121
为分区电网k的SRT1冗余容量，与
Figure BDA0001713529780000122
计算方法一致，可由公式(1)、(2)、(4)计算；Ptiek_max为分区电网k的联络线送出裕度，
其中，联络线送出裕度根据分区电网k联络线最大外送功率与当前外送功率之差。
计算与A互联的各分区电网的NSRT1可支援容量，如公式(6)所示。
Figure BDA0001713529780000123
式中：
Figure BDA0001713529780000124
为分区电网k的NSRT1容量，与
Figure BDA0001713529780000125
计算方法一致，可由公式(3)计算。
记
Figure BDA0001713529780000126
为与A互联各分区电网SRT1可支援总容量，由公式(7)计算。
Figure BDA0001713529780000127
式中：
Figure BDA0001713529780000128
非故障分区电网的快速旋转备用可支援总容量；NgA：非故障分区电网的数量；
Figure BDA0001713529780000129
非故障分区电网的快速旋转备用可支援容量。
记
Figure BDA00017135297800001210
为与A互联各电网NSRT1可支援总容量，由公式(8)计算。
Figure BDA00017135297800001211
式中：
Figure BDA00017135297800001212
非故障分区电网的快速非旋转备用可支援总容量；
Figure BDA00017135297800001213
非故障分区电网的快速非旋转备用可支援容量；
本发明将RT1容量状态划分为三个区域，分别是RT1非共享区、SRT1共享区、NSRT1共享区。
备用容量调用原则为：优先调用本分区旋转备用，若不足，请求旋转备用共享，若不足，调用本分区非旋转备用，若不足，请求非旋转备用共享，若再不足，切本分区负荷。
当
Figure BDA00017135297800001214
时，分区电网A的RT1容量处于非共享区，本区SRT1容量足以应对本区当前功率扰动，不需要任何有功备用共享，并将本区域SRT1冗余容量上报互联电网协调控制中心，以备其它区域共享。
当
Figure BDA0001713529780000131
时，分区电网A的SRT1容量不足，需要请求与之互联的各电网提供共享备用支援，但共享备用数量受分区电网A联络线输电功率限值的影响。
记PtieA_max为分区电网A联络线受电功率裕度，即联络线最大受电功率与当前受电功率之差。
1)、在
Figure BDA0001713529780000132
的条件下：
①当
Figure BDA0001713529780000133
时，分区电网A的RT1容量处于SRT1共享区，本区域SRT1容量不足，通过请求互联电网提供SRT1容量共享实现本区域功率平衡。
a、当
Figure BDA0001713529780000134
时，分区电网A的SRT1共享备用容量需求
Figure BDA0001713529780000135
可由公式(9)计算。
Figure BDA0001713529780000136
b、当
Figure BDA0001713529780000137
时，分区电网A的SRT1共享备用容量由公式(10)计算，不足部分调用本区NSRT1容量
Figure BDA0001713529780000138
按公式(11)计算故障分区电网的快速非旋转备用容量调用量
Figure BDA0001713529780000139
Figure BDA00017135297800001310
Figure BDA00017135297800001311
②当
Figure BDA00017135297800001312
时，分区电网A处于NSRT1容量共享区。
a、当
Figure BDA00017135297800001313
时，分区电网A在调用本区域全部SRT1和NSRT1的基础上，请求互联电网提供SRT1共享备用容量由公式(12)计算，以及NSRT1共享备用容量需求
Figure BDA00017135297800001314
由公式(13)计算。
Figure BDA00017135297800001315
Figure BDA0001713529780000141
b、当
Figure BDA0001713529780000142
时，分区电网A请求互联电网提供SRT1共享备用容量需求由公式(14)计算，以及NSRT1共享备用容量需求
Figure BDA0001713529780000143
由公式(15)计算，并考虑必要的切负荷策略。
Figure BDA0001713529780000144
Figure BDA0001713529780000145
2)、在
Figure BDA0001713529780000146
的条件下：
①当
Figure BDA0001713529780000147
时，共享备用容量需求的计算方法与
Figure BDA0001713529780000148
条件下相同，但
Figure BDA0001713529780000149
时，共享备用容量需求的计算方法不同，包括：
a、当
Figure BDA00017135297800001410
时，分区电网A在调用本区域全部SRT1和NSRT1的基础上，请求互联电网提供SRT1共享容量由公式(12)计算，以及NSRT1共享容量
Figure BDA00017135297800001411
由公式(13)计算。
b、当
Figure BDA00017135297800001412
时，分区电网A在调用本区域全部SRT1和NSRT1的基础上，请求互联电网提供SRT1共享容量由公式(12)计算，请求NSRT1共享容量
Figure BDA00017135297800001413
由公式(16)计算，不足部分由分区电网A采取适当的切负荷策略应对。
Figure BDA00017135297800001414
3)、在
Figure BDA00017135297800001415
的条件下：
受联络线传输容量限制，分区电网A不会进入到NSRT1共享区，当
Figure BDA00017135297800001416
时，分区电网A处于SRT1共享区。
①当
Figure BDA00017135297800001417
时，分区电网A通过请求互联电网提供SRT1容量共享实现本区域功率平衡，共享备用容量需求
Figure BDA00017135297800001418
可由公式(17)计算。
Figure BDA00017135297800001419
②当
Figure BDA0001713529780000151
时，分区电网A的SRT1共享备用容量需求
Figure BDA0001713529780000152
可以由公式(18)计算，同时调用本分区NSRT1容量
Figure BDA0001713529780000153
由公式(19)计算。
Figure BDA0001713529780000154
Figure BDA0001713529780000155
③当
Figure BDA0001713529780000156
时，在调用本分区全部SRT1和NSRT1容量的基础上，考虑适当的切负荷策略。
步骤S2、基于所述快速备用容量共享需求进行支援，针对支援后的运行状态，计算慢速备用容量共享需求，包括：
在故障电网计算RT1共享备用容量需求后，需要将共享备用容量需求分配到各处于冗余状态的互联电网。其中SRT1共享容量根据各分区的SRT1可支援容量按比例分配，分区电网k需要提供的SRT1支援容量
Figure BDA0001713529780000157
由公式(20)计算。
Figure BDA0001713529780000158
式中：
Figure BDA0001713529780000159
非故障分区电网k需要提供的快速旋转备用支援容量；
Figure BDA00017135297800001510
故障分区电网的快速旋转备用容量共享需求；
Figure BDA00017135297800001511
非故障分区电网的快速旋转备用可支援容量；NgA：非故障分区电网的数量；
NSRT1共享容量根据各分区的NSRT1支援容量按比例分配。分区电网k需要提供的NSRT1容量可以表示为公式(21)所示。
Figure BDA00017135297800001512
式中：
Figure BDA00017135297800001513
非故障分区电网k需要提供的快速非旋转备用支援容量；
Figure BDA00017135297800001514
快速非旋转备用容量共享需求；
Figure BDA00017135297800001515
非故障分区电网的快速非旋转备用支援容量。
RT2的调用主要用于电网中RT1容量的恢复，以应对后续故障或扰动。当RT1共享机制触发时，应当根据RT1容量调用情况预判故障分区在T2分钟内的RT1冗余容量程度，并统计故障区域的RT2冗余容量以及提供共享备用分区RT2冗余容量，以判断是否需要调用本区RT2用于共享RT1的功率偿还，或请求RT2共享。
由公式(22)统计分区电网A在t0时刻的RT2容量。
Figure BDA0001713529780000161
式中：
Figure BDA0001713529780000162
故障分区电网在t0时刻的慢速备用容量；NT2为分区电网A中RT2资源数量；VRT2_H为RT2资源H的调节速度；TsT2H为RT2资源H的启动时间或提前通知时间；PG30max_H为RT2资源H的最大可调出力；
Figure BDA0001713529780000163
为RT2资源H的当前出力；t0：当前时刻。
RT2时间内可调节的电源或负荷，包括：在线火电机组、可在RT2时间内快速启动的燃气燃油机组、可在RT2时间内调节的柔性负荷。
由公式(23)计算分区电网A在t0+T2时刻的RT1容量
Figure BDA0001713529780000164
Figure BDA0001713529780000165
式中：NT1为分区电网A中RT1资源数量，包括SRT1和NSRT1；PGmax_h为快速备用资源h的最大可调出力；
Figure BDA0001713529780000166
为分区电网A在t0+T2时刻的联络线功率原计划值，即完成共享RT1功率偿还后的联络线功率；
Figure BDA0001713529780000167
为分区电网A中核电、径流式水电、直流来电等不可调节电源功率总加；
Figure BDA0001713529780000168
为分区电网A在t0时刻的RT2调用需求，T2：电网要求的慢速备用调出时间。
公式(17)表示计及共享RT1功率偿还后分区电网A在t0+T2时刻的RT1容量。
由公式(24)计算分区电网A在t0+T2时刻的RT1需求总量
Figure BDA0001713529780000169
Figure BDA00017135297800001610
式中：PRT1minA为分区电网A满足运行可靠性、事故条件下频率恢复需求以及非事故条件下系统调控运行需求的RT1最小容量需求，在日前阶段通过离线计算或经验值的方法得到；
Figure BDA0001713529780000171
和
Figure BDA0001713529780000172
分别为t0+T2+T1时刻超短期负荷预测值和超短期风电预测值；
Figure BDA0001713529780000173
t0+T2时刻的超短期负荷预测值；
Figure BDA0001713529780000174
t0+T2时刻的超短期风电预测值；T1：电网要求的快速备用调出时间。
由公式(23)和公式(24)可以计算分区电网A在t0时刻的RT2调用需求，如公式(25)所示。
Figure BDA0001713529780000175
本发明将RT2容量状态划分为三个区域，分别为非调用区、正常调用区和RT2共享区。
当
Figure BDA0001713529780000176
时，分区电网A处于RT2非调用区，无须调用本区域RT2容量，利用本区域在T2时间内的SRT1冗余容量完成共享RT1功率偿还；
当
Figure BDA0001713529780000177
时，分区电网A处于RT2正常调用区，分区电网A在T2时间内的SRT1冗余容量不足以完成共享RT1功率偿还，需要调用本区RT2用于共享旋转备用功率偿还，本区域RT2需求量为
Figure BDA0001713529780000178
由公式(25)计算；
当
Figure BDA0001713529780000179
时，分区电网A处于RT2共享区，A分区电网的RT2容量不足以完成共享RT1旋转备用功率偿还，需要申请30分钟备用容量共享，共享需求量
Figure BDA00017135297800001710
由公式(26)计算。
Figure BDA00017135297800001711
值得注意的是，RT2共享不需要各分区将增发功率通过联络线输送至故障分区，而是恢复各自的RT1容量，因此，不需要考虑联络线容量约束。
步骤S3、基于所述慢速备用容量共享需求确定共享慢速备用容量分配方案，包括：
基于非故障分区电网的快速备用共享容量，将慢速备用容量共享需求按占比进行分配，得到非故障分区电网需要提供的慢速备用支援容量；
由参与慢速备用支援的非故障分区电网按照提供的所述慢速备用支援容量对故障分区电网进行慢速备用容量支援；
非故障分区电网的快速备用共享容量包括：非故障分区电网的快速旋转备用可支援容量和快速非旋转备用可支援容量。
基于同一发明构思，本实施例中还提供了一种互联电网有功备用共享容量的计算系统，包括：
快速模块，用于基于故障分区电网的运行状态和非故障分区电网的可支援总容量，计算快速备用容量共享需求；
慢速模块，用于基于所述快速备用容量共享需求进行支援，针对支援后的运行状态，计算慢速备用容量共享需求；
分配方案，用于基于所述慢速备用容量共享需求确定共享慢速备用容量分配方案；
其中，所述快速备用容量：在第一响应时间下电网提供的备用容量；
所述慢速备用容量：在第二响应时间下电网提供的备用容量；
所述第一响应时间小于所述第二响应时间。
实施例中，所述快速模块包括：
备用冗余量单元，用于基于故障分区电网的快速旋转备用容量与快速响应缺额之差，获得故障分区电网的快速旋转备用冗余量；
条件单元，用于在所述故障分区电网的快速旋转备用冗余量小于零时，需要请求与之互联的非故障分区电网提供备用共享支援；
计算单元，用于基于联络线受电功率裕度、非故障分区电网的快速旋转备用可支援总容量和快速非旋转备用可支援总容量的关系，计算提供备用共享支援的快速备用容量共享需求；
其中，所述故障分区电网的快速旋转备用容量、快速响应缺额和联络线受电功率裕度，为所述故障分区电网的运行状态：
所述非故障分区电网的快速旋转备用可支援总容量和快速非旋转备用可支援总容量，为所述非故障分区电网的可支援总容量。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (16)

1.一种互联电网有功备用共享容量的计算方法，其特征在于，包括：
基于故障分区电网的运行状态和非故障分区电网的可支援总容量，计算快速备用容量共享需求；
基于所述快速备用容量共享需求进行支援，针对支援后的运行状态，计算慢速备用容量共享需求；
基于所述慢速备用容量共享需求确定共享慢速备用容量分配方案；
其中，所述快速备用容量：在第一响应时间下电网提供的备用容量；
所述慢速备用容量：在第二响应时间下电网提供的备用容量；
所述第一响应时间小于所述第二响应时间；
所述基于故障分区电网的运行状态和非故障分区电网的可支援总容量，计算快速备用容量共享需求，包括：
基于故障分区电网的快速旋转备用容量与快速响应缺额之差，获得故障分区电网的快速旋转备用冗余量；
在所述故障分区电网的快速旋转备用冗余量小于零时，需要请求与之互联的非故障分区电网提供备用共享支援；
基于联络线受电功率裕度、非故障分区电网的快速旋转备用可支援总容量和快速非旋转备用可支援总容量的关系，计算提供备用共享支援的快速备用容量共享需求；
其中，所述故障分区电网的快速旋转备用容量、快速响应缺额和联络线受电功率裕度，为所述故障分区电网的运行状态；
所述非故障分区电网的快速旋转备用可支援总容量和快速非旋转备用可支援总容量，为所述非故障分区电网的可支援总容量。
2.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述故障分区电网的快速旋转备用容量，按下式计算：
Figure FDA0003181350080000021
式中：
Figure FDA0003181350080000022
故障分区电网的快速旋转备用容量；NSR：预先设定提供旋转备用的机组数量；VSR_i：机组i的调节速度；T1：调节时间；
Figure FDA0003181350080000023
机组i的最大可调出力；
Figure FDA0003181350080000024
机组i的当前出力；t0：当前时刻；
所述故障分区电网的快速响应缺额，按下式计算：
Figure FDA0003181350080000025
式中：
Figure FDA0003181350080000026
故障分区电网的快速响应缺额；
Figure FDA0003181350080000027
故障分区电网的t0+T1时刻超短期负荷预测值；
Figure FDA0003181350080000028
故障分区电网当前发电总容量；
Figure FDA0003181350080000029
故障分区电网的t0+T1时刻超短期风电预测值；
Figure FDA00031813500800000210
故障损失功率；ΔPLWA：超短期负荷预测误差和超短期风电预测误差引起的功率不平衡量。
3.如权利要求2所述的计算方法，其特征在于，所述非故障分区电网的快速旋转备用可支援总容量，按下式计算：
Figure FDA00031813500800000211
式中：
Figure FDA00031813500800000212
非故障分区电网的快速旋转备用可支援总容量；NgA：非故障分区电网的数量；
Figure FDA0003181350080000031
非故障分区电网的快速旋转备用可支援容量；
其中，所述非故障分区电网的快速旋转备用可支援容量
Figure FDA0003181350080000032
按下式计算：
Figure FDA0003181350080000033
式中：Ptiek_max：非故障分区电网k的联络线送出裕度；
Figure FDA0003181350080000034
非故障分区电网k的快速旋转备用冗余容量；
所述非故障分区电网的快速非旋转备用可支援总容量，按下式计算：
Figure FDA0003181350080000035
式中：
Figure FDA0003181350080000036
非故障分区电网的快速非旋转备用可支援总容量；
Figure FDA0003181350080000037
非故障分区电网的快速非旋转备用可支援容量；
其中，所述非故障分区电网的快速非旋转备用可支援容量
Figure FDA0003181350080000038
按下式计算：
Figure FDA0003181350080000039
式中：
Figure FDA00031813500800000310
非故障分区电网k的快速非旋转备用容量。
4.如权利要求3所述的计算方法，其特征在于，所述基于联络线受电功率裕度、非故障分区电网的快速旋转备用可支援总容量和快速非旋转备用可支援总容量的关系，计算提供备用共享支援的快速备用容量共享需求，包括：
当
Figure FDA00031813500800000311
且
Figure FDA00031813500800000312
时：计算非故障分区提供第一快速旋转备用共享支援下的快速备用容量共享需求；
当
Figure FDA0003181350080000041
且
Figure FDA0003181350080000042
时，计算非故障分区电网提供第一快速非旋转备用共享支援下的快速备用容量共享需求；
当
Figure FDA0003181350080000043
且
Figure FDA0003181350080000044
时，计算非故障分区提供第二快速非旋转备用共享支援下的快速备用容量共享需求；
当
Figure FDA0003181350080000045
时，计算非故障分区电网提供第三快速旋转备用共享支援下的快速备用容量共享需求；
其中，
Figure FDA0003181350080000046
故障分区电网的快速旋转备用冗余量；
Figure FDA0003181350080000047
故障分区电网的快速非旋转备用容量；PtieA_max：故障分区电网的联络线受电功率裕度。
5.如权利要求4所述的计算方法，其特征在于，所述计算非故障分区提供第一快速旋转备用共享支援下的快速备用容量共享需求，如下式所示：
Figure FDA0003181350080000048
式中：
Figure FDA0003181350080000049
故障分区电网的快速旋转备用容量共享需求；
Figure FDA00031813500800000410
故障分区电网快速非旋转备用容量调用量；
其中，所述故障分区电网的快速非旋转备用容量调用量
Figure FDA00031813500800000411
按下式计算：
Figure FDA0003181350080000051
6.如权利要求4所述的计算方法，其特征在于，所述计算非故障分区电网提供第一快速非旋转备用共享支援下的快速备用容量共享需求，包括：
计算故障分区电网的快速旋转备用容量共享需求和故障分区电网的快速非旋转备用容量共享需求：
其中，所述故障分区电网的快速旋转备用容量共享需求，按下式计算：
Figure FDA0003181350080000052
式中：
Figure FDA0003181350080000053
故障分区电网的快速旋转备用容量共享需求；
所述故障分区电网的快速非旋转备用容量共享需求按下式计算：
Figure FDA0003181350080000054
式中：
Figure FDA0003181350080000055
快速非旋转备用容量共享需求。
7.如权利要求4所述的计算方法，其特征在于，所述计算非故障分区提供第二快速非旋转备用共享支援下的快速备用容量共享需求，包括：
计算故障分区电网的快速旋转备用容量共享需求和故障分区电网的快速非旋转备用容量；
其中，所述故障分区电网的快速旋转备用容量共享需求，按下式计算：
Figure FDA0003181350080000061
所述故障分区电网的快速非旋转备用容量按下式计算：
Figure FDA0003181350080000062
式中：
Figure FDA0003181350080000063
故障分区电网的快速旋转备用容量共享需求；
Figure FDA0003181350080000064
快速非旋转备用容量共享需求。
8.如权利要求4所述的计算方法，其特征在于，所述计算非故障分区电网提供第三快速旋转备用共享支援下的快速备用容量共享需求，包括：
Figure FDA0003181350080000065
式中：
Figure FDA0003181350080000066
故障分区电网的快速旋转备用容量共享需求；
Figure FDA0003181350080000067
故障分区电网快速非旋转备用容量调用量；
其中，所述故障分区电网的快速非旋转备用容量调用量
Figure FDA0003181350080000068
按下式计算：
Figure FDA0003181350080000069
9.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述基于所述快速备用容量共享需求进行支援，针对支援后的运行状态，计算慢速备用容量共享需求包括：
基于所述快速备用容量共享需求计算快速备用容量在非故障分区电网的分配方案；
基于所述故障分区电网在共享快速备用容量分配方案进行支援后的运行状态，计算慢速备用容量共享需求。
10.如权利要求9所述的计算方法，其特征在于，所述基于所述快速备用容量共享需求计算快速备用容量在非故障分区电网的分配方案，包括：
基于非故障分区电网的快速旋转备用可支援容量，将快速旋转备用容量共享需求按占比进行分配，得到非故障分区电网需要提供的快速旋转备用支援容量；
基于非故障分区电网的快速非旋转备用支援容量，将快速非旋转备用容量共享需求按占比进行分配，得到非故障分区电网需要提供的快速非旋转备用支援容量；
将参与快速支援的非故障分区电网，按照所述非故障分区电网需要提供的快速旋转备用支援容量，以及所述非故障分区电网需要提供的快速非旋转备用支援容量，对故障分区电网的快速备用容量共享需求进行容量支援。
11.如权利要求9所述的计算方法，其特征在于，所述基于所述故障分区电网在所述共享快速备用容量分配方案进行支援后的运行状态，计算慢速备用容量共享需求，包括：
基于所述故障分区电网按所述共享快速备用容量分配方案进行支援后，计算当前时刻的慢速备用容量和慢速备用容量调用需求；
基于所述慢速备用容量和慢速备用容量调用需求的关系，计算慢速备用容量共享需求。
12.如权利要求11所述的计算方法，其特征在于，所述当前时刻的慢速备用容量按下式计算：
Figure FDA0003181350080000081
式中：
Figure FDA0003181350080000082
故障分区电网在t0时刻的慢速备用容量；NT2：故障分区电网中的慢速备用资源的数量；VRT2_H：慢速备用资源H的调节速度；TsT2H：慢速备用资源H的启动时间或提前通知时间；PGT2max_H：慢速备用资源H的最大可调出力；
Figure FDA0003181350080000083
慢速备用资源H的当前出力；t0：当前时刻；
所述慢速备用容量调用需求按下式计算：
Figure FDA0003181350080000084
式中：
Figure FDA0003181350080000085
故障分区电网在t0时刻的慢速备用容量调用需求；
Figure FDA0003181350080000086
故障分区电网在t0+T2时刻的快速备用容量需求；
Figure FDA0003181350080000087
故障分区电网在t0+T2时刻的快速备用容量；T2：慢速备用调出时间；
其中，所述故障分区电网在t0+T2时刻的快速备用容量需求
Figure FDA0003181350080000088
按下式计算：
Figure FDA0003181350080000089
式中：PRT1minA：故障分区电网在满足运行可靠性、事故条件下频率恢复需求，以及非事故条件下系统调控运行需求的为t0+T2+T1时刻的超短期负荷预测值的，最小快速备用容量共享需求；
Figure FDA00031813500800000810
t0+T2+T1时刻的超短期负荷预测值；
Figure FDA00031813500800000811
t0+T2时刻的超短期负荷预测值；
Figure FDA00031813500800000812
t0+T2+T1时刻的超短期风电预测值；
Figure FDA00031813500800000813
t0+T2时刻的超短期风电预测值；T1：快速备用调出时间；
所述故障分区电网在t0+T2时刻的快速备用容量
Figure FDA0003181350080000091
按下式计算：
Figure FDA0003181350080000092
式中：NT1：故障分区电网中的快速备用资源数量；PGmax_h：快速备用资源h的最大可调出力；
Figure FDA0003181350080000093
故障分区电网在t0+T2时刻的联络线功率原计划值；
Figure FDA0003181350080000094
故障分区电网中核电、径流式水电和直流来电不可调节电源功率总和。
13.如权利要求12所述的计算方法，其特征在于，所述基于所述慢速备用容量和慢速备用容量调用需求的关系，计算慢速备用容量共享需求，按下式计算：
Figure FDA0003181350080000095
式中：
Figure FDA0003181350080000096
慢速备用容量共享需求。
14.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述基于所述慢速备用容量共享需求确定慢速备用容量分配方案，包括：
基于非故障分区电网的快速备用共享容量，将所述慢速备用容量共享需求按占比进行分配，得到非故障分区电网需要提供的慢速备用支援容量；
由参与慢速备用支援的非故障分区电网按照提供的所述慢速备用支援容量对故障分区电网进行慢速备用容量支援；
所述非故障分区电网的快速备用共享容量包括：非故障分区电网的快速旋转备用可支援容量和快速非旋转备用可支援容量。
15.一种用于如权利要求1-14任一项所述互联电网有功备用共享容量的计算方法的计算系统，其特征在于，包括：
快速模块，用于基于故障分区电网的运行状态和非故障分区电网的可支援总容量，计算快速备用容量共享需求；
慢速模块，用于基于所述快速备用容量共享需求进行支援，针对支援后的运行状态，计算慢速备用容量共享需求；
分配方案，用于基于所述慢速备用容量共享需求确定共享慢速备用容量分配方案；
其中，所述快速备用容量：在第一响应时间下电网提供的备用容量；
所述慢速备用容量：在第二响应时间下电网提供的备用容量；
所述第一响应时间小于所述第二响应时间。
16.如权利要求15所述的计算系统，其特征在于，所述快速模块包括：
备用冗余量单元，用于基于故障分区电网的快速旋转备用容量与快速响应缺额之差，获得故障分区电网的快速旋转备用冗余量；
条件单元，用于在所述故障分区电网的快速旋转备用冗余量小于零时，需要请求与之互联的非故障分区电网提供备用共享支援；
计算单元，用于基于联络线受电功率裕度、非故障分区电网的快速旋转备用可支援总容量和快速非旋转备用可支援总容量的关系，计算提供备用共享支援的快速备用容量共享需求；
其中，所述故障分区电网的快速旋转备用容量、快速响应缺额和联络线受电功率裕度，为所述故障分区电网的运行状态：
所述非故障分区电网的快速旋转备用可支援总容量和快速非旋转备用可支援总容量，为所述非故障分区电网的可支援总容量。
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