CN114156917A - 抽水蓄能电站的区域负荷频率控制方法与系统 - Google Patents

抽水蓄能电站的区域负荷频率控制方法与系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抽水蓄能电站的区域负荷频率控制方法与系统，该方法首先构建抽水蓄能电站负荷分配的多目标函数，该多目标函数中涉及多个抽水蓄能电站以及多个电网，描述了多个电网的剩余负荷与多个抽水蓄能电站的输送电力或消耗电量之间的关系，然后将多目标函数转换为单目标函数，再对该单目标函数设定约束条件，约束条件至少包括水库水量限制条件、抽水蓄能电站控制需求限制条件、抽水蓄能电站单一时段出力平衡限制条件、电网送电量控制需求限制条件、抽水蓄能电站最大发电流量与最大抽水流量限制条件等，最后通过设定约束条件后的单目标函数执行抽水蓄能电站的区域负荷频率控制，从而能够有效的对多电网负荷进行频率控制。

Description

抽水蓄能电站的区域负荷频率控制方法与系统
技术领域
本发明涉及抽水蓄能电站技术领域，特别是涉及一种抽水蓄能电站的区域负荷频率控制方法与系统。
背景技术
随着现代工业和电力事业的迅猛发展，电力系统负荷峰谷差矛盾日趋突出。随着大容量核电机组的投产，风电、太阳能等间歇性能源的大规模并网，电源侧的不确定性和随机性给电网带来越来越大的冲击。建设智能电网又要求全面提高电网运行的安全性、灵活性、适应性和经济性。因此电力系统迫切需要拥有更强的调峰、调频、调相、备用能力以保证电力系统的安全、稳定、经济运行。
抽水蓄能电站以其灵活、快速、经济、可靠的特点，成为有效、经济解决上述问题的手段之一。抽水蓄能电站在电网处于低谷负荷时抽水至上游水库，将电能转化势能储存起来；在电网处于高峰负荷时放水发电，向电网提供电能。因此，抽水蓄能电站可将电网负荷低谷时期的低价值的电能转变为负荷高峰时期的高价值电能，静态效益显著；能以较低的成本为电网提供削峰填谷、调频、调相、事故备用、快速负荷跟踪等功能，具有良好的动态效益。
自动发电控制(Automatic Generation Control，AGC)是抽水蓄能电站中不可或缺的功能，它通过调节电网中调频机组的出力变化，使电网输出功率与用户用电量之间保持平衡，同时优化机组出力，使机组工作在较经济的出力点上。而负荷频率控制(LoadFrequency Control，LFC)是AGC调频应用的核心。负荷频率控制的基本任务是调节电力系统供电频率，使其保持在基准值和维持电网不同区域间联络线交换功率为计划值，是维持电力系统功率和频率稳定的重要措施。然而现有的负荷频率控制都是针对单一电网负荷进行的，不能有效的对多电网负荷进行频率控制。
发明内容
为此，本发明的一个实施例提出一种抽水蓄能电站的区域负荷频率控制方法，以解决现有技术无法有效的对多电网负荷进行频率控制的问题。
根据本发明一实施例的抽水蓄能电站的区域负荷频率控制方法，包括：
构建抽水蓄能电站负荷分配的多目标函数，所述多目标函数的条件式如下：
Figure BDA0003350917740000021
Figure BDA0003350917740000022
其中，M为抽水蓄能电站的总数，m表示第m个抽水蓄能电站，i表示第i个电网，i和m为正整数，
Figure BDA0003350917740000023
为第i个电网t时段的原始负荷，
Figure BDA0003350917740000024
为第i个电网t时段的剩余负荷，Di(Xi)为第i个电网的剩余负荷方差；
Figure BDA0003350917740000025
为第m个抽水蓄能电站在t时段向第i个电网输送的电力或者表示第m个抽水蓄能电站在t时段抽水时从第i个电网消耗的电量，T为调度期总时段数；
将所述多目标函数转换为单目标函数；
对所述单目标函数设定约束条件，所述约束条件至少包括水库水量限制条件、抽水蓄能电站控制需求限制条件、抽水蓄能电站单一时段出力平衡限制条件、电网送电量控制需求限制条件、抽水蓄能电站最大发电流量与最大抽水流量限制条件、电站出力限制条件、电站出力极值点持续时段限制条件；
通过设定约束条件后的所述单目标函数执行抽水蓄能电站的区域负荷频率控制。
其中，将所述多目标函数转换为单目标函数的步骤具体包括：
采用多目标规划模糊优化算法将所述多目标函数转换为单目标函数，所述单目标函数的条件式如下：
Figure BDA0003350917740000026
Figure BDA0003350917740000031
Figure BDA0003350917740000032
其中，P为所述单目标函数的隶属度，L为候选解总数，1为第1个候选解，Ei，l为第l个候选解中第i个电网的剩余负荷方差；
Figure BDA0003350917740000033
为所有候选解中第i个电网剩余负荷方差最大值，
Figure BDA0003350917740000034
为所有候选解中第i个电网剩余负荷方差最小值，Wg为权重系数。
其中，所述水库水量限制条件的条件式如下：
Vm’＝Vm+(q1-q2)Δt
其中，Vm为第m个抽水蓄能电站在t时段的初始库容，Vm’为第m个抽水蓄能电站在t时段的结束库容，q1为第m个抽水蓄能电站在t时段的抽水流量，q2为第m个抽水蓄能电站在t时段的发电流量，Δt为单一时段的小时数。
所述抽水蓄能电站单一时段出力平衡限制条件的条件式如下：
Figure BDA0003350917740000035
其中，
Figure BDA0003350917740000036
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的出力。
其中，抽水工况下，所述电站出力限制条件的条件式如下：
Figure BDA0003350917740000037
发电工况下，所述电站出力限制条件的条件式如下：
Figure BDA0003350917740000038
其中，
Figure BDA0003350917740000039
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的发电出力最小值；
Figure BDA00033509177400000310
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的发电出力最大值；
Figure BDA00033509177400000311
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的抽水功率最小值；
Figure BDA00033509177400000312
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的抽水功率最大值。
其中，所述电站出力极值点持续时段限制条件的条件式如下：
Figure BDA00033509177400000313
其中，to表示第m个抽水蓄能电站极值点的持续时段。
根据本发明实施例提供的抽水蓄能电站的区域负荷频率控制方法，首先构建抽水蓄能电站负荷分配的多目标函数，该多目标函数中涉及多个抽水蓄能电站以及多个电网，描述了多个电网的剩余负荷与多个抽水蓄能电站的输送电力或消耗电量之间的关系，然后将多目标函数转换为单目标函数，再对该单目标函数设定约束条件，约束条件至少包括水库水量限制条件、抽水蓄能电站控制需求限制条件、抽水蓄能电站单一时段出力平衡限制条件、电网送电量控制需求限制条件、抽水蓄能电站最大发电流量与最大抽水流量限制条件、电站出力限制条件、电站出力极值点持续时段限制条件，最后通过设定约束条件后的单目标函数执行抽水蓄能电站的区域负荷频率控制，从而能够有效的对多电网负荷进行频率控制。
本发明的另一实施例提供一种抽水蓄能电站的区域负荷频率控制系统，以解决现有技术无法有效的对多电网负荷进行频率控制的问题。
根据本发明一实施例的抽水蓄能电站的区域负荷频率控制系统，包括：
构建模块，用于构建抽水蓄能电站负荷分配的多目标函数，所述多目标函数的条件式如下：
Figure BDA0003350917740000041
Figure BDA0003350917740000042
其中，M为抽水蓄能电站的总数，m表示第m个抽水蓄能电站，i表示第i个电网，i和m为正整数，
Figure BDA0003350917740000043
为第i个电网t时段的原始负荷，
Figure BDA0003350917740000044
为第i个电网t时段的剩余负荷，Di(Xi)为第i个电网的剩余负荷方差；
Figure BDA0003350917740000045
为第m个抽水蓄能电站在t时段向第i个电网输送的电力或者表示第m个抽水蓄能电站在t时段抽水时从第i个电网消耗的电量，T为调度期总时段数；
转换模块，用于将所述多目标函数转换为单目标函数；
设定模块，用于对所述单目标函数设定约束条件，所述约束条件至少包括水库水量限制条件、抽水蓄能电站控制需求限制条件、抽水蓄能电站单一时段出力平衡限制条件、电网送电量控制需求限制条件、抽水蓄能电站最大发电流量与最大抽水流量限制条件、电站出力限制条件、电站出力极值点持续时段限制条件；
执行模块，用于通过设定约束条件后的所述单目标函数执行抽水蓄能电站的区域负荷频率控制。
其中，所述转换模块具体用于：
采用多目标规划模糊优化算法将所述多目标函数转换为单目标函数，所述单目标函数的条件式如下：
Figure BDA0003350917740000051
Figure BDA0003350917740000052
Figure BDA0003350917740000053
其中，P为所述单目标函数的隶属度，L为候选解总数，l为第1个候选解，Ei，l为第l个候选解中第i个电网的剩余负荷方差；
Figure BDA0003350917740000054
为所有候选解中第i个电网剩余负荷方差最大值，
Figure BDA0003350917740000055
为所有候选解中第i个电网剩余负荷方差最小值，wg为权重系数。
其中，所述水库水量限制条件的条件式如下：
Vm’＝Vm+(q1-q2)Δt
其中，Vm为第m个抽水蓄能电站在t时段的初始库容，Vm’为第m个抽水蓄能电站在t时段的结束库容，q1为第m个抽水蓄能电站在t时段的抽水流量，q2为第m个抽水蓄能电站在t时段的发电流量，Δt为单一时段的小时数。
所述抽水蓄能电站单一时段出力平衡限制条件的条件式如下：
Figure BDA0003350917740000056
其中，
Figure BDA0003350917740000057
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的出力。
其中，抽水工况下，所述电站出力限制条件的条件式如下：
Figure BDA0003350917740000061
发电工况下，所述电站出力限制条件的条件式如下：
Figure BDA0003350917740000062
其中，
Figure BDA0003350917740000063
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的发电出力最小值；
Figure BDA0003350917740000064
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的发电出力最大值；
Figure BDA0003350917740000065
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的抽水功率最小值；
Figure BDA0003350917740000066
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的抽水功率最大值。
其中，所述电站出力极值点持续时段限制条件的条件式如下：
Figure BDA0003350917740000067
其中，to表示第m个抽水蓄能电站极值点的持续时段。
根据本发明实施例提供的抽水蓄能电站的区域负荷频率控制系统，首先构建抽水蓄能电站负荷分配的多目标函数，该多目标函数中涉及多个抽水蓄能电站以及多个电网，描述了多个电网的剩余负荷与多个抽水蓄能电站的输送电力或消耗电量之间的关系，然后将多目标函数转换为单目标函数，再对该单目标函数设定约束条件，约束条件至少包括水库水量限制条件、抽水蓄能电站控制需求限制条件、抽水蓄能电站单一时段出力平衡限制条件、电网送电量控制需求限制条件、抽水蓄能电站最大发电流量与最大抽水流量限制条件、电站出力限制条件、电站出力极值点持续时段限制条件，最后通过设定约束条件后的单目标函数执行抽水蓄能电站的区域负荷频率控制，从而能够有效的对多电网负荷进行频率控制。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施例了解到。
附图说明
本发明实施例的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明第一实施例的抽水蓄能电站的区域负荷频率控制方法的流程图；
图2是根据本发明第二实施例的抽水蓄能电站的区域负荷频率控制系统的结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明第一实施例提出的抽水蓄能电站的区域负荷频率控制方法，包括步骤S101～S104：
S101，构建抽水蓄能电站负荷分配的多目标函数。
其中，所述多目标函数的条件式如下：
Figure BDA0003350917740000071
Figure BDA0003350917740000072
其中，M为抽水蓄能电站的总数，m表示第m个抽水蓄能电站，i表示第i个电网，i和m为正整数，
Figure BDA0003350917740000073
为第i个电网t时段的原始负荷，
Figure BDA0003350917740000074
为第i个电网t时段的剩余负荷，Di(Xi)为第i个电网的剩余负荷方差；
Figure BDA0003350917740000075
为第m个抽水蓄能电站在t时段向第i个电网输送的电力或者表示第m个抽水蓄能电站在t时段抽水时从第i个电网消耗的电量，T为调度期总时段数；
S102，将所述多目标函数转换为单目标函数。
其中，具体采用多目标规划模糊优化算法将所述多目标函数转换为单目标函数，所述单目标函数的条件式如下：
Figure BDA0003350917740000081
Figure BDA0003350917740000082
Figure BDA0003350917740000083
其中，P为所述单目标函数的隶属度，L为候选解总数，l为第l个候选解，Ei，l为第l个候选解中第i个电网的剩余负荷方差；
Figure BDA0003350917740000084
为所有候选解中第i个电网剩余负荷方差最大值，
Figure BDA0003350917740000085
为所有候选解中第i个电网剩余负荷方差最小值，wg为权重系数。
S103，对所述单目标函数设定约束条件。
其中，所述约束条件至少包括水库水量限制条件、抽水蓄能电站控制需求限制条件、抽水蓄能电站单一时段出力平衡限制条件、电网送电量控制需求限制条件、抽水蓄能电站最大发电流量与最大抽水流量限制条件、电站出力限制条件、电站出力极值点持续时段限制条件。
本实施例中，所述水库水量限制条件的条件式如下：
Vm’＝Vm+(q1-q2)Δt
其中，Vm为第m个抽水蓄能电站在t时段的初始库容，Vm’为第m个抽水蓄能电站在t时段的结束库容，q1为第m个抽水蓄能电站在t时段的抽水流量，q2为第m个抽水蓄能电站在t时段的发电流量，Δt为单一时段的小时数。
所述抽水蓄能电站单一时段出力平衡限制条件的条件式如下：
Figure BDA0003350917740000086
其中，
Figure BDA0003350917740000087
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的出力。
抽水工况下，所述电站出力限制条件的条件式如下：
Figure BDA0003350917740000088
发电工况下，所述电站出力限制条件的条件式如下：
Figure BDA0003350917740000091
其中，
Figure BDA0003350917740000092
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的发电出力最小值；
Figure BDA0003350917740000093
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的发电出力最大值；
Figure BDA0003350917740000094
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的抽水功率最小值；
Figure BDA0003350917740000095
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的抽水功率最大值。
所述电站出力极值点持续时段限制条件的条件式如下：
Figure BDA0003350917740000096
其中，to表示第m个抽水蓄能电站极值点的持续时段。
此外，需要指出的是，至于抽水蓄能电站控制需求限制条件、电网送电量控制需求限制条件、抽水蓄能电站最大发电流量与最大抽水流量限制条件等限制条件，可以根据实际情况采用传统的约束方案。
S104，通过设定约束条件后的所述单目标函数执行抽水蓄能电站的区域负荷频率控制。
根据本发明提供的抽水蓄能电站的区域负荷频率控制方法，首先构建抽水蓄能电站负荷分配的多目标函数，该多目标函数中涉及多个抽水蓄能电站以及多个电网，描述了多个电网的剩余负荷与多个抽水蓄能电站的输送电力或消耗电量之间的关系，然后将多目标函数转换为单目标函数，再对该单目标函数设定约束条件，约束条件至少包括水库水量限制条件、抽水蓄能电站控制需求限制条件、抽水蓄能电站单一时段出力平衡限制条件、电网送电量控制需求限制条件、抽水蓄能电站最大发电流量与最大抽水流量限制条件、电站出力限制条件、电站出力极值点持续时段限制条件，最后通过设定约束条件后的单目标函数执行抽水蓄能电站的区域负荷频率控制，从而能够有效的对多电网负荷进行频率控制。
请参阅图2，本发明第二实施例提出的抽水蓄能电站的区域负荷频率控制系统，包括：
构建模块10，用于构建抽水蓄能电站负荷分配的多目标函数，所述多目标函数的条件式如下：
Figure BDA0003350917740000101
Figure BDA0003350917740000102
其中，M为抽水蓄能电站的总数，m表示第m个抽水蓄能电站，i表示第i个电网，i和m为正整数，
Figure BDA0003350917740000103
为第i个电网t时段的原始负荷，
Figure BDA0003350917740000104
为第i个电网t时段的剩余负荷，Di(Xi)为第i个电网的剩余负荷方差；
Figure BDA0003350917740000105
为第m个抽水蓄能电站在t时段向第i个电网输送的电力或者表示第m个抽水蓄能电站在t时段抽水时从第i个电网消耗的电量，T为调度期总时段数；
转换模块20，用于将所述多目标函数转换为单目标函数；
设定模块30，用于对所述单目标函数设定约束条件，所述约束条件至少包括水库水量限制条件、抽水蓄能电站控制需求限制条件、抽水蓄能电站单一时段出力平衡限制条件、电网送电量控制需求限制条件、抽水蓄能电站最大发电流量与最大抽水流量限制条件、电站出力限制条件、电站出力极值点持续时段限制条件；
执行模块40，用于通过设定约束条件后的所述单目标函数执行抽水蓄能电站的区域负荷频率控制。
本实施例中，所述转换模块20具体用于：
采用多目标规划模糊优化算法将所述多目标函数转换为单目标函数，所述单目标函数的条件式如下：
Figure BDA0003350917740000106
Figure BDA0003350917740000107
Figure BDA0003350917740000108
其中，P为所述单目标函数的隶属度，L为候选解总数，l为第l个候选解，Ei，l为第l个候选解中第i个电网的剩余负荷方差；
Figure BDA0003350917740000109
为所有候选解中第i个电网剩余负荷方差最大值，
Figure BDA0003350917740000111
为所有候选解中第i个电网剩余负荷方差最小值，Wg为权重系数。
本实施例中，所述水库水量限制条件的条件式如下：
Vm’＝Vm+(q1-q2)Δt
其中，Vm为第m个抽水蓄能电站在t时段的初始库容，Vm’为第m个抽水蓄能电站在t时段的结束库容，q1为第m个抽水蓄能电站在t时段的抽水流量，q2为第m个抽水蓄能电站在t时段的发电流量，Δt为单一时段的小时数。
本实施例中，所述抽水蓄能电站单一时段出力平衡限制条件的条件式如下：
Figure BDA0003350917740000112
其中，
Figure BDA0003350917740000113
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的出力。
本实施例中，抽水工况下，所述电站出力限制条件的条件式如下：
Figure BDA0003350917740000114
发电工况下，所述电站出力限制条件的条件式如下：
Figure BDA0003350917740000115
其中，
Figure BDA0003350917740000116
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的发电出力最小值；
Figure BDA0003350917740000117
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的发电出力最大值；
Figure BDA0003350917740000118
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的抽水功率最小值；
Figure BDA0003350917740000119
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的抽水功率最大值。
本实施例中，所述电站出力极值点持续时段限制条件的条件式如下：
Figure BDA00033509177400001110
其中，to表示第m个抽水蓄能电站极值点的持续时段。
根据本发明提供的抽水蓄能电站的区域负荷频率控制系统，首先构建抽水蓄能电站负荷分配的多目标函数，该多目标函数中涉及多个抽水蓄能电站以及多个电网，描述了多个电网的剩余负荷与多个抽水蓄能电站的输送电力或消耗电量之间的关系，然后将多目标函数转换为单目标函数，再对该单目标函数设定约束条件，约束条件至少包括水库水量限制条件、抽水蓄能电站控制需求限制条件、抽水蓄能电站单一时段出力平衡限制条件、电网送电量控制需求限制条件、抽水蓄能电站最大发电流量与最大抽水流量限制条件、电站出力限制条件、电站出力极值点持续时段限制条件，最后通过设定约束条件后的单目标函数执行抽水蓄能电站的区域负荷频率控制，从而能够有效的对多电网负荷进行频率控制。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通讯、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种抽水蓄能电站的区域负荷频率控制方法，其特征在于，包括：
构建抽水蓄能电站负荷分配的多目标函数，所述多目标函数的条件式如下：
Figure FDA0003350917730000011
Figure FDA0003350917730000012
其中，M为抽水蓄能电站的总数，m表示第m个抽水蓄能电站，i表示第i个电网，i和m为正整数，
Figure FDA0003350917730000013
为第i个电网t时段的原始负荷，
Figure FDA0003350917730000014
为第i个电网t时段的剩余负荷，Di(Xi)为第i个电网的剩余负荷方差；
Figure FDA0003350917730000015
为第m个抽水蓄能电站在t时段向第i个电网输送的电力或者表示第m个抽水蓄能电站在t时段抽水时从第i个电网消耗的电量，T为调度期总时段数；
将所述多目标函数转换为单目标函数；
对所述单目标函数设定约束条件，所述约束条件至少包括水库水量限制条件、抽水蓄能电站控制需求限制条件、抽水蓄能电站单一时段出力平衡限制条件、电网送电量控制需求限制条件、抽水蓄能电站最大发电流量与最大抽水流量限制条件、电站出力限制条件、电站出力极值点持续时段限制条件；
通过设定约束条件后的所述单目标函数执行抽水蓄能电站的区域负荷频率控制。
2.根据权利要求1所述的抽水蓄能电站的区域负荷频率控制方法，其特征在于，将所述多目标函数转换为单目标函数的步骤具体包括：
采用多目标规划模糊优化算法将所述多目标函数转换为单目标函数，所述单目标函数的条件式如下：
Figure FDA0003350917730000016
Figure FDA0003350917730000017
Figure FDA0003350917730000018
其中，P为所述单目标函数的隶属度，L为候选解总数，1为第1个候选解，Ei，l为第1个候选解中第i个电网的剩余负荷方差；
Figure FDA0003350917730000021
为所有候选解中第i个电网剩余负荷方差最大值，
Figure FDA0003350917730000022
为所有候选解中第i个电网剩余负荷方差最小值，wg为权重系数。
3.根据权利要求2所述的抽水蓄能电站的区域负荷频率控制方法，其特征在于，所述水库水量限制条件的条件式如下：
Vm’＝Vm+(q1-q2)Δt
其中，Vm为第m个抽水蓄能电站在t时段的初始库容，Vm’为第m个抽水蓄能电站在t时段的结束库容，q1为第m个抽水蓄能电站在t时段的抽水流量，q2为第m个抽水蓄能电站在t时段的发电流量，Δt为单一时段的小时数；
所述抽水蓄能电站单一时段出力平衡限制条件的条件式如下：
Figure FDA0003350917730000023
其中，
Figure FDA0003350917730000024
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的出力。
4.根据权利要求2所述的抽水蓄能电站的区域负荷频率控制方法，其特征在于，
抽水工况下，所述电站出力限制条件的条件式如下：
Figure FDA0003350917730000025
发电工况下，所述电站出力限制条件的条件式如下：
Figure FDA0003350917730000026
其中，
Figure FDA0003350917730000027
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的发电出力最小值；
Figure FDA0003350917730000028
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的发电出力最大值；
Figure FDA0003350917730000029
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的抽水功率最小值；
Figure FDA00033509177300000210
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的抽水功率最大值。
5.根据权利要求2所述的抽水蓄能电站的区域负荷频率控制方法，其特征在于，所述电站出力极值点持续时段限制条件的条件式如下：
Figure FDA00033509177300000211
其中，to表示第m个抽水蓄能电站极值点的持续时段。
6.一种抽水蓄能电站的区域负荷频率控制系统，其特征在于，包括：
构建模块，用于构建抽水蓄能电站负荷分配的多目标函数，所述多目标函数的条件式如下：
Figure FDA0003350917730000031
Figure FDA0003350917730000032
其中，M为抽水蓄能电站的总数，m表示第m个抽水蓄能电站，i表示第i个电网，i和m为正整数，
Figure FDA0003350917730000033
为第i个电网t时段的原始负荷，
Figure FDA0003350917730000034
为第i个电网t时段的剩余负荷，Di(Xi)为第i个电网的剩余负荷方差；
Figure FDA0003350917730000035
为第m个抽水蓄能电站在t时段向第i个电网输送的电力或者表示第m个抽水蓄能电站在t时段抽水时从第i个电网消耗的电量，T为调度期总时段数；
转换模块，用于将所述多目标函数转换为单目标函数；
设定模块，用于对所述单目标函数设定约束条件，所述约束条件至少包括水库水量限制条件、抽水蓄能电站控制需求限制条件、抽水蓄能电站单一时段出力平衡限制条件、电网送电量控制需求限制条件、抽水蓄能电站最大发电流量与最大抽水流量限制条件、电站出力限制条件、电站出力极值点持续时段限制条件；
执行模块，用于通过设定约束条件后的所述单目标函数执行抽水蓄能电站的区域负荷频率控制。
7.根据权利要求6所述的抽水蓄能电站的区域负荷频率控制系统，其特征在于，所述转换模块具体用于：
采用多目标规划模糊优化算法将所述多目标函数转换为单目标函数，所述单目标函数的条件式如下：
Figure FDA0003350917730000036
Figure FDA0003350917730000041
Figure FDA0003350917730000042
其中，P为所述单目标函数的隶属度，L为候选解总数，1为第1个候选解，Ei，l为第1个候选解中第i个电网的剩余负荷方差；
Figure FDA0003350917730000043
为所有候选解中第i个电网剩余负荷方差最大值，
Figure FDA0003350917730000044
为所有候选解中第i个电网剩余负荷方差最小值，wg为权重系数。
8.根据权利要求7所述的抽水蓄能电站的区域负荷频率控制系统，其特征在于，所述水库水量限制条件的条件式如下：
Vm’＝Vm+(q1-q2)Δt
其中，Vm为第m个抽水蓄能电站在t时段的初始库容，Vm’为第m个抽水蓄能电站在t时段的结束库容，q1为第m个抽水蓄能电站在t时段的抽水流量，q2为第m个抽水蓄能电站在t时段的发电流量，Δt为单一时段的小时数；
所述抽水蓄能电站单一时段出力平衡限制条件的条件式如下：
Figure FDA0003350917730000045
其中，
Figure FDA0003350917730000046
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的出力。
9.根据权利要求8所述的抽水蓄能电站的区域负荷频率控制系统，其特征在于，
抽水工况下，所述电站出力限制条件的条件式如下：
Figure FDA0003350917730000047
发电工况下，所述电站出力限制条件的条件式如下：
Figure FDA0003350917730000048
其中，
Figure FDA0003350917730000049
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的发电出力最小值；
Figure FDA00033509177300000410
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的发电出力最大值；
Figure FDA00033509177300000411
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的抽水功率最小值；
Figure FDA00033509177300000412
表示第m个抽水蓄能电站在t时段的抽水功率最大值。
10.根据权利要求7所述的抽水蓄能电站的区域负荷频率控制系统，其特征在于，所述电站出力极值点持续时段限制条件的条件式如下：
Figure FDA0003350917730000051
其中，to表示第m个抽水蓄能电站极值点的持续时段。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114707403A (zh) * 2022-03-10 2022-07-05 国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司 基于抽水蓄能调节的地区配电网多能源协调优化调度方法

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