CN117526355A - 一种分布式光伏与可调负荷参与电网调频的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分布式光伏与可调负荷参与电网调频的方法及系统，属于负荷控制技术领域。本发明方法，包括：采集电网分布式光伏与可调负荷的运行信息；根据述运行信息，构建电网的频率动态模型，基于所述频率动态模型计算得到电网受到扰动后的频率变化曲线，根据所述频率变化曲线确定所述电网在不同控制方式下频率的最低点；根据所述频率的最低点，确定频率差值裕度指标；将所述频率差值裕度指标与所述频率差值裕度指标的上下界，进行对比，根据对比结果向所述电网输入控制指令，根据控制指令控制电网分布式光伏与可调负荷进行调频动作。本发明有效的提高了系统安全稳定性，避免了系统频率越界的恶劣情形。

Description

一种分布式光伏与可调负荷参与电网调频的方法及系统
技术领域
本发明涉及负荷控制技术领域，并且更具体地，涉及一种分布式光伏与可调负荷参与电网调频的方法及系统。
背景技术
随着风电、光伏等新能源接入电网导致发电渗透率的上升，电力系统逐渐开始电力电子化，电力系统的运行特性受到了很大影响。因此，大规模新能源发电接入电网对电力系统稳定运行的影响有待深入研究。光伏等新能源发电具有间歇性与不确定性，当功率波动比较大时，电力系统频率可能会越界，给系统带来严重损失。
同步机(synchronous generator,SG)提供的转动惯量以及一次调频能力是传统电网调节频率的主要方式，当系统中出现功率不平衡时，发电机转子中的动能首先自发响应，用以阻碍频率变化，降低频率变化率；同时经过一段时间延迟后，调速器起作用，备用容量提供稳态频率支撑。随着高比例新能源发电接入，系统惯量降低，从而降低了系统的频率调节能力，对电力系统的频率安全造成明显的危害。
目前，基于一致性理论的分布式优化调度具有计算效率高、“即插即用”特性、可靠性高、保护隐私信息等优点，成为多源结构下电网优化调控的有效方法。已有文献提出一种经典的一致性算法，通过分布式观测器对邻近智能体单元进行信息交互来估计全局信息，但是其最终需要对所有的智能体单元的估计值进行求和，过程繁琐复杂。还有文献提出一种一致性与创新项的算法，其中创新项的设计是用来确保电源侧与负荷侧之间的功率平衡，其通过局部创新项的估计算法实现供需之间的全局平衡约束，但随着电网中“源-荷”不确定性增加使得局部估计算法不能有效处理“源-荷”的双向变化，因此该方法仍然具有一定的局限性。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种分布式光伏与可调负荷参与电网调频的方法，包括：
采集电网分布式光伏与可调负荷的运行信息；
根据所述运行信息，构建电网的频率动态模型，基于所述频率动态模型计算得到电网受到扰动后的频率变化曲线，根据所述频率变化曲线确定所述电网在不同控制方式下频率的最低点；
根据所述频率的最低点，确定频率差值裕度指标；
将所述频率差值裕度指标与所述频率差值裕度指标的上下界，进行对比，根据对比结果向所述电网输入控制指令，根据控制指令控制电网分布式光伏与可调负荷进行调频动作。
可选的，运行信息，包括如下中的至少一种：电网分布式光伏与可调负荷的控制方式、功率及电压。
可选的，电网的频率动态模型为降阶小信号模型。
可选的，频率动态模型的计算公式如下：
其中，为系统状态变量的导数、Δx为系统状态变量、Δy为电网各节点频率、Δu为电网功率扰动和Are、Bre、Cre、Dre分别为的状态矩阵、输入矩阵、输出矩阵和前馈矩阵。
可选的，根据所述频率变化曲线确定所述电网在不同控制方式下频率的最低点，包括：
通过传递函数来表征频率变化曲线，确定传递函数H∞范数的最大峰值，基于所述最大峰值确定所述电网在不同控制方式下频率的最低点。
可选的，根据所述频率的最低点，确定频率差值裕度指标，包括：
确定所述频率最低点的标幺值，将所述频率最低点的标幺值与电网稳态频率值作差，得到的差值即为频率差值裕度指标。
可选的，对比结果包括：Δ<μ，Δ>η和μ<Δ<η；
其中，Δ为频率差值裕度指标，μ和η为频率差值裕度指标的上界和下界。
可选的，调频动作，包括：控制电网新能源选择接入跟网电流源、控制电网选择调负荷操作和控制电网新能源选择接入构网电流源。
可选的，根据对比结果向所述电网输入控制指令，根据控制指令控制电网分布式光伏与可调负荷进行调频动作，包括：
若对比结果为Δ<μ，则根据控制指令控制电网新能源选择接入跟网电流源；
若对比结果为Δ>η，则根据控制指令控制电网选择调负荷操作；
若对比结果为μ<Δ<η，则根据控制指令控制电网新能源选择接入构网电流源；
其中，Δ为频率差值裕度指标，μ和η为频率差值裕度指标的上界和下界。
再一方面，本发明还提出了一种分布式光伏与可调负荷参与电网调频的系统，包括：
采集单元，用于采集电网分布式光伏与可调负荷的运行信息；
第一计算单元，用于根据所述运行信息，构建电网的频率动态模型，基于所述频率动态模型计算得到电网受到扰动后的频率变化曲线，根据所述频率变化曲线确定所述电网在不同控制方式下频率的最低点；
第二计算单元，用于根据所述频率的最低点，确定频率差值裕度指标；
控制动作单元，用于将所述频率差值裕度指标与所述频率差值裕度指标的上下界，进行对比，根据对比结果向所述电网输入控制指令，根据控制指令控制电网分布式光伏与可调负荷进行调频动作。
可选的，运行信息，包括如下中的至少一种：电网分布式光伏与可调负荷的控制方式、功率及电压。
可选的，电网的频率动态模型为降阶小信号模型。
可选的，频率动态模型的计算公式如下：
其中，为系统状态变量的导数、Δx为系统状态变量、Δy为电网各节点频率、Δu为电网功率扰动和Are、Bre、Cre、Dre分别为的状态矩阵、输入矩阵、输出矩阵和前馈矩阵。
可选的，第一计算单元根据所述频率变化曲线确定所述电网在不同控制方式下频率的最低点，包括：
通过传递函数来表征频率变化曲线，确定传递函数H∞范数的最大峰值，基于所述最大峰值确定所述电网在不同控制方式下频率的最低点。
可选的，第二计算单元根据所述频率的最低点，确定频率差值裕度指标，包括：
确定所述频率最低点的标幺值，将所述频率最低点的标幺值与电网稳态频率值作差，得到的差值即为频率差值裕度指标。
可选的，对比结果包括：Δ<μ，Δ>η和μ<Δ<η；
其中，Δ为频率差值裕度指标，μ和η为频率差值裕度指标的上界和下界。
可选的，调频动作，包括：控制电网新能源选择接入跟网电流源、控制电网选择调负荷操作和控制电网新能源选择接入构网电流源。
可选的，控制单元根据对比结果向所述电网输入控制指令，根据控制指令控制电网分布式光伏与可调负荷进行调频动作，包括：
若对比结果为Δ<μ，则根据控制指令控制电网新能源选择接入跟网电流源；
若对比结果为Δ>η，则根据控制指令控制电网选择调负荷操作；
若对比结果为μ<Δ<η，则根据控制指令控制电网新能源选择接入构网电流源；
其中，Δ为频率差值裕度指标，μ和η为频率差值裕度指标的上界和下界。
再一方面，本发明还提供了一种计算设备，包括：一个或多个处理器；
处理器，用于执行一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如上述所述的方法。
再一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如上述所述的方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种分布式光伏与可调负荷参与电网调频的方法，包括：采集电网分布式光伏与可调负荷的运行信息；根据述运行信息，构建电网的频率动态模型，基于所述频率动态模型计算得到电网受到扰动后的频率变化曲线，根据所述频率变化曲线确定所述电网在不同控制方式下频率的最低点；根据所述频率的最低点，确定频率差值裕度指标；将所述频率差值裕度指标与所述频率差值裕度指标的上下界，进行对比，根据对比结果向所述电网输入控制指令，根据控制指令控制电网分布式光伏与可调负荷进行调频动作。本发明能够得到电网受扰动后的频率变化曲线，进而根据频率变化曲线以控制电网进行调频动作，有效的提高了系统安全稳定性，避免了系统频率越界的恶劣情形。
附图说明
图1为本发明方法的流程图；
图2为本发明方法实施例的控制逻辑框图；
图3为本发明方法实施例的虚拟同步机有功-频率控制框图；
图4为本发明方法实施例的构网电压源频率波形图；
图5为本发明方法实施例的电网系统运行状态切换后的波形图；
图6为本发明系统的结构图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
实施例1：
本发明提出了一种分布式光伏与可调负荷参与电网调频的方法，如图1所示，包括：
步骤1、采集电网分布式光伏与可调负荷的运行信息；
步骤2、根据所述运行信息，构建电网的频率动态模型，基于所述频率动态模型计算得到电网受到扰动后的频率变化曲线，根据所述频率变化曲线确定所述电网在不同控制方式下频率的最低点；
步骤3、根据所述频率的最低点，确定频率差值裕度指标；
步骤4、将所述频率差值裕度指标与所述频率差值裕度指标的上下界，进行对比，根据对比结果向所述电网输入控制指令，根据控制指令控制电网分布式光伏与可调负荷进行调频动作。
其中，运行信息，包括如下中的至少一种：电网分布式光伏与可调负荷的控制方式、功率及电压。
其中，电网的频率动态模型为降阶小信号模型。
其中，频率动态模型的计算公式如下：
其中，为系统状态变量的导数、Δx为系统状态变量、Δy为电网各节点频率、Δu为电网功率扰动和Are、Bre、Cre、Dre分别为的状态矩阵、输入矩阵、输出矩阵和前馈矩阵。
其中，根据所述频率变化曲线确定所述电网在不同控制方式下频率的最低点，包括：
通过传递函数来表征频率变化曲线，确定传递函数H∞范数的最大峰值，基于所述最大峰值确定所述电网在不同控制方式下频率的最低点。
其中，根据所述频率的最低点，确定频率差值裕度指标，包括：
确定所述频率最低点的标幺值，将所述频率最低点的标幺值与电网稳态频率值作差，得到的差值即为频率差值裕度指标。
其中，对比结果包括：Δ<μ，Δ>η和μ<Δ<η；
其中，Δ为频率差值裕度指标，μ和η为频率差值裕度指标的上界和下界。
其中，调频动作，包括：控制电网新能源选择接入跟网电流源、控制电网选择调负荷操作和控制电网新能源选择接入构网电流源。
其中，根据对比结果向所述电网输入控制指令，根据控制指令控制电网分布式光伏与可调负荷进行调频动作，包括：
若对比结果为Δ<μ，则根据控制指令控制电网新能源选择接入跟网电流源；
若对比结果为Δ>η，则根据控制指令控制电网选择调负荷操作；
若对比结果为μ<Δ<η，则根据控制指令控制电网新能源选择接入构网电流源；
其中，Δ为频率差值裕度指标，μ和η为频率差值裕度指标的上界和下界。
本发明实施的原理，如图2所示，实施原理如下包括：
首先，智能边缘终端采集各分布式光伏与可调负荷控制方式、功率、电压等运行信息；
其次，在智能边缘终端构建系统频率动态模型，基于频率动态模型计算系统受到扰动后频率变化曲线，得到不同控制方式下系统频率的最低点；
然后，建立频率差值裕度指标，作为分布式光伏与可调负荷控制的依据；
最后，将频率差值裕度指标Δ分别与频率差值裕度指标Δ的上下界μ、η作比较。
当Δ<μ时，系统新能源应选择接入跟网电流源；当Δ>η时，系统应选择调负荷操作；当μ<Δ<η时，系统新能源应选择接入构网电压源。比较完成后，得到相应的控制指令，智能边缘终端通过末端智能监测终端将控制指令下发给分布式光伏和可调负荷，完成状态切换和负荷调节操作。
其中，频率动态模型的构建，包括：
常见的虚拟同步机技术的有功-频率环节由有功-频率下垂控制环节和模拟同步发电机的转子运动方程组成。有功-频率下垂控制环节借鉴同步发电机调速器基本原理，模拟同步发电机一次调频特性，如式(1)所示：
Pm＝Pset-Kω(ω-ωn) (1)
式中，Pm为虚拟机械功率；Pset为虚拟同步机输出有功功率设定值；Kω为有功频率下垂系数；ω为VSG角频率；ωn为额定角频率。
虚拟同步机转子运动方程借鉴同步发电机转子运动方程，模拟同步发电机转子惯性和阻尼作用。假设极对数为1以简化计算，得到虚拟同步机转子运动方程，如式(2)所示：
式中，J为虚拟同步机惯性系数；D为虚拟同步机阻尼系数。
结合式(1)与式(2)，可以得到虚拟同步机有功-频率环节完整方程，如式(3)所示：
式中，Dp为虚拟同步机下垂阻尼系数，既体现了下垂特性，使虚拟同步机具有一次调频能力，又体现了阻尼作用，使虚拟同步机具有阻尼振荡能力，简化了虚拟同步机有功-频率环节的实现。
由式(3)得到虚拟同步机有功-频率环节控制框图，如图3所示。
系统更关注其中负荷变化时虚拟同步机频率和电压变化情况。根据式(3)，建立小干扰下虚拟同步机参与独立微电网调频的传递函数模型，如式(4)所示：
式中，Gωp描述了小干扰下虚拟同步机参与系统调频的动态过程：-1/(Dpωn)体现了虚拟同步机有功-频率控制的下垂和阻尼特性；1/[(J/Dp)s+1]为惯性环节，其惯性时间常数Tp为J/Dp，体现了虚拟同步机有功-频率控制的惯性特点。
考虑虚拟同步机有功-频率环节动态过程，得到虚拟同步机小信号模型如式(5)所示：
式中，下标G表示虚拟同步机；ΔPG＝ΔPe，ΔQG＝ΔQe；Ap和Bp矩阵表达式如下所示：
采用极坐标下Newton-Rafson潮流算法修正方程式描述小干扰下节点电压幅值相角变化与节点功率波动之间的关系，得到节点电压幅值相角变化与节点功率波动关系小信号表达式如式(6)所示：
式中，J为雅可比矩阵。J中各个元素简化为：
i≠j时：
i＝j时：
利用Kron简化将式(6)中没有电源或负荷连接的中间节点消去，得到式(7)：
再次利用Kron简化将式(6)中的ΔVL消去，得到式(8)：
式中，ΔVG中ΔδGi和ΔVGi分别表示为：
因此可以得到式(9)，其中diag表示对角阵。
将式(5)和式(8)通过式(9)结合即可得到完整的系统降阶小信号模型，该模型可以表示为式(10)的状态空间形式：
式中，Are、Bre、Cre、Dre分别表示独立微电网降阶小信号模型的状态矩阵、输入矩阵、输出矩阵和前馈矩阵；Δx、Δu和Δy向量表达式如下所示：
式中，Δx包含各个节点电压频率信息；Δu表示功率扰动；Δy表示各节点频率。
频率特性分析，包括：
智能边缘终端通过智能监测终端采集各监测点电压频率信息和功率扰动信息Δu，在构建的频率动态模型中求解出各监测点的频率变化率、频率最低点信息Δy。
通过将频率最低点与稳态频率值(二者均为标幺值)之间的作差得出频率差值裕度Δ，智能边缘终端将计算出的频率差值裕度Δ与其频率差值裕度指标Δ的上下界μ、η作比较，之后根据比较结果，通过智能监测终端下发相应的控制指令给各监测点的分布式光伏和可调负荷，执行状态切换和负荷调节操作。
执行控制，包括：
电力系统频率最低点是反映系统抵抗负载扰动的重要指标。本发明将频率最低点与稳态频率值(二者均为标幺值)之间的差值定义为频率差值裕度指标Δ。
本发明采用传递函数Gm(s)的H∞范数表征系统在阶跃扰动下的频率最低点，传递函数H∞范数定义为系统频率响应的最大峰值：
H∞＝|Gm(s)|∞＝max(|Gm(jω)|) (12)
其物理意义为传递函数Gm(s)幅值响应的最大值，对应传递函数波特图中幅值曲线的峰值，因此其可以刻画系统在负载扰动下的频率最低点。H∞范数越大，频率差值裕度Δ越大，意味着在输入负载扰动下，频率跌落的最大值就越大，此时频率最低点越低。
μ与η分别为频率差值裕度指标Δ的上下界。当Δ＜μ时，意味着频率差值裕度比较小，系统扰动后的频率最低点比较高，此时系统新能源选择接入跟网电流源；当Δ＞η时，意味着频率差值裕度比较大，系统扰动后的频率最低点比较低，此时系统选择调负荷操作；当μ＜Δ＜η时，意味着频率差值裕度适中，系统可以通过将跟网电流源切换成构网电压源来提高系统频率稳定性。
进一步的，调负荷操作的降功率值计算方法如下：智能边缘终端将负荷功率分为m个功率挡位，每个挡位依次降n p.u.，例如m＝5,n＝0.2时，第一功率挡位即为1～0.8p.u.依此类推总共5个挡位。智能边缘终端将依次从第1个功率挡位调整负荷功率至第m个功率挡位，每次经过一个挡位时，便通过频率动态模型，计算出频率最低点。将每个功率挡位对应的频率与频率稳定运行范围对比，若在第t个功率挡位满足系统安全稳定运行情形，则调整负荷功率值x为t*n。否则，则继续调整为下一个功率挡位。在求得降功率值x后，智能边缘终端下发调负荷指令至智能监测终端，完成对系统频率的调控。
为了验证本发明正确性，构建了3机9节点仿真系统，配置一台同步机，两台构网电压源。利用Matlab/Simulink仿真平台进行仿真实验。
设置场景一：负荷基准为200MW，同步发电机容量60MW，两台构网电压源各60MW。t＝0s时，构网电压源启动；t＝1s时，构网电压源运行于额定状态；t＝2s时，负荷有功突增2kW，负荷无功突增1kVar；t＝3s时，负荷有功突减3kW，负荷无功突减1.5kVar。小干扰下构网电压源参与独立微电网调频情况如图4所示。仿真曲线通过Simulink仿真得到，理论曲线根据式(4)计算得到。由图4可见，有功负荷变化时VSG频率响应的Simulink仿真结果和式(4)理论结果一致，验证了小干扰下VSG参与独立微电网调频传递函数模型的准确性。
设置场景二：负荷基准为200MW，同步发电机容量60MW，两台跟网电流源各60MW。仿真结果如图5所示。第一次，负荷有功突增1kW，负荷无功突增0.5kVar，如跟网频率线所示，此时系统新能源状态选择跟网电流源就能满足系统稳定需求；第二次，负荷有功突增1.5kW，负荷无功突增0.8kVar，如构网频率线所示，此时需要将系统新能源跟网电流源切换成构网电压源，系统才能满足稳定需求；第三次，负荷有功突增4.5kW，负荷无功突增2.5kVar，如调负荷频率线所示，此时系统频率出现振荡，并且频率最低点已经很低，频率差值裕度已然很大，此时系统必须进行调负荷操作才能使系统满足稳定需求。如此便验证了本发明所提频率差值裕度的正确性。
实施例2：
本发明还提出了一种分布式光伏与可调负荷参与电网调频的系统200，如图6所示，包括：
采集单元201，用于采集电网分布式光伏与可调负荷的运行信息；
第一计算单元202，用于根据所述运行信息，构建电网的频率动态模型，基于所述频率动态模型计算得到电网受到扰动后的频率变化曲线，根据所述频率变化曲线确定所述电网在不同控制方式下频率的最低点；
第二计算单元203，用于根据所述频率的最低点，确定频率差值裕度指标；
控制动作单元204，用于将所述频率差值裕度指标与所述频率差值裕度指标的上下界，进行对比，根据对比结果向所述电网输入控制指令，根据控制指令控制电网分布式光伏与可调负荷进行调频动作。
其中，运行信息，包括如下中的至少一种：电网分布式光伏与可调负荷的控制方式、功率及电压。
其中，电网的频率动态模型为降阶小信号模型。
其中，频率动态模型的计算公式如下：
其中，为系统状态变量的导数、Δx为系统状态变量、Δy为电网各节点频率、Δu为电网功率扰动和Are、Bre、Cre、Dre分别为的状态矩阵、输入矩阵、输出矩阵和前馈矩阵。
其中，第一计算单元202根据所述频率变化曲线确定所述电网在不同控制方式下频率的最低点，包括：
通过传递函数来表征频率变化曲线，确定传递函数H∞范数的最大峰值，基于所述最大峰值确定所述电网在不同控制方式下频率的最低点。
其中，第二计算单元202根据所述频率的最低点，确定频率差值裕度指标，包括：
确定所述频率最低点的标幺值，将所述频率最低点的标幺值与电网稳态频率值作差，得到的差值即为频率差值裕度指标。
其中，对比结果包括：Δ<μ，Δ>η和μ<Δ<η；
其中，Δ为频率差值裕度指标，μ和η为频率差值裕度指标的上界和下界。
其中，调频动作，包括：控制电网新能源选择接入跟网电流源、控制电网选择调负荷操作和控制电网新能源选择接入构网电流源。
其中，控制单元204根据对比结果向所述电网输入控制指令，根据控制指令控制电网分布式光伏与可调负荷进行调频动作，包括：
若对比结果为Δ<μ，则根据控制指令控制电网新能源选择接入跟网电流源；
若对比结果为Δ>η，则根据控制指令控制电网选择调负荷操作；
若对比结果为μ<Δ<η，则根据控制指令控制电网新能源选择接入构网电流源；
其中，Δ为频率差值裕度指标，μ和η为频率差值裕度指标的上界和下界。
本发明能够得到电网受扰动后的频率变化曲线，进而根据频率变化曲线以控制电网进行调频动作，有效的提高了系统安全稳定性，避免了系统频率越界的恶劣情形。
实施例3：
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor、DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行计算机存储介质内一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能，以实现上述实施例中方法的步骤。
实施例4：
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种存储介质，具体为计算机可读存储介质(Memory)，所述计算机可读存储介质是计算机设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括计算机设备中的内置存储介质，当然也可以包括计算机设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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。本发明实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、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。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (20)

1.一种分布式光伏与可调负荷参与电网调频的方法，其特征在于，所述方法包括：
采集电网分布式光伏与可调负荷的运行信息；
根据所述运行信息，构建电网的频率动态模型，基于所述频率动态模型计算得到电网受到扰动后的频率变化曲线，根据所述频率变化曲线确定所述电网在不同控制方式下频率的最低点；
根据所述频率的最低点，确定频率差值裕度指标；
将所述频率差值裕度指标与所述频率差值裕度指标的上下界，进行对比，根据对比结果向所述电网输入控制指令，根据控制指令控制电网分布式光伏与可调负荷进行调频动作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行信息，包括如下中的至少一种：电网分布式光伏与可调负荷的控制方式、功率及电压。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电网的频率动态模型为降阶小信号模型。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述频率动态模型的计算公式如下：
其中，为系统状态变量的导数、Δx为系统状态变量、Δy为电网各节点频率、Δu为电网功率扰动和Are、Bre、Cre、Dre分别为的状态矩阵、输入矩阵、输出矩阵和前馈矩阵。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述频率变化曲线确定所述电网在不同控制方式下频率的最低点，包括：
通过传递函数来表征频率变化曲线，确定传递函数H∞范数的最大峰值，基于所述最大峰值确定所述电网在不同控制方式下频率的最低点。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述频率的最低点，确定频率差值裕度指标，包括：
确定所述频率最低点的标幺值，将所述频率最低点的标幺值与电网稳态频率值作差，得到的差值即为频率差值裕度指标。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对比结果包括：Δ<μ，Δ>η和μ<Δ<η；
其中，Δ为频率差值裕度指标，μ和η为频率差值裕度指标的上界和下界。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调频动作，包括：控制电网新能源选择接入跟网电流源、控制电网新能源选择调负荷操作和控制电网新能源选择接入构网电流源。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据对比结果向所述电网输入控制指令，根据控制指令控制电网分布式光伏与可调负荷进行调频动作，包括：
若对比结果为Δ<μ，则根据控制指令控制电网新能源选择接入跟网电流源；
若对比结果为Δ>η，则根据控制指令控制电网新能源选择调负荷操作；
若对比结果为μ<Δ<η，则根据控制指令控制电网新能源选择接入构网电流源；
其中，Δ为频率差值裕度指标，μ和η为频率差值裕度指标的上界和下界。
10.一种分布式光伏与可调负荷参与电网调频的系统，其特征在于，所述系统包括：
采集单元，用于采集电网分布式光伏与可调负荷的运行信息；
第一计算单元，用于根据所述运行信息，构建电网的频率动态模型，基于所述频率动态模型计算得到电网受到扰动后的频率变化曲线，根据所述频率变化曲线确定所述电网在不同控制方式下频率的最低点；
第二计算单元，用于根据所述频率的最低点，确定频率差值裕度指标；
控制动作单元，用于将所述频率差值裕度指标与所述频率差值裕度指标的上下界，进行对比，根据对比结果向所述电网输入控制指令，根据控制指令控制电网分布式光伏与可调负荷进行调频动作。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述运行信息，包括如下中的至少一种：电网分布式光伏与可调负荷的控制方式、功率及电压。
12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述电网的频率动态模型为降阶小信号模型。
13.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述频率动态模型的计算公式如下：
其中，为系统状态变量的导数、Δx为系统状态变量、Δy为电网各节点频率、Δu为电网功率扰动和Are、Bre、Cre、Dre分别为的状态矩阵、输入矩阵、输出矩阵和前馈矩阵。
14.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述第一计算单元根据所述频率变化曲线确定所述电网在不同控制方式下频率的最低点，包括：
通过传递函数来表征频率变化曲线，确定传递函数H∞范数的最大峰值，基于所述最大峰值确定所述电网在不同控制方式下频率的最低点。
15.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述第二计算单元根据所述频率的最低点，确定频率差值裕度指标，包括：
确定所述频率最低点的标幺值，将所述频率最低点的标幺值与电网稳态频率值作差，得到的差值即为频率差值裕度指标。
16.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述对比结果包括：Δ<μ，Δ>η和μ<Δ<η；
其中，Δ为频率差值裕度指标，μ和η为频率差值裕度指标的上界和下界。
17.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述调频动作，包括：控制电网新能源选择接入跟网电流源、控制电网新能源选择调负荷操作和控制电网新能源选择接入构网电流源。
18.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述控制单元根据对比结果向所述电网输入控制指令，根据控制指令控制电网分布式光伏与可调负荷进行调频动作，包括：
若对比结果为Δ<μ，则根据控制指令控制电网新能源选择接入跟网电流源；
若对比结果为Δ>η，则根据控制指令控制电网新能源选择调负荷操作；
若对比结果为μ<Δ<η，则根据控制指令控制电网新能源选择接入构网电流源；
其中，Δ为频率差值裕度指标，μ和η为频率差值裕度指标的上界和下界。
19.一种计算机设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
处理器，用于执行一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如权利要求1-9中任一所述的方法。
20.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如权利要求1-9中任一所述的方法。
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