(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210619602.X (22)申请日 2022.06.02 (71)申请人 华北电力大 学(保定) 地址 071000 河北省保定市永华北 大街619 号 (72)发明人 王涛　信向誉　吴宇航　顾雪平　 (74)专利代理 机构 北京瑞盛铭杰知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11617 专利代理师 李绩 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/06(2020.01)G06F 113/06(2020.01) (54)发明名称 一种考虑多区域频率动态安全的风险调度 方法 (57)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。 权利要求书2页 说明书14页 附图7页 CN 114925540 A 2022.08.19 CN 114925540 A 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。 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， 也可简化表 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主要体现在一次调 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。 本发明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。 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， 需要将备用容量拆分为 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， 两阶段调度模型优化求解， 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权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114925540 A 2解。 2.根据权利要求1所述的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： 在调度策略中兼顾风电出力不确定性与多区域频率安全， 预防风电负荷逆向分布情景下的 频率失稳问题的发生。 3.根据权利要求1所述的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： 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， 分析风电接入不确性对多区域 系统频率安全的影响， 基于条件风险价值理论与鲁棒优化思想， 构建基于风电预测 值的机 组组合与基于恶劣风电场景 下多区域频率动态安全校核的两阶段风险调度模型。 4.根据权利要求1所述的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： 将备用容量解耦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。 将所述两种 形式的备用容量融 入两阶段模型中， 使得建模思路与求 解过程清晰化。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114925540 A 3