發(fā)布時(shí)間：2021-11-24 19:53

　　可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)導(dǎo)致電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定問(wèn)題凸顯,調(diào)頻需求與供給矛盾日益突出,現(xiàn)有的單一調(diào)頻輔助服務(wù)模式逐漸難以滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求。文章在梳理國(guó)外調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)機(jī)制的基礎(chǔ)上,提出了一種考慮動(dòng)態(tài)頻率約束的一次調(diào)頻和二次調(diào)頻聯(lián)合優(yōu)化出清的安全約束機(jī)組組合模型,以提高系統(tǒng)頻率響應(yīng)能力;并采用L-shape方法將非線性問(wèn)題轉(zhuǎn)化為兩階段的混合整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化求解。在此基礎(chǔ)上,探討機(jī)會(huì)成本的補(bǔ)償費(fèi)用。最后,基于算例驗(yàn)證了所提模型的有效性,并討論了考慮一次調(diào)頻后對(duì)市場(chǎng)出清費(fèi)用和機(jī)會(huì)費(fèi)用的影響,可為我國(guó)調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)機(jī)制建設(shè)提供參考。 

【文章來(lái)源】：電網(wǎng)技術(shù). 2020,44(08)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

計(jì)及一次調(diào)頻的市場(chǎng)出清過(guò)程

頻率約束的一次調(diào)頻和二次調(diào)頻聯(lián)合優(yōu)化模型Vol.44No.8同其他輔助服務(wù)一樣，PFR也需要考慮機(jī)會(huì)成本，提供PFR服務(wù)的資源需要預(yù)留一部分容量而不能完全參與能量市場(chǎng)導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失需要SO給予補(bǔ)償。輔助服務(wù)的價(jià)格一般是根據(jù)不等式約束對(duì)應(yīng)的影子價(jià)格得到[22-23]�，F(xiàn)貨市場(chǎng)按照統(tǒng)一邊際價(jià)格(marginalclearingprice，MCP)進(jìn)行出清和結(jié)算，即增加1MW的調(diào)頻需求所增加的總報(bào)價(jià)成本，也就是規(guī)劃模型中與調(diào)頻需求約束條件相關(guān)的對(duì)偶變量，所有中標(biāo)者按照此價(jià)格進(jìn)行結(jié)算。一次調(diào)頻市場(chǎng)出清過(guò)程具體如圖1所示。圖1計(jì)及一次調(diào)頻的市場(chǎng)出清過(guò)程Fig.1MarketclearingprocessconsideringPFR2PFR可靠性要求2.1動(dòng)態(tài)頻率特性系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)頻率特性是指由于發(fā)電機(jī)的投切或負(fù)荷的增減使得系統(tǒng)功率失衡，通過(guò)慣性響應(yīng)和一次調(diào)頻使頻率從正常穩(wěn)態(tài)值過(guò)渡到另一個(gè)滿足系統(tǒng)功率平衡的新穩(wěn)態(tài)頻率。發(fā)電機(jī)組的一次調(diào)頻動(dòng)態(tài)過(guò)程如圖2所示。分為3個(gè)階段：1t是系統(tǒng)慣性響應(yīng)時(shí)間，不能長(zhǎng)時(shí)間維持，通常持續(xù)幾秒鐘，只起到緩沖作用；2t是PFR響應(yīng)階段，當(dāng)系統(tǒng)頻率偏差超過(guò)調(diào)頻死區(qū)并經(jīng)過(guò)短暫的延時(shí)之后PFR介入，通常持續(xù)5~25s；3t是SFR和備用，使頻率恢復(fù)到初始值，通常持續(xù)圖2頻率響應(yīng)過(guò)程Fig.2Frequencyresponseprocess30s~30min。忽略負(fù)荷頻率響應(yīng)，用一階方程可以表示為GLsysd1(()())d2fPtPttH(1)式中：f表示頻率偏差；sysH表示系統(tǒng)的等效慣性時(shí)間常數(shù)；GP、LP分別表示發(fā)電機(jī)組出力的變化和負(fù)載的變化。將式(1)可以等效寫(xiě)成：sysloss0b2ddHfPftS(2)式中：0f

2864王霞等：考慮動(dòng)態(tài)頻率約束的一次調(diào)頻和二次調(diào)頻聯(lián)合優(yōu)化模型Vol.44No.81357911131517192123010002000負(fù)荷風(fēng)電時(shí)間/h功率/MW圖4風(fēng)電預(yù)測(cè)功率和日負(fù)荷預(yù)測(cè)值Fig.4Forecastofwindpowerandsystemdailyload動(dòng)作頻率限值為49Hz[34]。調(diào)度時(shí)間尺度為日前市場(chǎng)長(zhǎng)度24h，調(diào)度時(shí)長(zhǎng)為1h。該MILP問(wèn)題基于MATLAB利用工具箱YALMIP調(diào)用商業(yè)軟件CPLEX12.63求解。4.2算例仿真1）采用3種對(duì)比方案來(lái)驗(yàn)證本文所提模型的有效性，比較有無(wú)動(dòng)態(tài)頻率約束情況下的系統(tǒng)頻率和市場(chǎng)出清結(jié)算結(jié)果。在3種方案中，將每個(gè)時(shí)段的負(fù)荷擾動(dòng)增量LP設(shè)為10%，PFR需求容量均設(shè)為負(fù)荷擾動(dòng)量的1.6%[35]，SFR需求容量均設(shè)為每時(shí)段負(fù)荷的5%，風(fēng)電接入后增加的SFR需求容量設(shè)為每時(shí)段風(fēng)電功率的10%。方案1，沒(méi)有風(fēng)電接入，只考慮PFR和SFR容量約束的傳統(tǒng)機(jī)組組合模型。方案2，在方案1的基礎(chǔ)上添加風(fēng)電出力，只考慮PFR和SFR容量約束的傳統(tǒng)機(jī)組組合模型，暫不考慮動(dòng)態(tài)頻率約束。方案3，在方案2的基礎(chǔ)上添加動(dòng)態(tài)頻率約束的機(jī)組組合模型。2）將本文所構(gòu)建的主能量市嘗PFR和SFR輔助服務(wù)市場(chǎng)聯(lián)合優(yōu)化出清模型與傳統(tǒng)分離順序法的市場(chǎng)出清結(jié)算費(fèi)用作對(duì)比。4.2.13種方案下動(dòng)態(tài)頻率特性在3種方案中，由于負(fù)荷和約束條件不同導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組在各時(shí)段的開(kāi)停機(jī)組合和中標(biāo)功率也不同，進(jìn)而影響系統(tǒng)的慣性響應(yīng)能力和一次調(diào)頻能力，在相同的負(fù)荷擾動(dòng)下，系統(tǒng)在每個(gè)時(shí)段的RoCoF和最低點(diǎn)頻率也不同。本文選取了高峰負(fù)荷時(shí)段10:00—12:00的機(jī)組啟停情況做了對(duì)比，如表3所示。3種方案下每時(shí)段的系統(tǒng)

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