本發(fā)明涉及電網(wǎng)安全，尤其是涉及一種基于風(fēng)儲(chǔ)協(xié)同慣量響應(yīng)的電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著全球?qū)稍偕茉葱枨蟮脑黾?，風(fēng)電作為重要的可再生能源，其應(yīng)用規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。然而，風(fēng)電的隨機(jī)性和間歇性特征導(dǎo)致其輸出功率不穩(wěn)定，進(jìn)而加劇電網(wǎng)頻率波動(dòng)，特別是在大規(guī)模風(fēng)電接入時(shí)，頻率調(diào)節(jié)問(wèn)題變得更加復(fù)雜。這種波動(dòng)不僅影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性，還給傳統(tǒng)電力系統(tǒng)帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。

2、目前，通常通過(guò)已經(jīng)發(fā)生的電網(wǎng)頻率波動(dòng)情況來(lái)對(duì)電網(wǎng)頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。然而，這種調(diào)節(jié)方式存在一定的滯后性，這種滯后性可能導(dǎo)致電網(wǎng)頻率在調(diào)節(jié)過(guò)程中仍然處于不穩(wěn)定狀態(tài)，對(duì)電力設(shè)備和用戶(hù)用電體驗(yàn)造成不利影響，同時(shí)，電網(wǎng)在調(diào)節(jié)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)新的波動(dòng)情況，因此會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)不準(zhǔn)確的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種基于風(fēng)儲(chǔ)協(xié)同慣量響應(yīng)的電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)方法及裝置，主要在于能夠提高電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)的及時(shí)性、準(zhǔn)確性，避免對(duì)電力設(shè)備和用戶(hù)用電的不利影響。

2、根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種基于風(fēng)儲(chǔ)協(xié)同慣量響應(yīng)的電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)方法，包括：

3、響應(yīng)于目標(biāo)電網(wǎng)的頻率調(diào)節(jié)信號(hào)，獲取不同頻率調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)下的局部電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)序數(shù)據(jù)和每個(gè)所述局部電網(wǎng)對(duì)應(yīng)的風(fēng)電供電設(shè)備所處環(huán)境的環(huán)境時(shí)序數(shù)據(jù)，其中，所述目標(biāo)電網(wǎng)由多個(gè)局部電網(wǎng)構(gòu)成，不同局部電網(wǎng)通過(guò)不同頻率調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行頻率調(diào)節(jié)；

4、基于所述運(yùn)行狀態(tài)時(shí)序數(shù)據(jù)和所述環(huán)境時(shí)序數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)對(duì)每個(gè)所述局部電網(wǎng)在未來(lái)第一預(yù)設(shè)時(shí)間窗口內(nèi)的頻率進(jìn)行高頻預(yù)測(cè)，得到局部電網(wǎng)頻率的高頻波動(dòng)極值，以及基于所述運(yùn)行狀態(tài)時(shí)序數(shù)據(jù)和所述環(huán)境時(shí)序數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)對(duì)每個(gè)所述局部電網(wǎng)在未來(lái)第二預(yù)設(shè)時(shí)間窗口內(nèi)的頻率進(jìn)行低頻預(yù)測(cè)，得到所述局部電網(wǎng)頻率的低頻趨勢(shì)均值；

5、基于所述高頻波動(dòng)極值和所述低頻趨勢(shì)均值，確定每個(gè)所述局部電網(wǎng)下的風(fēng)電供電設(shè)備的風(fēng)電輸出功率調(diào)節(jié)值和儲(chǔ)能設(shè)備的儲(chǔ)能輸出功率調(diào)節(jié)值，基于所述風(fēng)電輸出功率調(diào)節(jié)值實(shí)時(shí)分布式協(xié)同調(diào)節(jié)相應(yīng)風(fēng)電供電設(shè)備向相應(yīng)局部電網(wǎng)進(jìn)行功率輸送操作，并基于所述儲(chǔ)能輸出功率調(diào)節(jié)值實(shí)時(shí)分布式協(xié)同控制相應(yīng)儲(chǔ)能設(shè)備向相應(yīng)局部電網(wǎng)進(jìn)行充放電操作。

6、可選地，所述運(yùn)行狀態(tài)時(shí)序數(shù)據(jù)包括所述局部電網(wǎng)的電網(wǎng)頻率時(shí)序數(shù)據(jù)和電網(wǎng)負(fù)荷時(shí)序數(shù)據(jù)，所述環(huán)境時(shí)序數(shù)據(jù)包括風(fēng)速時(shí)序數(shù)據(jù)；

7、所述基于所述運(yùn)行狀態(tài)時(shí)序數(shù)據(jù)和所述環(huán)境時(shí)序數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)對(duì)每個(gè)所述局部電網(wǎng)在未來(lái)第一預(yù)設(shè)時(shí)間窗口內(nèi)的頻率進(jìn)行高頻預(yù)測(cè)，得到局部電網(wǎng)頻率的高頻波動(dòng)極值，包括：

8、基于所述電網(wǎng)頻率時(shí)序數(shù)據(jù)，確定電網(wǎng)頻率變化速率，基于所述電網(wǎng)負(fù)荷時(shí)序數(shù)據(jù)，確定電網(wǎng)負(fù)荷變化量，基于所述風(fēng)速時(shí)序數(shù)據(jù)，確定風(fēng)速變化速率；

9、分別確定所述電網(wǎng)頻率變化速率對(duì)應(yīng)的頻率特征向量、所述電網(wǎng)負(fù)荷變化量對(duì)應(yīng)的負(fù)荷特征向量、所述風(fēng)速變化速率對(duì)應(yīng)的風(fēng)速特征向量，并基于所述頻率特征向量、所述負(fù)荷特征向量、所述風(fēng)速特征向量，確定頻率預(yù)測(cè)特征向量；

10、將所述頻率預(yù)測(cè)特征向量輸入至預(yù)設(shè)高頻預(yù)測(cè)模型中進(jìn)行頻率預(yù)測(cè)，得到每個(gè)所述局部電網(wǎng)在未來(lái)第一預(yù)設(shè)時(shí)間窗口內(nèi)的高頻波動(dòng)極值，其中，所述預(yù)設(shè)高頻預(yù)測(cè)模型是預(yù)先基于帶有高頻波動(dòng)極值標(biāo)簽的高頻樣本數(shù)據(jù)集訓(xùn)練得到的。

11、可選地，所述基于所述運(yùn)行狀態(tài)時(shí)序數(shù)據(jù)和所述環(huán)境時(shí)序數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)對(duì)每個(gè)所述局部電網(wǎng)在未來(lái)第二預(yù)設(shè)時(shí)間窗口內(nèi)的頻率進(jìn)行低頻預(yù)測(cè)，得到所述局部電網(wǎng)頻率的低頻趨勢(shì)均值，包括：

12、將所述運(yùn)行狀態(tài)時(shí)序數(shù)據(jù)中的電網(wǎng)頻率時(shí)序數(shù)據(jù)和所述環(huán)境時(shí)序數(shù)據(jù)中的風(fēng)速時(shí)序數(shù)據(jù)輸入至預(yù)設(shè)低頻預(yù)測(cè)模型中進(jìn)行頻率預(yù)測(cè)，得到每個(gè)所述局部電網(wǎng)在未來(lái)第二預(yù)設(shè)時(shí)間窗口內(nèi)的低頻趨勢(shì)均值，其中，所述第二預(yù)設(shè)時(shí)間窗口大于所述第一預(yù)設(shè)時(shí)間窗口，所述預(yù)設(shè)低頻預(yù)測(cè)模型是預(yù)先基于帶有低頻趨勢(shì)均值標(biāo)簽的低頻樣本數(shù)據(jù)集訓(xùn)練得到的。

13、可選地，所述基于所述高頻波動(dòng)極值和所述低頻趨勢(shì)均值，確定每個(gè)所述局部電網(wǎng)下的風(fēng)電供電設(shè)備的風(fēng)電輸出功率調(diào)節(jié)值和儲(chǔ)能設(shè)備的儲(chǔ)能輸出功率調(diào)節(jié)值，包括：

14、確定所述高頻波動(dòng)極值在預(yù)測(cè)過(guò)程中的高頻預(yù)測(cè)誤差和所述低頻趨勢(shì)均值在預(yù)測(cè)過(guò)程中的低頻預(yù)測(cè)誤差，并基于所述高頻預(yù)測(cè)誤差和所述低頻預(yù)測(cè)誤差，分別確定所述高頻波動(dòng)極值對(duì)應(yīng)的高頻融合系數(shù)和所述低頻趨勢(shì)均值對(duì)應(yīng)的低頻融合系數(shù)；

15、基于所述高頻融合系數(shù)和所述低頻融合系數(shù)，對(duì)所述高頻波動(dòng)極值和所述低頻趨勢(shì)均值進(jìn)行融合，得到融合電網(wǎng)頻率值；

16、基于所述融合電網(wǎng)頻率值，確定每個(gè)所述局部電網(wǎng)下的風(fēng)電供電設(shè)備的風(fēng)電輸出功率調(diào)節(jié)值和儲(chǔ)能設(shè)備的儲(chǔ)能輸出功率調(diào)節(jié)值。

17、可選地，所述基于所述融合電網(wǎng)頻率值，確定每個(gè)所述局部電網(wǎng)下的風(fēng)電供電設(shè)備的風(fēng)電輸出功率調(diào)節(jié)值和儲(chǔ)能設(shè)備的儲(chǔ)能輸出功率調(diào)節(jié)值，包括：

18、確定風(fēng)電供電設(shè)備i的虛擬慣量基準(zhǔn)值和當(dāng)前時(shí)刻t下的虛擬慣量響應(yīng)調(diào)節(jié)因子；

19、基于所述虛擬慣量基準(zhǔn)值、所述虛擬慣量響應(yīng)調(diào)節(jié)因子、所述融合電網(wǎng)頻率值，確定每個(gè)所述局部電網(wǎng)下的風(fēng)電供電設(shè)備在所述當(dāng)前時(shí)刻t下的風(fēng)電輸出功率調(diào)節(jié)值，其中，；

20、確定所述儲(chǔ)能設(shè)備的額定功率和所述當(dāng)前時(shí)刻t下的儲(chǔ)能調(diào)節(jié)因子；

21、基于所述額定功率、所述儲(chǔ)能調(diào)節(jié)因子和所述融合電網(wǎng)頻率值，確定每個(gè)所述局部電網(wǎng)下的儲(chǔ)能設(shè)備在所述當(dāng)前時(shí)刻t下的儲(chǔ)能輸出功率調(diào)節(jié)值，其中，。

22、可選地，確定當(dāng)前時(shí)刻t下的虛擬慣量響應(yīng)調(diào)節(jié)因子，包括：

23、確定所述局部電網(wǎng)在所述當(dāng)前時(shí)刻t下的電網(wǎng)頻率偏差與待優(yōu)化虛擬慣量響應(yīng)調(diào)節(jié)因子之間的頻率關(guān)系函數(shù)，基于所述風(fēng)電供電設(shè)備的輸出功率約束、所述待優(yōu)化虛擬慣量響應(yīng)調(diào)節(jié)因子與所述風(fēng)電供電設(shè)備的輸出功率之間的功率關(guān)系函數(shù)，確定所述待優(yōu)化虛擬慣量響應(yīng)調(diào)節(jié)因子的優(yōu)化約束條件；

24、基于所述優(yōu)化約束條件，以所述電網(wǎng)頻率偏差滿(mǎn)足預(yù)設(shè)條件為優(yōu)化指標(biāo)，對(duì)所述待優(yōu)化虛擬慣量響應(yīng)調(diào)節(jié)因子進(jìn)行優(yōu)化，并基于優(yōu)化結(jié)果，確定所述風(fēng)電供電設(shè)備在所述當(dāng)前時(shí)刻t下的虛擬慣量響應(yīng)調(diào)節(jié)因子，其中，所述預(yù)設(shè)條件為電網(wǎng)頻率偏差在預(yù)設(shè)偏差范圍內(nèi)。

25、可選地，所述基于所述風(fēng)電輸出功率調(diào)節(jié)值實(shí)時(shí)分布式協(xié)同調(diào)節(jié)相應(yīng)風(fēng)電供電設(shè)備向相應(yīng)局部電網(wǎng)進(jìn)行功率輸送操作，并基于所述儲(chǔ)能輸出功率調(diào)節(jié)值實(shí)時(shí)分布式協(xié)同控制相應(yīng)儲(chǔ)能設(shè)備向相應(yīng)局部電網(wǎng)進(jìn)行充放電操作，包括：

26、將每個(gè)所述頻率調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)中的任一頻率調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)分別作為一目標(biāo)頻率調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)，將所述目標(biāo)頻率調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)下的風(fēng)電輸出功率調(diào)節(jié)值和儲(chǔ)能輸出功率調(diào)節(jié)值分別確定為參考風(fēng)電輸出功率調(diào)節(jié)值和參考儲(chǔ)能輸出功率調(diào)節(jié)值，將所述參考風(fēng)電輸出功率調(diào)節(jié)值和所述參考儲(chǔ)能輸出功率調(diào)節(jié)值分別發(fā)送至其它頻率調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)，以使所述其它頻率調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)基于相應(yīng)的風(fēng)電輸出功率調(diào)節(jié)值、儲(chǔ)能輸出功率調(diào)節(jié)值、所述參考風(fēng)電輸出功率調(diào)節(jié)值、所述參考儲(chǔ)能輸出功率調(diào)節(jié)值，對(duì)相應(yīng)局部電網(wǎng)進(jìn)行分布式協(xié)同頻率調(diào)節(jié)，其中，所述其它頻率調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)是指在每個(gè)所述頻率調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)中除去所述目標(biāo)頻率調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)。

27、根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供一種基于風(fēng)儲(chǔ)協(xié)同慣量響應(yīng)的電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)裝置，包括：

28、獲取單元，用于響應(yīng)于目標(biāo)電網(wǎng)的頻率調(diào)節(jié)信號(hào)，獲取不同頻率調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)下的局部電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)序數(shù)據(jù)和每個(gè)所述局部電網(wǎng)對(duì)應(yīng)的風(fēng)電供電設(shè)備所處環(huán)境的環(huán)境時(shí)序數(shù)據(jù)，其中，所述目標(biāo)電網(wǎng)由多個(gè)局部電網(wǎng)構(gòu)成，不同局部電網(wǎng)通過(guò)不同頻率調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行頻率調(diào)節(jié)；

29、頻率預(yù)測(cè)單元，用于基于所述運(yùn)行狀態(tài)時(shí)序數(shù)據(jù)和所述環(huán)境時(shí)序數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)對(duì)每個(gè)所述局部電網(wǎng)在未來(lái)第一預(yù)設(shè)時(shí)間窗口內(nèi)的頻率進(jìn)行高頻預(yù)測(cè)，得到局部電網(wǎng)頻率的高頻波動(dòng)極值，以及基于所述運(yùn)行狀態(tài)時(shí)序數(shù)據(jù)和所述環(huán)境時(shí)序數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)對(duì)每個(gè)所述局部電網(wǎng)在未來(lái)第二預(yù)設(shè)時(shí)間窗口內(nèi)的頻率進(jìn)行低頻預(yù)測(cè)，得到所述局部電網(wǎng)頻率的低頻趨勢(shì)均值；

30、頻率調(diào)節(jié)單元，用于基于所述高頻波動(dòng)極值和所述低頻趨勢(shì)均值，確定每個(gè)所述局部電網(wǎng)下的風(fēng)電供電設(shè)備的風(fēng)電輸出功率調(diào)節(jié)值和儲(chǔ)能設(shè)備的儲(chǔ)能輸出功率調(diào)節(jié)值，基于所述風(fēng)電輸出功率調(diào)節(jié)值實(shí)時(shí)分布式協(xié)同調(diào)節(jié)相應(yīng)風(fēng)電供電設(shè)備向相應(yīng)局部電網(wǎng)進(jìn)行功率輸送操作，并基于所述儲(chǔ)能輸出功率調(diào)節(jié)值實(shí)時(shí)分布式協(xié)同控制相應(yīng)儲(chǔ)能設(shè)備向相應(yīng)局部電網(wǎng)進(jìn)行充放電操作。

31、根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)以上基于風(fēng)儲(chǔ)協(xié)同慣量響應(yīng)的電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)方法。

32、根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)方面，提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)以上基于風(fēng)儲(chǔ)協(xié)同慣量響應(yīng)的電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)方法。

33、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于風(fēng)儲(chǔ)協(xié)同慣量響應(yīng)的電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)方法及裝置，與目前通過(guò)已經(jīng)發(fā)生的電網(wǎng)頻率波動(dòng)情況來(lái)對(duì)電網(wǎng)頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)的方式相比，本發(fā)明通過(guò)不同頻率調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)下的局部電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)序數(shù)據(jù)和每個(gè)局部電網(wǎng)對(duì)應(yīng)的風(fēng)電供電設(shè)備所處環(huán)境的環(huán)境時(shí)序數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)未來(lái)時(shí)刻的電網(wǎng)頻率分別進(jìn)行高頻預(yù)測(cè)和低頻預(yù)測(cè)，并根據(jù)預(yù)測(cè)出的高頻波動(dòng)極值和低頻趨勢(shì)均值，確定風(fēng)電供電設(shè)備的風(fēng)電輸出功率調(diào)節(jié)值和儲(chǔ)能設(shè)備的儲(chǔ)能輸出功率調(diào)節(jié)值，最終基于風(fēng)電供電設(shè)備的風(fēng)電輸出功率調(diào)節(jié)值和儲(chǔ)能設(shè)備的儲(chǔ)能輸出功率調(diào)節(jié)值來(lái)對(duì)局部電網(wǎng)的頻率進(jìn)行分布式協(xié)同調(diào)節(jié)。由此根據(jù)預(yù)測(cè)出的未來(lái)時(shí)刻的電網(wǎng)頻率值來(lái)對(duì)電網(wǎng)頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的頻率波動(dòng)趨勢(shì)，從而提前采取措施進(jìn)行預(yù)防，提高了頻率調(diào)節(jié)的及時(shí)性，保障電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行；同時(shí)結(jié)合電網(wǎng)頻率的高頻預(yù)測(cè)和低頻預(yù)測(cè)來(lái)調(diào)節(jié)電網(wǎng)頻率，能夠同時(shí)捕捉到電網(wǎng)頻率的短期快速變化和電網(wǎng)頻率的長(zhǎng)期變化趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電網(wǎng)頻率的全面監(jiān)測(cè)和分析，從而能夠提高電網(wǎng)頻率的調(diào)節(jié)準(zhǔn)確度；與此同時(shí)，本發(fā)明通過(guò)對(duì)多個(gè)頻率調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)來(lái)分布式協(xié)同調(diào)節(jié)相應(yīng)局部電網(wǎng)的頻率，能夠保障在某個(gè)頻率調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，不影響其它頻率調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)的控制過(guò)程。