新能源电力系统AGC的动态优化调度模型研究

The rapid development of renewable energy and the interconnection of regional grids with UHV tie-lines has brought many new chanllengs to automatic generation control (AGC) of power system while most researches on AGC so far are limited to control straties and power allocation methods. This project proposed to move the action stage of AGC within the traditional generation disptach-control system ahead, and to form a new generation dispatch- control system including generation disptach, AGC dispatch and AGC control. The project will study on the optimal provincial grid AGC dispatch model, the coordinated two-level (regional and provincial grid) AGC dispatch model, and the stochastic AGC dispatch model considering different stochastic factors, and finally the corresponding hybrid intelligent optimization algorithms and decomposed interior-point methods. This project tries to realize the coordination of regulation actions of AGC units with different regualtion speeds, the coordination of AGCs in regional and provincial grids, and to balance the control performance, regulation cost, security constraints and market considerations by means of the optiaml AGC dispatch models proposed, and thus has a high potential to do some contributions to the development of the present generation dispatch-control framework and to the optimization of the overall AGC resources.

新能源的快速发展和大区电网的特高压互联给我国电网的自动发电控制（AGC）带来新的挑战，而现有研究大多局限于"控制策略+功率分配机制"的常规研究思路。本项目从电网调度控制的全局出发，提出"前移AGC任务关口"，在"发电计划+AGC控制"的现有体系中，增加"AGC优化调度"的新环节，形成"发电计划+AGC优化调度+AGC实时控制"的有功调控新体系。主要研究：省级电网AGC的动态优化调度模型、网省两级电网AGC的协调调度模型、考虑多种不确定因素的AGC随机优化调度模型及相应的混合智能优化算法和解耦内点算法。探索在"AGC优化调度"的框架下解决快慢AGC机组协调、分级分区AGC协调以及区域控制性能、安全约束和市场因素的协调等一系列AGC面临的新问题，有望在分级分区AGC协调调度模型和AGC随机优化调度模型方面取得创新性理论成果，为发展和完善现有的调控体系，实现全网AGC资源的优化利用提供可行思路。

新能源的快速发展、互联电网格局的改变以及电力市场改革的持续推进给我国电网的自动发电控制（Automatic Generation Control, AGC）带来很多新的挑战。本项目提出AGC动态调度的新思路，在现有的“发电计划+AGC控制”的有功调控体系中，增加AGC调度环节，以形成“发电计划+AGC调度+AGC控制”的新体系。围绕这一思路，项目开展了省级电网AGC动态优化调度模型、网省两级电网AGC协调调度模型以及考虑多种不确定因素的AGC随机动态优化调度模型等一系列研究，取得以下创新性成果：1) 模型方面：提出了省级电网AGC动态优化调度改进模型、考虑风电功率预测误差的AGC优化调度的机会约束模型、考虑频率特性和AGC控制作用的互联电网最优潮流模型；初步建立了网省两级AGC协调调度模型；2) 算法方面：分别提出了适用于确定性AGC优化调度模型的自适应进化规划算法，以及适用于AGC随机优化调度模型的内嵌Monte Carlo模拟/点估计的自适应进化规划算法；3) AGC风险评估方面：提出了考虑系统动态响应的AGC风险评估方法和指标体系。此外，项目组进一步提出将AGC优化调度的思想推广应用于微电网，并开展了一系列基础研究工作：1) 针对分布式电源的概率特性，提出了一种考虑时间相关性的光伏概率模型；2) 针对分布式电源的建模问题，提出了六相电励磁风力发电机的稳态模型和简化动态模型；3) 针对微电网三相不对称特性，提出了考虑逆变电源频率/电压控制特性和中性点接线方式的三相潮流模型。. 项目组共发表核心期刊论文10篇（其中，SCI收录1篇、SCIE收录1篇、EI收录5篇）；发表国际会议论文1篇；申请发明专利6项（授权2项）；编译专著1部；培养博士研究生2名、硕士研究生4名。项目研究工作为解决快慢AGC机组协调、分级分区AGC协调以及区域控制性能、安全约束和市场因素的协调等问题进行了有益的探索，为发展和完善现有的调控体系提供了可行思路。