本發明涉及電網安全，尤其是涉及一種基于風儲協同慣量響應的電網頻率調節方法及裝置。

背景技術：

1、隨著全球對可再生能源需求的增加，風電作為重要的可再生能源，其應用規模持續擴大。然而，風電的隨機性和間歇性特征導致其輸出功率不穩定，進而加劇電網頻率波動，特別是在大規模風電接入時，頻率調節問題變得更加復雜。這種波動不僅影響電網的穩定性，還給傳統電力系統帶來巨大挑戰。

2、目前，通常通過已經發生的電網頻率波動情況來對電網頻率進行調節。然而，這種調節方式存在一定的滯后性，這種滯后性可能導致電網頻率在調節過程中仍然處于不穩定狀態，對電力設備和用戶用電體驗造成不利影響，同時，電網在調節過程中可能會出現新的波動情況，因此會導致電網頻率調節不準確的問題。

技術實現思路

1、本發明提供了一種基于風儲協同慣量響應的電網頻率調節方法及裝置，主要在于能夠提高電網頻率調節的及時性、準確性，避免對電力設備和用戶用電的不利影響。

2、根據本發明的第一個方面，提供一種基于風儲協同慣量響應的電網頻率調節方法，包括：

3、響應于目標電網的頻率調節信號，獲取不同頻率調節節點下的局部電網的運行狀態時序數據和每個所述局部電網對應的風電供電設備所處環境的環境時序數據，其中，所述目標電網由多個局部電網構成，不同局部電網通過不同頻率調節節點進行頻率調節；

4、基于所述運行狀態時序數據和所述環境時序數據，實時對每個所述局部電網在未來第一預設時間窗口內的頻率進行高頻預測，得到局部電網頻率的高頻波動極值，以及基于所述運行狀態時序數據和所述環境時序數據，實時對每個所述局部電網在未來第二預設時間窗口內的頻率進行低頻預測，得到所述局部電網頻率的低頻趨勢均值；

5、基于所述高頻波動極值和所述低頻趨勢均值，確定每個所述局部電網下的風電供電設備的風電輸出功率調節值和儲能設備的儲能輸出功率調節值，基于所述風電輸出功率調節值實時分布式協同調節相應風電供電設備向相應局部電網進行功率輸送操作，并基于所述儲能輸出功率調節值實時分布式協同控制相應儲能設備向相應局部電網進行充放電操作。

6、可選地，所述運行狀態時序數據包括所述局部電網的電網頻率時序數據和電網負荷時序數據，所述環境時序數據包括風速時序數據；

7、所述基于所述運行狀態時序數據和所述環境時序數據，實時對每個所述局部電網在未來第一預設時間窗口內的頻率進行高頻預測，得到局部電網頻率的高頻波動極值，包括：

8、基于所述電網頻率時序數據，確定電網頻率變化速率，基于所述電網負荷時序數據，確定電網負荷變化量，基于所述風速時序數據，確定風速變化速率；

9、分別確定所述電網頻率變化速率對應的頻率特征向量、所述電網負荷變化量對應的負荷特征向量、所述風速變化速率對應的風速特征向量，并基于所述頻率特征向量、所述負荷特征向量、所述風速特征向量，確定頻率預測特征向量；

10、將所述頻率預測特征向量輸入至預設高頻預測模型中進行頻率預測，得到每個所述局部電網在未來第一預設時間窗口內的高頻波動極值，其中，所述預設高頻預測模型是預先基于帶有高頻波動極值標簽的高頻樣本數據集訓練得到的。

11、可選地，所述基于所述運行狀態時序數據和所述環境時序數據，實時對每個所述局部電網在未來第二預設時間窗口內的頻率進行低頻預測，得到所述局部電網頻率的低頻趨勢均值，包括：

12、將所述運行狀態時序數據中的電網頻率時序數據和所述環境時序數據中的風速時序數據輸入至預設低頻預測模型中進行頻率預測，得到每個所述局部電網在未來第二預設時間窗口內的低頻趨勢均值，其中，所述第二預設時間窗口大于所述第一預設時間窗口，所述預設低頻預測模型是預先基于帶有低頻趨勢均值標簽的低頻樣本數據集訓練得到的。

13、可選地，所述基于所述高頻波動極值和所述低頻趨勢均值，確定每個所述局部電網下的風電供電設備的風電輸出功率調節值和儲能設備的儲能輸出功率調節值，包括：

14、確定所述高頻波動極值在預測過程中的高頻預測誤差和所述低頻趨勢均值在預測過程中的低頻預測誤差，并基于所述高頻預測誤差和所述低頻預測誤差，分別確定所述高頻波動極值對應的高頻融合系數和所述低頻趨勢均值對應的低頻融合系數；

15、基于所述高頻融合系數和所述低頻融合系數，對所述高頻波動極值和所述低頻趨勢均值進行融合，得到融合電網頻率值；

16、基于所述融合電網頻率值，確定每個所述局部電網下的風電供電設備的風電輸出功率調節值和儲能設備的儲能輸出功率調節值。

17、可選地，所述基于所述融合電網頻率值，確定每個所述局部電網下的風電供電設備的風電輸出功率調節值和儲能設備的儲能輸出功率調節值，包括：

18、確定風電供電設備i的虛擬慣量基準值和當前時刻t下的虛擬慣量響應調節因子；

19、基于所述虛擬慣量基準值、所述虛擬慣量響應調節因子、所述融合電網頻率值，確定每個所述局部電網下的風電供電設備在所述當前時刻t下的風電輸出功率調節值，其中，；

20、確定所述儲能設備的額定功率和所述當前時刻t下的儲能調節因子；

21、基于所述額定功率、所述儲能調節因子和所述融合電網頻率值，確定每個所述局部電網下的儲能設備在所述當前時刻t下的儲能輸出功率調節值，其中，。

22、可選地，確定當前時刻t下的虛擬慣量響應調節因子，包括：

23、確定所述局部電網在所述當前時刻t下的電網頻率偏差與待優化虛擬慣量響應調節因子之間的頻率關系函數，基于所述風電供電設備的輸出功率約束、所述待優化虛擬慣量響應調節因子與所述風電供電設備的輸出功率之間的功率關系函數，確定所述待優化虛擬慣量響應調節因子的優化約束條件；

24、基于所述優化約束條件，以所述電網頻率偏差滿足預設條件為優化指標，對所述待優化虛擬慣量響應調節因子進行優化，并基于優化結果，確定所述風電供電設備在所述當前時刻t下的虛擬慣量響應調節因子，其中，所述預設條件為電網頻率偏差在預設偏差范圍內。

25、可選地，所述基于所述風電輸出功率調節值實時分布式協同調節相應風電供電設備向相應局部電網進行功率輸送操作，并基于所述儲能輸出功率調節值實時分布式協同控制相應儲能設備向相應局部電網進行充放電操作，包括：

26、將每個所述頻率調節節點中的任一頻率調節節點分別作為一目標頻率調節節點，將所述目標頻率調節節點下的風電輸出功率調節值和儲能輸出功率調節值分別確定為參考風電輸出功率調節值和參考儲能輸出功率調節值，將所述參考風電輸出功率調節值和所述參考儲能輸出功率調節值分別發送至其它頻率調節節點，以使所述其它頻率調節節點基于相應的風電輸出功率調節值、儲能輸出功率調節值、所述參考風電輸出功率調節值、所述參考儲能輸出功率調節值，對相應局部電網進行分布式協同頻率調節，其中，所述其它頻率調節節點是指在每個所述頻率調節節點中除去所述目標頻率調節節點的節點。

27、根據本發明的第二個方面，提供一種基于風儲協同慣量響應的電網頻率調節裝置，包括：

28、獲取單元，用于響應于目標電網的頻率調節信號，獲取不同頻率調節節點下的局部電網的運行狀態時序數據和每個所述局部電網對應的風電供電設備所處環境的環境時序數據，其中，所述目標電網由多個局部電網構成，不同局部電網通過不同頻率調節節點進行頻率調節；

29、頻率預測單元，用于基于所述運行狀態時序數據和所述環境時序數據，實時對每個所述局部電網在未來第一預設時間窗口內的頻率進行高頻預測，得到局部電網頻率的高頻波動極值，以及基于所述運行狀態時序數據和所述環境時序數據，實時對每個所述局部電網在未來第二預設時間窗口內的頻率進行低頻預測，得到所述局部電網頻率的低頻趨勢均值；

30、頻率調節單元，用于基于所述高頻波動極值和所述低頻趨勢均值，確定每個所述局部電網下的風電供電設備的風電輸出功率調節值和儲能設備的儲能輸出功率調節值，基于所述風電輸出功率調節值實時分布式協同調節相應風電供電設備向相應局部電網進行功率輸送操作，并基于所述儲能輸出功率調節值實時分布式協同控制相應儲能設備向相應局部電網進行充放電操作。

31、根據本發明的第三個方面，提供一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執行時實現以上基于風儲協同慣量響應的電網頻率調節方法。

32、根據本發明的第四個方面，提供一種計算機設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述程序時實現以上基于風儲協同慣量響應的電網頻率調節方法。

33、根據本發明提供的一種基于風儲協同慣量響應的電網頻率調節方法及裝置，與目前通過已經發生的電網頻率波動情況來對電網頻率進行調節的方式相比，本發明通過不同頻率調節節點下的局部電網的運行狀態時序數據和每個局部電網對應的風電供電設備所處環境的環境時序數據來對未來時刻的電網頻率分別進行高頻預測和低頻預測，并根據預測出的高頻波動極值和低頻趨勢均值，確定風電供電設備的風電輸出功率調節值和儲能設備的儲能輸出功率調節值，最終基于風電供電設備的風電輸出功率調節值和儲能設備的儲能輸出功率調節值來對局部電網的頻率進行分布式協同調節。由此根據預測出的未來時刻的電網頻率值來對電網頻率進行調節，可以及時發現潛在的頻率波動趨勢，從而提前采取措施進行預防，提高了頻率調節的及時性，保障電網的穩定運行；同時結合電網頻率的高頻預測和低頻預測來調節電網頻率，能夠同時捕捉到電網頻率的短期快速變化和電網頻率的長期變化趨勢，實現了對電網頻率的全面監測和分析，從而能夠提高電網頻率的調節準確度；與此同時，本發明通過對多個頻率調節節點來分布式協同調節相應局部電網的頻率，能夠保障在某個頻率調節節點出現故障時，不影響其它頻率調節節點的控制過程。