基于NSGA-Ⅱ的飞轮-火电联合二次调频最优负荷分配策略

文档摘要：为了在提升飞轮-火电联合二次调频性能的同时控制调频成本、减少飞轮损耗,面向飞轮-火电联合系统,提出一种考虑自动发电控制(AGC)指令及电网频率偏差的基于多目标遗传算法的负荷分配策略.该策略以电网调频偏差、飞轮-火电出力能量和、飞轮损耗为三层最小化目标,考虑火电机组爬坡率及其负荷备用、飞轮荷电状态及其功率等约束条件,基于改进的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),通过AGC功率指令变化速度及频率偏差动态调整飞轮与火电出力权重系数,以频率偏差及其变化方向调整飞轮虚拟下垂、惯性系数,求解飞轮-火电出力比例、飞轮下垂系数和飞轮惯性系数.结合中国宁夏某电厂飞轮储能系统辅助火电机组调频现场AGC指令等历史数据,在双区域两机系统模型上进行仿真实验,结果表明该负荷分配策略有效地减小了火电二次调频偏差和调节时间,提升了调频性能,同时也有效地控制了系统出力能量及飞轮损耗.

Abstract：Toenhancetheperformanceoftheflywheel-thermalpowercoordinatedsecondaryfrequencyregulationwhilecontrollingthefrequencyregulationcostandreducingtheflywheelsystemloss,thispaperproposesaloadallocationstrategybasedonamulti-objectivegeneticalgorithmconsideringautomaticgenerationcontrol(AGC)commandsandgridfrequencydeviationsforflywheel-thermalpowercoordinatedsystem.Theproposedstrategyaimstominimizethreelayersofobjectives:gridfrequencydeviation,thesumofflywheel-thermalpoweroutputenergy,andflywheellosses,whichtakesintoaccountconstraintssuchastheramprateandloadreserveofthermalpowergeneratingunits,stateofcharge(SOC)andpowerofflywheels.Theweightingcoefficientsofflywheelandthermalpoweroutputaredynamicallyadjustedbyrateofchangeofautomaticgenerationcontrol(AGC)powercommandsandfrequencydeviationsbasedontheimprovednon-dominatedsortinggeneticalgorithm-Ⅱ(NSGA-Ⅱ).Thevirtualdroopandinertiacoefficientsoftheflywheelarealsoajustedbasedonthefrequencydeviationanditschangingdirection.Theproposedstrategysolvestheflywheel-thermalpoweroutputratio,flywheeldroopcoefficient,andflywheelinertiacoefficient.Combininghistoricaldata,includingAGCcommandsatacertainpowerplantwithflywheelenergystorage-assistedthermalpowerfrequencyregulation,simulationexperimentsareconductedonatwo-areatwo-machinesystemmodel.Theresultsindicatethattheloadallocationstrategyeffectivelyreducesthesecondaryfrequencyregulationdeviationandadjustmenttimeofthermalpower,improvesthefrequencyregulationperformance,andcontrolsthesystemoutputenergyandflywheellossesatthesametime.

作者：房方  刘渝斌  王冰玉  魏乐  李承霖Author：FANGFang  LIUYubin  WANGBingyu  WEILe  LIChenglin
作者单位：华北电力大学控制与计算机工程学院,北京市102206
刊名：电力系统自动化 ISTICEIPKU
Journal：AutomationofElectricPowerSystems
年，卷(期)：2024, 48(12)
分类号：
关键词：火电  飞轮储能  调频  负荷分配策略  多目标遗传算法  虚拟下垂  虚拟惯性  
Keywords：thermalpower  flywheelenergystorage  frequencyregulation  loadallocationstrategy  multi-objectivegeneticalgorithm  virtualdroop  virtualinertia  
机标分类号：TM715F426.61TP301.6
在线出版日期：2024年7月1日
基金项目：基于NSGA-Ⅱ的飞轮-火电联合二次调频最优负荷分配策略[
期刊论文]  电力系统自动化--2024, 48(12)房方  刘渝斌  王冰玉  魏乐  李承霖为了在提升飞轮-火电联合二次调频性能的同时控制调频成本、减少飞轮损耗,面向飞轮-火电联合系统,提出一种考虑自动发电控制(AGC)指令及电网频率偏差的基于多目标遗传算法的负荷分配策略.该策略以电网调频偏差、飞轮-火电...参考文献和引证文献
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关键词：火电,飞轮储能,调频,负荷分配策略,多目标遗传算法,虚拟下垂,虚拟惯性,

2024-10-4 00:26 上传 基于NSGA-Ⅱ的飞轮-火电联合二次调频最优负荷分配策略.pdf

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