考虑氢能源系统频率支撑的城市电网灾前预防性调度方法

《Scientific Reports》：Pre-disaster preventive dispatch for urban power grids considering frequency support from hydrogen energy systems

　　

摘要

随着极端天气灾害发生频率的增加，城市电网面临着拓扑中断以及由天气引起的线路故障和事后扰动所导致的频率安全风险的威胁。为增强灾前预防性调度中的频率支撑能力，本文提出了一种考虑氢能源系统频率支撑的城市电网灾前预防性调度方法。首先，综合考虑燃料电池和电解槽的虚拟惯量控制及一次调频特性，构建了系统频率动态响应模型，并建立了频率最大变化率、频率最大偏差和准稳态频率偏差的约束条件。其次，以最小化灾前预防性调度成本和故障场景下的期望负荷削减损失为目标，考虑机组出力调整、氢能源系统运行、预防性负荷削减及调频备用配置，建立了优化模型。最后，将该问题建模为马尔可夫决策过程，并采用软演员-评论家算法进行求解。在修改后的IEEE 39节点系统和IEEE 118节点系统上进行的案例研究表明，在所研究的场景和评估协议下，所提方法能够减少负荷削减损失、提高在线决策速度，并促进满足规定的频率安全限值。