调频风机需求占比的确定方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及电力电网技术领域，尤其涉及一种调频风机需求量确定方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

为减少资源浪费，减少碳排放量，电力系统出力逐步从传统火电转向风电、光伏等清洁能源。风电作为典型的新能源，具有随机性、间歇性等特点，常通过电力电子变流器并网，以实现机组转速与电网频率的解耦，其有功功率无法响应频率变化，减弱了电网的调频能力。近几年世界发生的多起大停电事故，都展现出了电网新能源比例不断增加后，由于调频能力降低造成的安全稳定问题，为增强电力系统的调频能力，可将电力系统将无调频能力的风机，替换为具备调频能力的调频风机，但是如果风机的替换数量较少，是无法使电力系统的调频能力出现突变的，因此在实际情况中如何确定电力系统中调频风机的需求占比，以使电力系统的调频能力得到明显的改善是一个亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种调频风机需求占比的确定方法、装置、设备及存储介质，能确定电力系统调频能力得到明显改善时，电力系统中调频风机的需求占比。

本发明一实施例提供了一种调频风机需求占比的确定方法，包括：基于逾渗理论将电力系统中无调频能力的风机逐一替换为具备调频能力的调频风机，并在每一次替换后，计算替换前与替换后电力系统的频率偏差的差值；

在电力系统频率降落差值超过预设阈值时，将已替换的调频风机在电力系统中的占比，作为电力系统的调频风机需求占比。

进一步的，计算替换前与替换后电力系统的频率偏差的差值，具体包括：

计算替换前电力系统的频率偏差，获得第一频率偏差；

计算替换后电力系统的频率偏差，获得第二频率偏差；

计算第一频率偏差与第二频率偏差之间的差值，得到替换前与替换后电力系统的频率偏差的差值。

进一步的，第一频率偏差和第二频率偏差的计算，包括：

获取电力系统的参考频率、替换前风机参与调频时电力系统的第一实际频率及替换后风机参与调频时电力系统的第二实际频率；

计算所述第一实际频率与所述参考频率的差值，获得第一频率偏差；

计算所述第二实际频率与所述参考频率的差值，获得第二频率偏差。

进一步的，在确定电力系统的调频风机需求占比后，还包括：

计算在所述调频风机需求占比下电力系统的第三频率偏差；

根据所述第三频率偏差计算在所述调频风机需求占比下电力系统的调频能力。

在上述方法项实施例的基础上，本发明对应提供了装置项实施例；

本发明一实施例提供了一种调频风机需求占比的确定装置，包括频率偏差差值计算模块以及需求占比计算模块；

所述频率偏差差值计算模块，用于基于逾渗理论将电力系统中无调频能力的风机逐一替换为具备调频能力的调频风机，并在每一次替换后，计算替换前与替换后电力系统的频率偏差的差值；

所述需求占比计算模块，用于在电力系统频率降落差值超过预设阈值时，将已替换的调频风机在电力系统中的占比，作为电力系统的调频风机需求占比。

进一步的，频率偏差差值计算模块，计算替换前与替换后电力系统的频率偏差的差值，具体包括：

计算替换前电力系统的频率偏差，获得第一频率偏差；

计算替换后电力系统的频率偏差，获得第二频率偏差；

计算第一频率偏差与第二频率偏差之间的差值，得到替换前与替换后电力系统的频率偏差的差值。

进一步的，频率偏差差值计算模块，计算第一频率偏差和第二频率偏差，包括：

获取电力系统的参考频率、替换前风机参与调频时电力系统的第一实际频率及替换后风机参与调频时电力系统的第二实际频率；

计算所述第一实际频率与所述参考频率的差值，获得第一频率偏差；

计算所述第二实际频率与所述参考频率的差值，获得第二频率偏差。

进一步的，还包括调频能力计算模块；所述调频能力计算模块，用于在确定电力系统的调频风机需求占比后，计算在所述调频风机需求占比下电力系统的第三频率偏差；根据所述第三频率偏差计算在所述调频风机需求占比下电力系统的调频能力。

在上述方法项实施例的基础上，本发明对应提供了设备项实施例；

本发明一实施例提供了一种设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明任意一项所述的调频风机需求占比的确定方法。

在上述方法项实施例的基础上，本发明对应提供了存储介质项实施例；

本发明一实施例提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行本发明任意一项所述的调频风机需求占比的确定方法。

通过实施本发明实施例具有如下有益效果：

本发明实施例提供了一种调频风机需求占比的确定方法、装置、设备及存储介质，所述方法，基于渗透理论将电力系统视作复杂网络，以逾渗理论为基础，将电力系统中原本不具备调频能力的普通风机替换为可调频风机这一事件视为节点占据，即为逾渗理论中的座逾渗；逐一将电力系统中无调频能力的风机逐一替换为具备调频能力的调频风机，并在每一次替换后，计算替换前与替换后电力系统的频率偏差的差值。当电力系统频率降落差值超过预设阈值，复杂网络中的巨分量出现，电力系统的调频能力出现突变，电力系统的具备可观的调频能力，此时将已经替换的调频风机在电力系统中的占比，作为该电力系统中调频风机需求占比。通过本发明从物理学角度分析电力系统安全稳定运行对调频风机的需求情况，在保证电网频率稳定的前提下实现经济高效的要求。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的一种调频风机需求占比的确定方法的流程示意图。

图2是本发明一实施例提供的一种调频风机需求占比的确定装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

首先对渗透理论进行说明，逾渗模型作为一个经典统计物理模型,关注于随机几何结构系统中一些特殊物理性质的涌现问题。逾渗理论是1957年提出用来解决随机介质的运动情况，其中心问题就是研究图形连通的阈值，主要内容是在一个n维的规则网络中节点或者边以一个概率p占据，以概率缺失对电网结构造成的影响。本发明将逾渗理论用于电力系统的研究中，将庞大的电力系统视作复杂网络，分析新能源比例不断提高后对电网可能造成的质变类影响，具体方案如下：

如图1所示，本发明一实施例提供了一种调频风机需求占比的确定方法，至少包括如下步骤：

S101:基于逾渗理论将电力系统中无调频能力的风机逐一替换为具备调频能力的调频风机，并在每一次替换后，计算替换前与替换后电力系统的频率偏差的差值。

S102:在电力系统频率降落差值超过预设阈值时，将已替换的调频风机在电力系统中的占比，作为电力系统的调频风机需求占比。

对于步骤S101,具体的，本发明将逾渗理论用于电力系统的研究中，将庞大的电力系统视作复杂网络，以逾渗理论为基础，将复杂网络中原本不具有调频能力变为具有调频能力的风机视为节点占据，逐一将将电力系统中无调频能力的风机逐一替换为具备调频能力的调频风机，在每一次替换时，计算替换前电力系统的频率偏差，获得第一频率偏差；计算替换后电力系统的频率偏差，获得第二频率偏差；计算第一频率偏差与第二频率偏差之间的差值，得到替换前与替换后电力系统的频率偏差的差值。

在一个优选的实施例中第一频率偏差和第二频率偏差的计算，包括：获取电力系统的参考频率、替换前风机参与调频时电力系统的第一实际频率及替换后风机参与调频时电力系统的第二实际频率；计算所述第一实际频率与所述参考频率的差值，获得第一频率偏差；计算所述第二实际频率与所述参考频率的差值，获得第二频率偏差。示意性的，一频率偏差的计算公式如下：Δf＝f-f

对于步骤S102，在本发明中，以原本不存在巨分量，即为调频能力较差的电力系统网络为基础进行风机替换，少量风机替换不会造成巨分量的出现，认为电力系统依然不具备可观的调频能力，当巨分量出现，即为调频能力出现质的改变时，则认为电网调频能力出现突变。具体的，在本发明中，当电力系统的频率偏差的差值超过预设阈值时，判定电力系统出现巨分量，此时电力系统调频能力出现突变，将此时将已替换的调频风机在电力系统中的占比，作为电力系统的调频风机需求占比。示意性的，例如当第一次进行风机替换时电力系统的频率偏差的差值为1，第二次替换时电力系统的频率偏差的差值为2，第三次替换时电力系统的频率偏差的差值为1，第三次替换时电力系统的频率偏差的差值为9。假定预设阈值为5此时在第三次替换后，电力系统的频率偏差的差值出现了明显的突变，此时判定电力系统的巨分量出现，最终将第三次替换后电力系统中所有调频风机在电力系统中的占比，作为此时电力系统的调频风机需求占比。

在一个优选的实施例中，在确定电力系统的调频风机需求占比后，还包括：计算在所述调频风机需求占比下电力系统的第三频率偏差；根据所述第三频率偏差计算在所述调频风机需求占比下电力系统的调频能力。

示意性的，直驱风机的下垂控制调频技术，通过以下公式计算电力系统的调频能力：

通过实施上述实施例将复杂网络逾渗理论应用于电力系统中，引入调频风机的影响，从物理学角度分析电网安全稳定运行对调频风机的需求情况，从而保证电网频率稳定的前提下实现经济高效的要求。

在上述方法项实施例的基础上，本发明对应提供了装置项实施例；

如图2所示，本发明一实施例提供了一种调频风机需求占比的确定装置，包括频率偏差差值计算模块以及需求占比计算模块；

所述频率偏差差值计算模块，用于基于逾渗理论将电力系统中无调频能力的风机逐一替换为具备调频能力的调频风机，并在每一次替换后，计算替换前与替换后电力系统的频率偏差的差值；

所述需求占比计算模块，用于在电力系统频率降落差值超过预设阈值时，将已替换的调频风机在电力系统中的占比，作为电力系统的调频风机需求占比。

进一步的，频率偏差差值计算模块，计算替换前与替换后电力系统的频率偏差的差值，具体包括：

计算替换前电力系统的频率偏差，获得第一频率偏差；

计算替换后电力系统的频率偏差，获得第二频率偏差；

计算第一频率偏差与第二频率偏差之间的差值，得到替换前与替换后电力系统的频率偏差的差值。

在一个优选的实施例中，频率偏差差值计算模块，计算第一频率偏差和第二频率偏差，包括：

获取电力系统的参考频率、替换前风机参与调频时电力系统的第一实际频率及替换后风机参与调频时电力系统的第二实际频率；

计算所述第一实际频率与所述参考频率的差值，获得第一频率偏差；

计算所述第二实际频率与所述参考频率的差值，获得第二频率偏差。

在优选的实施例中，还包括调频能力计算模块；所述调频能力计算模块，用于在确定电力系统的调频风机需求占比后，计算在所述调频风机需求占比下电力系统的第三频率偏差；根据所述第三频率偏差计算在所述调频风机需求占比下电力系统的调频能力。

需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

所述领域的技术人员可以清楚地了解到，为的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可参考前述方法实施例中对应的过程，在此不再赘述。

在上述方法项实施例的基础上，本发明对应提供了设备项实施例；

本发明一实施例提供了一种设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明任意一项所述的调频风机需求占比的确定方法。

上述设备为终端设备，该终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端设备的各个部分。

所述存储器可用于存储所述计算机程序，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述终端设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

在上述方法项实施例的基础上，本发明对应提供了存储介质项实施例；

本发明一实施例提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行本发明任意一项所述的调频风机需求占比的确定方法。

所述存储介质为计算机可读存储介质，所述计算机程序存储在所述计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。