计及需求侧响应的火电机组调频系统

摘要

本发明提供了计及需求侧响应的火电机组调频系统，包括响应聚合组、分散控制中心和火力发电系统，响应聚合组为多个聚合商管理下的发用电单元，发用电单元包括电动汽车充电单元和空调系统用电单元，火力发电系统包括阀门调节装置、计量装置、调频命令模块、偏差调整模块和一次调频控制器等；通过获取响应聚合组的参数分别建立第一和第二充用电聚合模型，采用粒子群算法和交替方向乘子法进行调频控制策略求解，响应聚合组与分散控制中心相连接以接收相应的控制策略。本发明实现了对负荷资源的调动，最大程度地利用负荷与机组的双向互动弥补火力机组一次调频的不足，以及新能源上网出力的不确定，更好地保障了电网的安全稳定运行。

权利要求

1.一种计及需求侧响应的火电机组调频系统，其特征在于，包括响应聚合组、分散控制中心和火力发电系统，其中，所述响应聚合组为多个聚合商管理下的发用电单元，所述发用电单元包括电动汽车充电单元和空调系统用电单元，所述火力发电系统包括阀门调节装置、汽轮机、转轴元件、火力发电机、电压变换装置、计量装置、调频命令模块、偏差调整模块和一次调频控制器；

所述阀门调节装置与所述汽轮机相连接，所述汽轮机通过转轴元件与所述火力发电机相连接，在所述火力发电机出口处设置有所述电压变换装置和所述计量装置，通过所述电压变换装置与电网相连接，并通过所述计量装置测量出口处电压、电流和频率；

通过获取所述响应聚合组的参数分别建立第一充用电聚合模型和第二充用电聚合模型，采用粒子群算法和交替方向乘子法进行调频控制策略求解，所述响应聚合组与所述分散控制中心相连接以接收相应的控制策略。

2.根据权利要求1所述的计及需求侧响应的火电机组调频系统，其特征在于，所述分散控制中心包括过程控制级和控制管理级，所述过程控制级通过对所述电动汽车集群的实时状态进行监测构建所述第一充用电聚合模型，并对模型求解输出第一调频策略以实现电网频率偏差调整。

3.根据权利要求2所述的计及需求侧响应的火电机组调频系统，其特征在于，所述过程控制级通过对空调机群的实时状态进行监测构建所述第二充用电聚合模型，并对所述模型求解输出第二调频策略以实现电网频率偏差调整。

4.根据权利要求3所述的计及需求侧响应的火电机组调频系统，其特征在于，所述第二充用电聚合模型包括空调所在建筑物的热力学模型和定/变频空调的能耗模型，且所述热力学模型包括新风系统与空调独立运行模式下的第一热力学模型以及非独立运行下的第二热力学系统，所述能耗模型包括制冷机模型、风机和新风系统模型、冷冻水泵模型和综合调控模型。

5.根据权利要求4所述的计及需求侧响应的火电机组调频系统，其特征在于，所述第一调频策略包括以电网实时频率偏差量最小的目标函数，设置第一约束条件，所述第一约束条件包括额定功率约束、电流电压约束和充放电功率约束，引入交替方向乘子法求解得到所述第一调频策略。

6.根据权利要求4所述的计及需求侧响应的火电机组调频系统，其特征在于，所述第二调频策略包括以电网实时频率偏差量最小的目标函数，设置第二约束条件，所述第二约束条件包括温度约束、空调机送风量约束、新风量约束和冷冻水泵流量约束，采用粒子群算法求解得到所述第二调频策略。

7.根据权利要求5或6所述的计及需求侧响应的火电机组调频系统，其特征在于，所述响应聚合组与所述分散控制中心通过通讯网络相连接，当电网频率偏差超过预设阈值时，所述分散控制中心向所述响应聚合组发送相应的控制信号以实现对响应聚合组的控制，所述控制信号包括第一调频策略和第二调频策略，且在预设时间窗口内采用滚动控制的方法以保证响应聚合组的功率平滑变换。

8.根据权利要求7所述的计及需求侧响应的火电机组调频系统，其特征在于，所述预设阈值为±0.3Hz。

9.根据权利要求8所述的计及需求侧响应的火电机组调频系统，其特征在于，所述火力发电系统与所述分散控制中心建立通讯连接，在电网频率发生小幅波动的情况下，由所述火力发电系统的自动调频系统自行进行频率调节，在电网频率波动超过所述预设阈值的情况下，由所述分散控制中心分别向所述响应聚合组和所述火力发电系统下发控制策略以实现频率偏差的快速调节。

说明书

计及需求侧响应的火电机组调频系统

技术领域

[0001] 本发明涉及电力系统调频控制技术领域，尤其是计及需求侧响应的火电机组调频系统。

背景技术

[0002] 伴随国民经济的蓬勃发展，电网负荷急剧加大，特别是新能源出力的不稳定性，电网频差事故正日益增多，给电网的安全可靠运行造成了隐患，不利于当前大电网的建设运行体系。传统的火电机组在面对一次调频时采用的控制策略是通过汽轮机调门或凝结水调门的快速开关，来实现机组功率的增减，而在发生大频差时，往往因调门的开度限制以及锅炉蓄热能力不足的问题导致实际出力不足，无法满足电网一次调频的需求。

[0003] 需求侧管理技术的出现为弥补当前火力发电机组调频的单一性提供了新的可能，需求侧响应能够根据电网实时需求进行快速响应，在当前电力市场逐渐打开的情形下，能够在辅助市场中发挥重要的作用，同时也能够通过负荷的互动性响应弥补实时频率偏差。

[0004] 综上所述，尽快建立计及需求侧响应的火电机组调频系统成为了亟待解决的问题。

发明内容

[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提供计及需求侧响应的火电机组调频系统，实现了对负荷资源的调动，最大程度地利用负荷与机组的双向互动弥补火力机组一次调频的不足，以及新能源上网出力的不确定，更好地保障了电网的安全稳定运行。

[0006] 第一方面，本发明实施例提供计及需求侧响应的火电机组调频系统，包括响应聚合组、分散控制中心和火力发电系统，其中，所述响应聚合组为多个聚合商管理下的发用电单元，所述发用电单元包括电动汽车充电单元和空调系统用电单元，所述火力发电系统包括阀门调节装置、汽轮机、转轴元件、火力发电机、电压变换装置、计量装置、调频命令模块、偏差调整模块和一次调频控制器；

[0007] 所述阀门调节装置与所述汽轮机相连接，所述汽轮机通过转轴元件与所述火力发电机相连接，在所述火力发电机出口处设置有所述电压变换装置和所述计量装置，通过所述电压变换装置与电网相连接，并通过所述计量装置测量出口处电压、电流和频率；

[0008] 通过获取所述响应聚合组的参数分别建立第一充用电聚合模型和第二充用电聚合模型，采用粒子群算法和交替方向乘子法进行调频控制策略求解，所述响应聚合组与所述分散控制中心相连接以接收相应的控制策略。

[0009] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述分散控制中心包括过程控制级和控制管理级，所述过程控制级通过对所述电动汽车集群的实时状态进行监测构建所述第一充用电聚合模型，并对模型求解输出第一调频策略以实现电网频率偏差调整。

[0010] 结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述过程控制级通过对空调机群的实时状态进行监测构建所述第二充用电聚合模型，并对所述模型输出第二调频策略以实现电网频率偏差调整。

[0011] 结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述第二充用电聚合模型包括空调所在建筑物的热力学模型和定/变频空调的能耗模型，且所述热力学模型包括新风系统与空调独立运行模式下的第一热力学模型以及非独立运行下的第二热力学系统，所述能耗模型包括制冷机模型、风机和新风系统模型、冷冻水泵模型和综合调控模型。

[0012] 结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述第一调频策略包括以电网实时频率偏差量最小的目标函数，设置第一约束条件，所述第一约束条件包括额定功率约束、电流电压约束和充放电功率约束，引入交替方向乘子法求解得到所述第一调频策略。

[0013] 结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述第二调频策略包括以电网实时频率偏差量最小的目标函数，设置第二约束条件，所述第二约束条件包括温度约束、空调机送风量约束、新风量约束和冷冻水泵流量约束，采用粒子群算法求解得到所述第二调频策略。

[0014] 结合第一方面的第四或五种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述响应聚合组与所述分散控制中心通过通讯网络相连接，当电网频率偏差超过预设阈值时，所述分散控制中心向所述响应聚合组发送相应的控制信号以实现对响应聚合组的控制，所述控制信号包括第一调频策略和第二调频策略，且在预设时间窗口内采用滚动控制的方法以保证响应聚合组的功率平滑变换。

[0015] 结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述预设阈值为±0.3Hz。

[0016] 结合第一方面的第七种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述火力发电系统与所述分散控制中心建立通讯连接，在电网频率发生小幅波动的情况下，由所述火力发电系统的自动调频系统自行进行频率调节，在电网频率波动超过所述预设阈值的情况，由所述分散控制中心分别向所述响应聚合组和所述火力发电系统下发控制策略以实现频率偏差的快速调节。

[0017] 本发明提供了计及需求侧响应的火电机组调频系统，包括响应聚合组、分散控制中心和火力发电系统，响应聚合组为多个聚合商管理下的发用电单元，发用电单元包括电动汽车充电单元和空调系统用电单元，火力发电系统包括阀门调节装置、计量装置、调频命令模块、偏差调整模块和一次调频控制器等；通过获取响应聚合组的参数分别建立第一和第二充用电聚合模型，采用粒子群算法和交替方向乘子法进行调频控制策略求解，响应聚合组与分散控制中心相连接以接收相应的控制策略。本发明实现了对负荷资源的调动，最大程度地利用负荷与机组的双向互动弥补火力机组一次调频的不足，以及新能源上网出力的不确定，更好地保障了电网的安全稳定运行。

[0018] 本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

[0019] 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

[0020] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0021] 图1为本发明实施例提供的计及需求侧响应的火电机组调频系统示意图；

[0022] 图2为本发明实施例提供的需求侧响应框架图。

[0023] 图标：100-响应聚合组；110-电动汽车充电单元；120-空调系统用电单元；200-分散控制中心；210-过程控制级；220-控制管理级；300-火力发电系统；310-阀门调节装置；320-汽轮机；330-转轴元件；340-火力发电机；350-电压变换装置；360-计量装置；370-调频命令模块；380-偏差调整模块；390-一次调频控制器。

具体实施方式

[0024] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。

[0025] 新能源出力的不稳定性给电网的安全可靠运行造成了隐患，不利于当前大电网的建设运行体系。传统的火电机组在面对一次调频时采用的控制策略是通过汽轮机调门或凝结水调门的快速开关，来实现机组功率的增减，而在发生大频差时，往往因调门的开度限制以及锅炉蓄热能力不足的问题导致实际出力不足，无法满足电网一次调频的需求。需求侧管理技术的出现为弥补当前火力发电机组调频的单一性提供了新的可能，需求侧响应能够根据电网实时需求进行快速响应，在当前电力市场逐渐打开的情形下，能够在辅助市场中发挥重要的作用，同时也能够通过负荷的互动性响应弥补实时频率偏差。综上所述，尽快建立计及需求侧响应的火电机组调频系统成为了亟待解决的问题。基于此，本发明实施例提供了计及需求侧响应的火电机组调频系统，实现了对负荷资源的调动，最大程度地利用负荷与机组的双向互动弥补火力机组一次调频的不足，以及新能源上网出力的不确定，更好地保障了电网的安全稳定运行。

[0026] 实施例一：

[0027] 图1为本发明实施例提供的计及需求侧响应的火电机组调频系统示意图。

[0028] 参照图1，计及需求侧响应的火电机组调频系统，包括响应聚合组100、分散控制中心200和火力发电系统300，其中，响应聚合组100为多个聚合商管理下的发用电单元，发用电单元包括电动汽车充电单元110和空调系统用电单元120，火力发电系统300包括阀门调节装置310、汽轮机320、转轴元件330、火力发电机340、电压变换装置350、计量装置360、调频命令模块370、偏差调整模块380和一次调频控制器390；

[0029] 阀门调节装置310与汽轮机320相连接，汽轮机320通过转轴元件330 与火力发电机340相连接，在火力发电机340出口处设置有电压变换装置 350和计量装置360，通过电压变换装置350与电网相连接，并通过计量装置360测量相关电气量；

[0030] 通过获取响应聚合组100的参数分别建立第一充用电聚合模型和第二充用电聚合模型，采用粒子群算法和交替方向乘子法ADMM进行调频控制策略求解，响应聚合组100与分散控制中心200相连接以接收相应的控制策略。

[0031] 具体的，一次调频负荷指令由分散控制中心200同时送至火力发电系统的调频命令模块和响应聚合组，当机组发生一次调频动作时，通过逻辑判断，对响应聚合组进行快速调节，以实现短时间快速增减负荷，响应一次调频要求。

[0032] 另外，ADMM法的引入原则在于首先构建对偶函数，即增广拉格朗日函数，类似对偶上升法分别固定两个变量，更新其中一个变量，从而在交替方向求解，重复循环直至收敛，从而较快实现策略的求解。

[0033] 根据本发明的实例性实施例，分散控制中心200包括过程控制级210 和控制管理级220，过程控制级210通过对电动汽车集群的实时状态进行监测构建第一充用电聚合模型，并对模型求解输出第一调频策略以实现电网频率偏差调整。

[0034] 根据本发明的实例性实施例，过程控制级210通过对空调机群的实时状态进行监测构建第二充用电聚合模型，并对模型输出第二调频策略以实现电网频率偏差调整。

[0035] 具体地，通常可根据季节以及时刻来优先调动电动汽车集群响应资源或空调机群响应资源。由于电动汽车每日充放电时间相对固定，而在季节上的波动差别较小，空调则在夏季和冬季用量较多，故在夏、冬季以输出第二调频策略为主，在其他日级层面，以输出第一调频策略为主，在所需响应资源较多时，则可同时调用两种资源，均由分散控制中心200进行模型求解以及控制信号的发出。

[0036] 响应聚合组在资源类型上主要分为电动汽车和空调，但在管理层级上主要分为聚合商和负荷两方面，分散控制中心200会根据电网的实时需求先向聚合商发送第一控制信号，聚合商根据各自的协议规程以及负荷当前的用电情况，向负荷发送第二控制信号，从而实现响应资源的调动。

[0037] 关于第二充用电聚合模型，该模型包括空调所在建筑物的热力学模型和定频与变频空调的能耗模型，且热力学模型包括新风系统与空调独立运行模式下的第一热力学模型以及非独立运行下的第二热力学系统，能耗模型包括制冷机模型、风机和新风系统模型、冷冻水泵模型和综合调控模型。

[0038] 需要注意的是，需求侧响应的资源和火电机组本身的调频调度应有统一的规划安排，当前的技术研究多从两者单方面考量，在统筹方面有待完善。事实上，通过建立本发明实施例提及的分散控制中心，则可实现二者的全局控制，有利于机组与负荷的互动，更快实现调频操作。

[0039] 根据本发明的实例性实施例，响应聚合组100与分散控制中心200通过通讯网络相连接，当电网频率偏差超过预设阈值时，分散控制中心200 向响应聚合组100发送相应的控制信号以实现对响应聚合组的控制，控制信号包括第一调频策略和第二调频策略，且在预设时间窗口内采用滚动控制的方法以保证响应聚合组的功率平滑变换。

[0040] 根据本发明的实例性实施例，预设阈值为±0.3Hz。火力发电系统与分散控制中心建立通讯连接，在电网频率发生小幅波动的情况下，由火力发电系统的自动调频系统自行进行频率调节，在电网频率波动超过预设阈值的情况，由分散控制中心分别向响应聚合组和火力发电系统下发控制策略以实现频率偏差的快速调节。

[0041] 具体地，当频率偏差较小时，仍通过汽机调门或凝结水调门的开关来实现机组功率的增减，不加入需求侧响应组的控制；当频率偏差较大时，即超过预设阈值±0.3Hz，则要求响应聚合组共同参与系统的一次调频，因电力系统的正常频率波动范围为±0.2-0.5Hz，故本发明实施例提供的控制方法在±0.2-0.3Hz时，不要求需求侧响应组的参与。

[0042] 为帮助进一步了解，本发明实施例假设频率偏差大于±0.3，即火电机组则通过与负荷侧的互动响应协同完成调频。下面将对本发明实施例提及的各类求解模型的建立、相关约束条件的确定以及控制方式进行阐述。总体来说，对于需求侧参与需求响应的决策模型，主要包含目标函数、约束条件和决策变量三种，从而共同构成负荷侧的优化调度模型。决策变量通常是空调或者充电汽车的用电状态、占空比等。

[0043] 对于电动汽车集群的约束条件，第一调频策略包括以电网实时频率偏差量最小的目标函数，设置第一约束条件，第一约束条件包括额定功率约束、电流电压约束和充放电功率约束等，引入交替方向乘子法求解得到第一调频策略。

[0044] 对于空调集群的约束条件，第二调频策略包括以电网实时频率偏差量最小的目标函数，设置第二约束条件，第二约束条件包括温度约束、空调机送风量约束、新风量约束和冷冻水泵流量约束等，采用粒子群算法求解得到第二调频策略。

[0045] 根据上述模型，即可得出负荷侧参与相应的调频量，得知调频量后，则需要设置相应的控制方式进行控制。为帮助理解，下面以空调为例阐述负荷侧参与响应的方式。

[0046] 以空调为例，空调负荷在参与需求响应的过程中，要根据接收的控制信号做出一系列的响应，根据控制信号的决策位置，可将空调负荷响应需求响应信号的控制模式分为两类：集中控制和分散控制。集中控制主要是由电网的调度机构进行聚合模型的构建，以及控制指令的发送；分散控制则是安装于用户侧的智能电表实时检测系统电压、频率等因素变化，并向空调负荷发布控制信号。如图2所示，在目前欧美主流的电力市场环境中，以调度中心-聚合商的模式最为常见，即由聚合商整合资源，接收调度中心的一级控制信号，进而向签约用户发送二级控制信号。

[0047] 当前智能电网的计量体系发展背景下，空调参与需求响应可分为3种不同的控制方法：a.开关控制(分散控制中心发出指令，直接关断空调负荷)；b.温度控制(通过调节空调温度器进行负荷控制)；c.周期性暂停控制，对开关负荷进行周期性循环控制。三种方法基于不同的特性，适用场景有所不同，主要由分散控制中心或聚合商进行决策，进而向“散户”下发控制指令。当调频调峰的要求较高时，开关控制方式更为适用，而当要求不太高时，为不过于剥夺签约用户的舒适度，可采用温度控制，周期性则兼顾了二者的特点，且在较长时间尺度和较大规模的调度前提下，是更为适用的调控方式。开关控制较为简单，本例以较为复杂的温度控制作以阐述，开关控制和周期性暂停控制可以类推，故不再赘述。

[0048] 表1三种控制方式中负荷侧响应特性(以空调为例)

[0049]   温度控制 开关控制 温度和开关控制相结合响应速度 慢 快 快
持续时间 小时级 秒级 分钟级

[0050] 由于聚合性负荷在一段窗口期的控制后，其运行状态多样性会受到破坏，引起“负荷反弹”现象，即在负荷解除控制后，会出现新的负荷高峰，影响调频效果。因此，本发明实施例采用以下控制方法，以提高空调负荷的温度设定点为例分析空调负荷的控制策略。控制策略总共分为3个阶段，阶段1：在接收到控制信号前，空调负荷运行在Tset，室内温度在[Tmin,Tmax] 内周期性变化；阶段2：空调负荷接收到控制信号，其温度设定点从Tset提高到即室内温度变化范围从[Tmin,Tmax]变为 其中，处于OFF状态的空调负荷保持原来的运行状态直到室内温
度达到 处于ON状态的空调负荷保持原来的运行状态直到室内温度达到Tmin；阶段3：此阶段的空调运行状态近似于第2个阶段，原来处于ON状态的空调负荷在Tmin处逐渐变为OFF状态，原来处于OFF状态的空调负荷在 处逐渐变为ON状态；阶段4：处于ON状态的空调负荷在 处变为OFF状态，随着时间推移，所有空调负荷的室内温度开始在 内周期性变化。

[0051] 由上可知，当空调负荷温度设定点发生变化时，原先处于OFF状态且其室内温度在内的空调负荷受新温度带 的支配，其室内温度在 内周期性变化。其他空调负荷继续按照原来的运行规律运行，一旦他们处于OFF状态且室内温度在内时，随即受新温度带 的支配，目前已存在相关研究，在此不再赘
述。按照这样的设计，空调负荷将在新的温度带均匀分布，运行状态的多样性慢慢得以恢复，不再出现负荷反弹的情况，可在更长的时间窗口期内削减负荷。空调负荷通过上述控制，实现响应动作，完成负荷削减或增长，进而协助火电机组的频率调整。

[0052] 综上所述，火电机组和负荷侧的协作调频方法流程如下：首先，由分散控制中心(电网调度中心)获取电网实时频率偏差，判断偏差是否超过±0.3Hz，如果未超过，则直接采用常见火电机组的AGC进行调节，如果超过，则采用火电机组和需求侧响应协同控制的方式调整负荷与发电供应进行调频。该方法主要包括：由分散控制中心根据偏差、需求量、响应情况 (电动汽车和空调负荷)等构建相关决策模型，根据决策模型利用粒子群算法等求解出决策变量(响应量和响应方式)，即调整策略。聚合组会根据分散控制中心发布的信息以及自身的签约情况进行负荷控制，并避免控制过程中，一段响应期结束后的负荷反弹现象，按照本发明实施例提供的控制策略则可以保证负荷侧动作的平滑性和稳定性，避免给火电机组造成额外的调频压力。

[0053] 实施例二：

[0054] 为更好地理解本发明实施例提供的技术方案，实施例二将对系统的工作原理进行一些其他必要说明。

[0055] 当电网发生一次调频动作请求后，机组控制系统根据频率偏差与调频负荷需求函数得出一次调频负荷指令，将该指令分别送至火电一次调频常规控制及响应聚合组控制回路中。由于在机组频率发生小频差时，机组足以通过调节汽轮机调门来实现机组负荷的快速加减，满足调频负荷量的要求，同时考虑到响应聚合组常常以数量组的形式划分(如某个小区的所有空调机组，某个小区的所有电动汽车)，对于与响应聚合商签署协议的负荷来说，常常会被响应聚合商批量调动，因此对于频率偏差较大的情形，方便进行响应组的批量调动和平滑调整，而在频率偏差较小的情况下，现有技术可以实现较好的频率调节，若强行调动响应聚合组，由于组内响应的负荷个体仍有可能违背与聚合商的协议，如聚合商要求关闭或降低空调负荷，但个体出于凉爽的目的，仍降低空调温度满足自我需要，再如聚合商要求在每天固定时刻进行充/放电，但个体由于家庭突发状况需驾车外出，无法履行充/放电要求。这样的情况无法被真正避免，但当调用的响应聚合组足够多时，杂散的个体随机波动将会被平抑，使得响应组整体具备调频所需的外部特性。

[0056] 因此，本发明实施例提供的控制策略要求当机组频率发生小频差时，仅通过改变汽机调门开度及风、煤、水的超调量来调节机组负荷；当机组频率发生中大频差时，则要求微电网侧共同参与机组一次调频：当一次调频要求减负荷时，通过判断当前预测出力的大小及响应聚合组的容量大小来决定是否要求调整负荷，如果预测出力减小且减小量大于一次调频需求量，则要求响应聚合负荷水平增加；当一次调频要求加负荷时，如果预测出力增加且增加量大于一次调频需求量，则响应聚合负荷水平降低，相当于以虚拟电厂的形式向电网“放电”。在聚合组响应的过程中，根据一次调频负荷需求量的大小来改变聚合组的功率，能够在辅助服务市场为电力系统提供较丰富的调频资源。

[0057] 本发明提供了计及需求侧响应的火电机组调频系统，包括响应聚合组、分散控制中心和火力发电系统，响应聚合组为多个聚合商管理下的发用电单元，发用电单元包括电动汽车充电单元和空调系统用电单元，火力发电系统包括阀门调节装置、计量装置、调频命令模块、偏差调整模块和一次调频控制器等；通过获取响应聚合组的参数分别建立第一和第二充用电聚合模型，采用粒子群算法和交替方向乘子法进行调频控制策略求解，响应聚合组与分散控制中心相连接以接收相应的控制策略。本发明实现了对负荷资源的调动，最大程度地利用负荷与机组的双向互动弥补火力机组一次调频的不足，以及新能源上网出力的不确定，更好地保障了电网的安全稳定运行。

[0058] 此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0059] 最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。