随着国民经济不断提高,电力负荷峰值不断攀升的同时峰谷差也呈逐步扩大的趋势,部分地区的电力供需不平衡问题非常严重,严重威胁电网的安全稳定运行。同时,我国特高压建设的过程中,电网也出现新的特性,电网的安全风险相应增加。传统的依靠调整发电出力或拉闸限电等粗放式的控制手段将导致系统运行成本的增加,以及影响用户的用电需求和用电体验,已经不能够适应智能电网和特高压电网的发展需求。如何利用用户侧负荷来快速响应电网需求,从而在电网态势变化的各个阶段,充分发挥用户侧负荷的电网调节能力,是目前我国电力系统亟待解决的问题。针对这一科学问题,本文展开了一系列研究工作:首先,对适合参与快速响应的负荷群特性进行归纳总结,同时分析了负荷对电网频率稳定性的影响;探讨了适合用户负荷群快速响应的市场模式,并提出了负荷群快速响应多代理系统架构,从理论上证明了负荷群快速响应的技术可行性;接着,基于负荷群多代理系统MAS(Mas Agent System,多代理系统)架构,提出了适应系统频率变化的用户负荷群快速响应控制策略。用户负荷群通过检测系统频率变化,改变设备的启停状态,从而削减或增加负荷来快速响应电网频率变化,保障电网安全稳定运行。多代理系统中,负荷群协调Agent对负荷群的协调异步响应参数进行设置;负荷群聚合Agent对大规模负荷的运行状态和信息进行集中处理,并将负荷的运行信息及用电约束上传至负荷群控制Agent;负荷群控制Agent基于负荷和频率测量信息,求解出快速响应功率,并按照优先级控制策略,对开启/关闭集合中的负荷进行控制,从而实现快速响应。最后,设计了仿真方案对所提用户负荷群快速响应方法进行了验证,包括对电网受到大冲击负荷扰动以及受到连续冲击负荷扰动下的频率变化情况及负荷群响应情况进行仿真研究。仿真表明,用户负荷群通过定周期检测以及异步协调响应,能实现对电网频率异常的连续快速动作,从而抑制频率持续下跌及事故扩大。当配置有更多的负荷群时,能够实现对电网异常的细调节,同时也能够避免负荷群快速响应过程中因过度响应造成的超调影响。本文提出的用户负荷群快速响应方法,能够在电网紧急状态下采用集群控制方式实现用户负荷快速调整,从而在不影响用户用电需求的情况下提高电力系统的安全稳定运行能力,构建保障电力系统安全稳定运行的可靠防线。