[發明專利]一種基于PMU實測數據的電網慣量特征在線評估方法

有效

• 申請號: 201810377834.2
• 申請日: 2018-04-25
• 公開（公告）號: CN108695862B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 李勇;胡柳君;曹一家;王煒宇
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/26;H02J3/48
• 代理公司: 廣州容大知識產權代理事務所(普通合伙) 44326
• 代理人: 劉新年;潘素云

本發明公開了一種基于PMU實測數據的電網慣量特征在線評估方法，包括如下步驟：采集PMU實測數據；在線評估電網慣量分布；可視化展示電網慣量分布；在線評估電網的系統慣量。本發明能夠根據電力系統中母線節點有功功率和頻率的PMU動態數據信息在線評估電網慣量特征，從區域和整體多個層面揭示電網的當前穩定運行狀態。同時，通過對評估結果進行可視化展示，能夠對電網各區域與整體的抗擾能力進行直觀評價。與傳統評估方法相比，本發明不僅能夠精確反映不同運行狀態下電網慣量特征的動態變化，為電網穩定運行以及新能源并網提供輔助決策，而且還可以根據實時數據在線更新評估結果，提高對電網穩定性及抗擾能力判斷的準確性和時效性。

技術領域

本發明涉及電力系統技術領域，具體涉及一種基于PMU實測數據的電網慣量特征在線評估方法。

背景技術

目前，風力發電、光伏發電等清潔能源發電方式已在全球范圍內大規模應用。但清潔能源的強波動性以及電力電子器件的大規模應用導致了電力系統慣性的降低，系統頻率穩定性問題也越發嚴重。為了從區域和整體多方位分析和改善系統運行特性，需要全面評估新能源接入之后對電網動態行為產生的影響。

現有對電網運行穩定性的評估方法主要有基于暫態穩定分析的能量函數法以及基于概率論的風險理論評估方法，但這些方法都是針對電力系統某個方面或某個部分的安全問題，并不能完全反映系統穩定性與抗擾能力。慣量是描述物體對其運動狀態變化的一種阻抗程度。在電力系統中慣量是發電機轉軸上儲存的旋轉動能大小，慣量大小決定了電網在受擾時的動態變化情況，直接反映了系統的抗擾動能力，同時電網各區域慣量的分布也表征了區域的抗干擾能力。通過采集PMU實測數據，在線評估各發電機、母線節點和整個電網的慣量大小，從而實時、直觀地對電網各設備、各區域以及系統整體的抗擾能力進行直觀評價。

發明內容

有鑒于此，為了解決現有技術中的上述問題，本發明提出一種基于PMU實測數據的電網慣量特征在線評估方法。

本發明通過以下技術手段解決上述問題：

一種基于PMU實測數據的電網慣量特征在線評估方法，包括如下步驟：

S10、采集受擾情況下電網各母線節點的PMU數據信息。需要獲取的實測數據為：電網中投入運行的發電機輸出的不平衡功率△P(t)、有功功率P(t)、頻率變化率f’以及各母線節點頻率波動值f(t)。

S20、評估電網各發電設備、母線節點的慣量特征。

假設n為電網中投入運行的發電機數目，t_c為電網受擾之前的任意時刻，P_i(t)和f_i’分別是第i(i＝1,2,3,…,n)臺發電機在受擾后t時刻的輸出有功功率和頻率變化率，△P_i(t)是第i臺發電機在受擾后t時刻輸出的不平衡有功功率，電網慣量的辨識過程包括如下步驟：

S201、計算各發電設備的慣量特征參數H_i(t)：

S202、計算當前電網的慣性中心頻率f_C(t)：

其中，f_i(t)是第i臺發電機機端母線在t時刻所測得的頻率值，為便于后續計算，慣性中心頻率f_C(t)可寫為函數B(t)與函數A(t)相除的形式，即：

S203、計算母線頻率偏移量Id_k。