[發(fā)明專利]一種含有儲能系統(tǒng)的電力系統(tǒng)慣性時間常數(shù)獲得方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810949809.7
• 申請日: 2018-08-20
• 公開（公告）號: CN109066746B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設計）人: 郭鈺鋒;張冬蕊;陳潤欣;王琦
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J7/34;H02J3/24;H02J3/38
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種含有儲能系統(tǒng)的電力系統(tǒng)慣性時間常數(shù)獲得方法，涉及電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量等效領域。本發(fā)明是為了解決目前缺乏對電力系統(tǒng)中儲能系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量等效方法的問題。本發(fā)明所述的一種含有儲能系統(tǒng)的電力系統(tǒng)慣性時間常數(shù)獲得方法，首先建立電力系統(tǒng)中每個儲能系統(tǒng)的模型，根據(jù)儲能系統(tǒng)的模型求取各儲能系統(tǒng)的等效慣量時間常數(shù)；然后建立電力系統(tǒng)的模型，根據(jù)電力系統(tǒng)的模型求取電力系統(tǒng)的總等效慣量時間常數(shù)；最后將儲能系統(tǒng)模型的等效慣量時間常數(shù)等效為電力系統(tǒng)模型的等效慣量時間常數(shù)，獲得含有儲能系統(tǒng)時，電力系統(tǒng)的總等效慣性時間常數(shù)。適用于超級電容儲能系統(tǒng)進行等效。

技術領域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)中儲能系統(tǒng)，尤其涉及轉(zhuǎn)動慣量等效方法。

背景技術

電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量是影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要指標。轉(zhuǎn)動慣量是剛體繞軸轉(zhuǎn)動時慣性的量度。對于電力系統(tǒng)來說，轉(zhuǎn)動慣量表明了系統(tǒng)中出現(xiàn)擾動時，系統(tǒng)維持原來運動狀態(tài)的能力。電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量越大，在擾動下，系統(tǒng)維持自身穩(wěn)定的能力越強，電力系統(tǒng)穩(wěn)定性越好。對于電力系統(tǒng)來說，等效慣性時間常數(shù)是系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的體現(xiàn)。

在風電等新能源大規(guī)模并網(wǎng)環(huán)境下，隨著新能源滲透率的不斷提高，同步發(fā)電機的比例逐漸減小。隨著風電等新能源發(fā)電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的比重不斷上升，會導致系統(tǒng)等效慣量減小，從而影響系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性。如果缺失的這部分慣量得不到補充，將使系統(tǒng)在擾動下的頻率變化率增加、頻率最低點降低、穩(wěn)態(tài)頻率偏差增加，發(fā)生的頻率穩(wěn)定性問題更頻繁。

與此同時，隨著能源結構的變更與調(diào)整，電力系統(tǒng)中的儲能系統(tǒng)也逐漸涌現(xiàn)。儲能系統(tǒng)可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)能量的存儲和釋放，從而有助于維持系統(tǒng)的能量動態(tài)平衡。在系統(tǒng)出現(xiàn)能量缺額時，儲能系統(tǒng)放出能量；當系統(tǒng)出現(xiàn)能量過剩的情況時，儲能系統(tǒng)吸收并將這部分能量存儲起來。儲能系統(tǒng)的存在對于提高電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量具有重要的意義。

目前對于儲能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的等效轉(zhuǎn)動慣量模擬研究較少，對于儲能系統(tǒng)慣量等效的方法幾乎空白。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決目前缺乏對電力系統(tǒng)中儲能系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量等效方法的問題，現(xiàn)提供一種含有儲能系統(tǒng)的電力系統(tǒng)慣性時間常數(shù)獲得方法。

一種含有儲能系統(tǒng)的電力系統(tǒng)慣性時間常數(shù)獲得方法，包括以下步驟：

步驟一：建立電力系統(tǒng)中每個儲能系統(tǒng)的模型；

步驟二：根據(jù)儲能系統(tǒng)的模型求取各儲能系統(tǒng)模型的等效慣量時間常數(shù)；

步驟三：建立電力系統(tǒng)的模型；

步驟四：根據(jù)電力系統(tǒng)的模型求取電力系統(tǒng)模型的總等效慣量時間常數(shù)；

步驟五：將儲能系統(tǒng)模型的等效慣量時間常數(shù)等效為電力系統(tǒng)模型的等效慣量時間常數(shù)，獲得含有儲能系統(tǒng)時，電力系統(tǒng)模型的總等效慣性時間常數(shù)。

步驟一中，依據(jù)儲能系統(tǒng)的工作原理推導其等效系統(tǒng)模型，所述儲能系統(tǒng)適用于轉(zhuǎn)動慣量等效。

步驟二中，儲能系統(tǒng)模型的等效慣量時間常數(shù)為：額定條件下，儲能系統(tǒng)由充滿能量的狀態(tài)到放空所有能量的狀態(tài)所經(jīng)歷的時間。

步驟三中，根據(jù)電網(wǎng)調(diào)頻原理、機組種類建立用于電力系統(tǒng)調(diào)頻分析的電力系統(tǒng)模型。

步驟四中，電力系統(tǒng)模型的總等效慣量時間常數(shù)為：

其中，T_αΣ表示不含儲能系統(tǒng)時電力系統(tǒng)模型的總等效慣性時間常數(shù)；α_i表示第i臺發(fā)電機組所占電力系統(tǒng)的功率份額；T_ai表示第i臺發(fā)電機組自身的等效慣性時間常數(shù)；M表示電力系統(tǒng)中機組的總數(shù)量；i＝1,2,3,...,M。

步驟五中，含有儲能系統(tǒng)時電力系統(tǒng)模型的總等效慣性時間常數(shù)為：