[發明專利]考慮風電參與一次調頻的動態潮流分析方法

在審

• 申請號: 201910760140.1
• 申請日: 2019-08-16
• 公開（公告）號: CN110474369A
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 夏凡吳雙;卜京;張飛云;鄭銘洲;孫瑩;卞婉春;殷明慧;謝云云;鄒云;劉建坤;周前;汪成根;張寧宇
• 申請（專利權）人: 南京理工大學;國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/06
• 代理公司: 32203 南京理工大學專利中心
• 代理人: 陳鵬<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明公開了一種考慮風電參與一次調頻的動態潮流分析方法，該方法包括：首先進行擾動前的常規潮流計算，并計算不平衡功率；然后建立系統功率—頻率微分方程，采用歐拉法進行頻率計算，得到一定步長后的頻率變化值；接著修正常規發電機組、變速風電機組的輸出功率和負荷功率；最后進行常規潮流計算，修正網損，得到頻率變化后系統的確定性潮流分布。本發明能夠有效地計算出風電參與一次調頻后的電力系統動態潮流。

技術領域

本發明屬于電力系統及其自動化領域，特別是一種考慮風電參與一次調頻的動態潮流分析方法。

背景技術

在目前能源短缺和環境惡化的大背景下，風力發電以其技術成熟、成本較低和大規模開發利用的優勢成為新能源發展最快、最具有競爭力的發電技術。但受氣候條件的制約，風力發電出力具有間歇性和隨機性的特點，風電的接入將加劇電力系統的功率不平衡性；此外，現有風電機組主流機型為變速恒頻的雙饋型風機和直驅型風機，在常規風電機組控制方式下，由于雙饋型風機和直驅型風機本身的特殊結構，其對接入的電力系統的慣性幾乎沒有貢獻，大規模風電的接入將使得系統整體慣性和頻率調節能力減弱，使得系統在擾動下的頻率變化率增加、頻率最低點降低和穩態頻率偏差增加，從而發生頻率穩定性問題更為頻繁。由此，風電越來越被認為應該具備參與電力系統頻率調節、有功控制等輔助服務能力。

目前，風電參與電網調頻的相關研究更多關注風電機組本身的調頻控制技術，包括慣性響應、一次調頻和二次調頻控制技術，而對含風電調頻電力系統的頻率特性與動態過程的研究不多而且都沒有考慮網損對系統不平衡功率的影響。電力系統動態潮流是在常規潮流基礎上考慮發電機和負荷頻率特性的潮流。與常規潮流不同，動態潮流考慮系統不平衡功率由所有具有調節能力的發電機和負荷共同承擔，計算結果更符合系統實際情況。考慮發電機組調速系統動態過程的動態潮流，主要模擬電力系統出現擾動后的一次調頻過程，能得到一次調頻過程中電網頻率的動態變化，及達到新的穩態運行點時的確定性潮流分布。

發明內容

本發明的目的在于提供一種考慮風電參與一次調頻的動態潮流分析方法。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種考慮風電參與一次調頻的動態潮流分析方法，包括以下步驟：

步驟1、進行擾動前的潮流計算，并計算不平衡功率；

步驟2、建立系統功率—頻率微分方程，采用歐拉法進行頻率計算，得到頻率變化值；

步驟3、修正常規發電機組、變速風電機組的輸出功率和負荷功率；

步驟4、進行潮流計算，修正網損，得到頻率變化后系統的確定性潮流分布。

本發明與現有技術相比，其顯著優點為：(1)本發明能夠有效地計算出風電參與一次調頻后系統的確定性潮流分布，對動態潮流的分析具有指導意義；(2)本發明針對系統功率—頻率微分方程，合理分配、修正常規發電機組、變速風電機組和負荷的功率，全面考慮風電參與一次調頻的動態潮流分析方法，有效地計算出頻率變化后系統的確定性潮流分布。

附圖說明

圖1為本發明考慮風電參與一次調頻的動態潮流分析方法的流程圖。

圖2為本發明方法中系統頻率變化圖。

具體實施方式

本發明考慮風電參與一次調頻的動態潮流分析方法，該方法考慮了系統功率—頻率微分方程，解決了傳統潮流斷面計算無法運用于實際動態潮流計算的問題。首先構建了變速風電機組一次調頻模型，并提出不平衡功率分段分配方法，最后采用歐拉法進行動態潮流的頻率計算，得到含風電一次調頻電力系統在擾動下的系統頻率連續變化過程及達到新的穩態運行點的確定性潮流分布。

結合圖1，本發明的一種考慮風電參與一次調頻的動態潮流分析方法，具體步驟如下：