[發明專利]一種計及風功率波動的電力系統慣量需求評估的方法

在審

• 申請號: 202010155803.X
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111276973A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 李海峰;胥國毅;金濤;畢天姝;王凡
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司;華北電力大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/38;H02J3/46;H02J3/24
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;陳亮

本發明公開了一種計及風功率波動的電力系統慣量需求評估的方法，首先在典型頻率響應模型中，改變電力系統等效慣性時間常數得到不同的系統頻率響應曲線，分析系統頻率特性，獲得受電力系統慣量影響的頻率響應指標；結合風功率波動性，得到系統功率波動概率函數，并以此建立電力系統頻率響應綜合模型；以步驟1獲得的頻率響應指標作為約束條件，評估電力系統的慣量需求，進而評估高比例新能源系統需要風電提供的額外慣量需求。該方法在考慮風功率波動性的基礎上準確評估系統慣量需求，對于確保新能源的有效利用和系統的安全穩定運行具有重要意義。

技術領域

本發明涉及電力系統慣量需求評估技術領域，尤其涉及一種計及風功率波動的電力系統慣量需求評估的方法。

背景技術

隨著新能源接入電網的規模擴大，新能源機組替代同步機組，導致電力系統等效慣量減小，為消除風電機組無慣量響應能力引起的頻率快速變化，維持系統頻率穩定性，需要風電機組參與系統調頻。目前對于高比例新能源系統頻率穩定的研究主要側重于新能源參與系統調頻的控制策略開發，以充分挖掘風電機組的調頻能力，從而改善系統的頻率響應特性，而對于由新能源接入引起的額外慣量需求評估方面的研究尚有不足。如果能夠對含高比例風電系統慣量需求進行評估，獲得何種風電占比下需要風電機組參與調頻，以及需要風電機組提供的額外慣量大小，就能夠確保新能源的有效利用，對高比例新能源接入系統的安全穩定運行具有重要意義。

另外，由于并網風功率具有間歇性、波動性的特點，且難以準確預測會打破電網原有功率供需平衡，引起系統頻率波動甚至越限，危及電網安全運行。目前許多風電場實際的年平均發電量與預測值相差較大，一個重要原因就是風能預測精度問題，據統計我國風電預測省網級誤差約10％～25％，風電場誤差約10％～30％，因此如何基于頻率約束條件對電力系統的慣量需求進行準確評估，確定系統需要風電提供的額外慣量成為急需解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種計及風功率波動的電力系統慣量需求評估的方法，該方法在考慮風功率波動性的基礎上準確評估系統慣量需求，對于確保新能源的有效利用和系統的安全穩定運行具有重要意義。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種計及風功率波動的電力系統慣量需求評估的方法，所述方法包括：

步驟1、在典型頻率響應模型中，改變電力系統等效慣性時間常數得到不同的系統頻率響應曲線，分析系統頻率特性，獲得受電力系統慣量影響的頻率響應指標；

步驟2、結合風功率波動性，得到系統功率波動概率函數，并以此建立電力系統頻率響應綜合模型；

步驟3、以步驟1獲得的頻率響應指標作為約束條件，評估電力系統的慣量需求，進而評估高比例新能源系統需要風電提供的額外慣量需求。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，上述方法在考慮風功率波動性的基礎上準確評估系統慣量需求，對于確保新能源的有效利用和系統的安全穩定運行具有重要意義。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發明實施例提供的計及風功率波動的電力系統慣量需求評估的方法流程示意圖；

圖2為本發明實施例仿真使用的典型頻率響應模型示意圖；

圖3為本發明實施例所提供的頻率響應曲線示意圖；

圖4為本發明實施例所搭建的系統頻率響應模型的示意圖；

圖5為本發明所舉實例不同風電滲透率下的最大頻率偏差曲線示意圖；