[發(fā)明專(zhuān)利]電力系統(tǒng)功率擾動(dòng)后頻率安全性檢測(cè)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010172371.3
• 申請(qǐng)日: 2020-03-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111444596B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳磊;侯凱元;閔勇;夏德明;林恒先;邵廣惠;徐飛;李群;胡偉;王克非;王震宇;岳涵;劉洋;陰宏民
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司東北分部;清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/20
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/20;H02J3/00;G06F111/04
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 馬瑞

本發(fā)明實(shí)施例提供一種電力系統(tǒng)功率擾動(dòng)后頻率安全性檢測(cè)方法及裝置，所述方法包括：確定電力系統(tǒng)可能受到的功率擾動(dòng)值和電力系統(tǒng)的負(fù)荷頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)；根據(jù)電力系統(tǒng)所有并網(wǎng)運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)組慣量，確定電力系統(tǒng)的整體慣量；根據(jù)參與一次調(diào)頻的發(fā)電機(jī)組，確定發(fā)電機(jī)調(diào)速器和原動(dòng)機(jī)的傳遞函數(shù)；根據(jù)功率擾動(dòng)值、負(fù)荷頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)、整體慣量、發(fā)電機(jī)調(diào)速器和原動(dòng)機(jī)的傳遞函數(shù)，以及預(yù)設(shè)的功率判定約束條件，確定功率擾動(dòng)發(fā)生后電力系統(tǒng)的頻率偏差是否超過(guò)預(yù)設(shè)的頻率偏差閾值。本發(fā)明實(shí)施例提供的電力系統(tǒng)功率擾動(dòng)后頻率安全性檢測(cè)方法及裝置，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的頻率安全性，指導(dǎo)電網(wǎng)的運(yùn)行安排，為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供重要的技術(shù)保障。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電力系統(tǒng)功率擾動(dòng)后頻率安全性檢測(cè)方法及裝置。

背景技術(shù)

當(dāng)前，部分地區(qū)風(fēng)電資源豐富，當(dāng)?shù)責(zé)o法全部消納。且隨著特高壓直流輸電技術(shù)的發(fā)展，形成了包含高比例風(fēng)電且通過(guò)特高壓直流外送的電網(wǎng)。風(fēng)機(jī)通常通過(guò)電力電子器件接入電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子與電網(wǎng)解耦，導(dǎo)致系統(tǒng)慣量下降，且風(fēng)機(jī)通常沒(méi)有參與系統(tǒng)的調(diào)頻過(guò)程，二者共同導(dǎo)致電力系統(tǒng)的調(diào)頻能力降低；另一方面，特高壓直流輸電系統(tǒng)往往容量設(shè)計(jì)較大，一旦發(fā)生直流閉鎖等故障，將會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)巨大的功率沖擊。兩大方面因素疊加導(dǎo)致電網(wǎng)的頻率問(wèn)題凸顯。因此，需要一種判斷電力系統(tǒng)受到一定的功率擾動(dòng)后其頻率偏差是否越限的方法，來(lái)判斷某運(yùn)行狀態(tài)下電力系統(tǒng)的頻率安全性。

現(xiàn)有技術(shù)中，采用軟件仿真的方式模擬電力系統(tǒng)的頻率波動(dòng)。

但是，軟件模擬的方式不能實(shí)時(shí)地對(duì)電力系統(tǒng)的頻率進(jìn)行檢測(cè)，且僅能算出數(shù)值解，不能將頻率安全約束判定條件用電網(wǎng)參數(shù)解析的表示。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種電力系統(tǒng)功率擾動(dòng)后頻率安全性檢測(cè)方法及裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問(wèn)題。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種電力系統(tǒng)功率擾動(dòng)后頻率安全性檢測(cè)方法，包括：

確定電力系統(tǒng)可能受到的功率擾動(dòng)值和電力系統(tǒng)的負(fù)荷頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)；

根據(jù)電力系統(tǒng)所有并網(wǎng)運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)組慣量，確定電力系統(tǒng)的整體慣量；

根據(jù)參與一次調(diào)頻的發(fā)電機(jī)組，確定發(fā)電機(jī)調(diào)速器和原動(dòng)機(jī)的傳遞函數(shù)；

根據(jù)所述功率擾動(dòng)值、所述負(fù)荷頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)、所述整體慣量、所述發(fā)電機(jī)調(diào)速器和所述原動(dòng)機(jī)的傳遞函數(shù)，以及預(yù)設(shè)的功率判定約束條件，確定電力系統(tǒng)功率擾動(dòng)后的頻率偏差是否超過(guò)預(yù)設(shè)的頻率偏差閾值。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)電力系統(tǒng)所有并網(wǎng)運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)組慣量，確定電力系統(tǒng)的整體慣量，具體包括：

以電力系統(tǒng)所有并網(wǎng)運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)組慣量的和作為電力系統(tǒng)的整體慣量。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)參與一次調(diào)頻的發(fā)電機(jī)組，確定發(fā)電機(jī)調(diào)速器和原動(dòng)機(jī)的傳遞函數(shù)，具體包括：

利用一階慣性環(huán)節(jié)，對(duì)參與一次調(diào)頻的發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)調(diào)速器與原動(dòng)機(jī)系統(tǒng)階躍響應(yīng)進(jìn)行擬合，確定發(fā)電機(jī)調(diào)速器和原動(dòng)機(jī)的傳遞函數(shù)。

進(jìn)一步地，所述功率判定約束條件的公式如下：

其中，ΔP_OL0為電力系統(tǒng)可能受到的功率擾動(dòng)值，T_S為電力系統(tǒng)的整體慣量，n為參與一次調(diào)頻的發(fā)電機(jī)組的數(shù)量，k_Gi為發(fā)電機(jī)的功頻特性系數(shù)，T_Gi為調(diào)速器與原動(dòng)機(jī)的綜合時(shí)間常數(shù)，k_D為電力系統(tǒng)的負(fù)荷頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)，Δf_max為預(yù)設(shè)的頻率偏差閾值。

另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種電力系統(tǒng)功率擾動(dòng)后頻率安全性檢測(cè)裝置，包括：