[發明專利]一種評估電網慣性的方法和系統

有效

• 申請號: 202011049126.X
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112421650B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 馮靜;宋墩文;馬世英;李柏青;唐震;陳勇;劉濤;杜三恩;蘇志達;劉道偉;許鵬飛;楊學濤;宋新立;王毅;吳國楊;李錚;位士全
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國網山西省電力公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/48;H02J3/06
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 劉海蓉

本發明提供一種評估電網慣性的方法和系統。所述方法和系統基于實際電網或者基于通過實際電網建立的電網潮流模型和電網穩定模型，并采集電網發生故障的初始時刻和經過設置時間后的時刻的頻率，電網發生故障的初始時刻的全部有功負荷，電網節點損失的有功負荷或者電源有功變化量中的一個，以及電網額定頻率，全部發電機的額定容量，發電機的額定角速度計算電網視在慣性時間常數，電網視在轉動慣量和考慮負荷頻率特性的電網發電機轉動慣量。本發明所述方法和系統對電網實際表現出的慣性特征進行了定量評估，有助于深入理解電網慣性特征，從而促進電網的頻率穩定。

技術領域

本發明涉及電力系統頻率穩定領域,并且更具體地，涉及一種評估電網慣性的方法和系統。

背景技術

隨著新能源接入電網的比例越來越高，電網轉動慣量呈下降趨勢。電網轉動慣量能夠減少電網頻率變化的速度。隨著轉動慣量的降低，負荷波動或者故障帶來的擾動可能會造成電網頻率在短時間內快速突破安全限值，頻率振蕩或者波動更加劇烈和頻繁。當前，對于轉動慣量的理解認為全網轉動慣量即是發電機轉動慣量之和，并未計及負荷對于電網慣性的影響。

發明內容

為了解決現有技術中對于轉動慣量的評估只考慮發電機，而未計及負荷的技術問題，本發明提供一種考慮負荷頻率特性評估電網慣性的方法，所述方法包括：

采集電網發生故障的初始時刻t₀的頻率f₀，有功變化量△p和電網中全部有功負荷之和p₀，并采集故障發生后t₁時刻的頻率f₁電網，其中，所述發生故障的電網在擾動下不失穩，且逐漸過度到穩定狀態，所述電網有功變化量是電網發生故障的初始時刻t₀節點損失的有功負荷或者電源有功變化量；

基于故障初始時刻t₀，故障發生后時刻t₁，頻率f₀，頻率f₁，電網有功變化量△p，電網額定頻率f_N，電網全部發電機的額定容量之和S_B計算用于描述電網視在慣性水平的電網視在慣性時間常數T_JS；

基于電網視在慣性時間常數T_JS，電網全部發電機的額定容量之和S_B和發電機的額定角速度Ω₀計算電網視在轉動慣量J_S；

基于預先設置的電網發生故障時負荷頻率變化百分數引起的有功變化百分數L_DP，電網有功變化量△p，故障初始時刻t₀，電網中全部有功負荷之和p₀，故障發生后時刻t₁，頻率f₀，頻率f₁，電網額定頻率f_N和發電機的額定角速度Ω₀計算考慮負荷頻率特性的電網發電機轉動慣量J_G；

根據所述電網視在慣性時間常數T_JS，電網視在轉動慣量J_S和考慮負荷頻率特性的電網發電機轉動慣量J_G評估實際電網的慣性，并輸出評估結果。

進一步地，所述方法在采集電網發生故障的初始時刻t₀的頻率f₀之前還包括基于實際電網建立電網潮流模型和電網穩定模型，所述電網潮流模型和電網穩定模型用于采集電網運行中的數據，其中，所述電網潮流模型包括線路、變壓器、無功補償、電源和負荷，所述電網穩定模型包括線路、變壓器、發電機、調整系統、勵磁系統、原動機系統和負荷模型，所述負荷模型采用考慮頻率特性的靜態負荷模型。