[發明專利]最低轉動慣量約束下電網新能源極限接入規模仿真方法

在審

• 申請號: 202210344669.7
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114744671A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 汪辰;王斌;劉兵;袁鵬;趙雄光;李海波;蔣宗南;江坷滕;秦建茹
• 申請（專利權）人: 國家電網公司華中分部;清華四川能源互聯網研究院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/48;H02J3/24;G06F30/20;G06F113/04
• 代理公司: 成都時譽知識產權代理事務所(普通合伙) 51250
• 代理人: 李雙

本發明涉及最低轉動慣量約束下電網新能源極限接入規模仿真方法，屬于新能源高滲透型電網技術領域，現有技術通過分析慣量的定義和特性，對電力系統慣量的傳統評估方法進行改進，提高了慣量評估的精度，但沒有詳細分析在不影響系統頻率穩定情況下的新能源極限接入比例，對實際新能源接入電網過程中保證系統安全穩定運行的參考意義不大。鑒于此，本發明基于CloudPSS軟件對IEEE 39節點新英格蘭系統進行相應改進，使用無慣量光伏機組逐步按比例替換有慣量的同步發電機組，以系統慣量能夠維持頻率穩定為必要條件，最終確定電力系統無慣量新能源的最大滲透規模，為后續實際電力系統中最低轉動慣量約束下電網新能源極限滲透比例的測算提供實際支撐仿真計算方法。

技術領域

本發明屬于新能源高滲透型電網技術領域，具體涉及最低轉動慣量約束下電網新能源極限接入規模仿真方法。

背景技術

傳統能源的衰竭和全球氣候的惡化使得新能源裝機容量得到快速增長。由于高比例新能源的滲透，傳統電網的運行形態以及穩定機理發生顯著變化。以風光為代表的新能源發電機通過變流器并入電網，不具備同步發電機的慣性特性，從而降低了整個系統的慣量。目前現有研究大多基于頻率傳遞函數模型對新能源高滲透性系統的頻率變化趨勢進行分析，給出了評估新能源滲透率上限的方法。上述研究只是通過分析慣量的定義和特性，提出相應評估方法，然而并沒有在具體仿真大系統中進行實際新能源接入電網規模在最低轉動慣量條件下極限滲透比例的仿真與計算，無法對實際電力系統新能源滲透率上限值的界定起到實際支撐作用，缺乏參考價值。且對于新能源在以頻率穩定為必要條件的無慣量新能源最大滲透比例的計算以及研究幾乎為空白，亟待進行仿真計算出系統極限新能源滲透比例值。

現有技術通過分析慣量的定義和特性，對電力系統慣量的傳統評估方法進行改進，提高了慣量評估的精度，但沒有詳細分析在不影響系統頻率穩定情況下的新能源極限接入比例，對實際新能源接入電網過程中保證系統安全穩定運行的參考意義不大。

因此，現階段需設計最低轉動慣量約束下電網新能源極限接入規模仿真方法，來解決以上問題。

發明內容

本發明目的在于提供最低轉動慣量約束下電網新能源極限接入規模仿真方法，用于解決上述現有技術中存在的技術問題，現有技術通過分析慣量的定義和特性，對電力系統慣量的傳統評估方法進行改進，提高了慣量評估的精度，但沒有詳細分析在不影響系統頻率穩定情況下的新能源極限接入比例，對實際新能源接入電網過程中保證系統安全穩定運行的參考意義不大。鑒于此，本發明基于CloudPSS軟件對IEEE 39節點新英格蘭系統進行相應改進，使用無慣量光伏機組逐步按比例替換有慣量的同步發電機組，以系統慣量能夠維持頻率穩定為必要條件，最終確定電力系統無慣量新能源的最大滲透規模，為后續實際電力系統中最低轉動慣量約束下電網新能源極限滲透比例的測算提供實際支撐仿真計算方法。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：

最低轉動慣量約束下電網新能源極限接入規模仿真方法，包括以下步驟：

S1、基于CloudPSS軟件對IEEE 39節點新英格蘭系統進行相應改進，使用無慣量光伏機組逐步按比例替換有慣量的同步發電機組，以系統慣量能夠維持頻率穩定為必要條件，最終確定電力系統無慣量新能源的最大滲透規模，為后續實際電力系統中最低轉動慣量約束下電網新能源極限滲透比例的測算提供實際支撐仿真計算方法；

S2、對實際支撐仿真計算方法進行驗證。

進一步的，步驟S1具體如下：

S101、系統出現功率缺額時，慣量的變化可以由頻率變化率表示，因此通過觀察系統頻率的穩定狀態判斷系統慣量的變化，系統頻率處于臨界穩定時，系統的慣量值即為最低慣量需求值；