[發明專利]考慮儲能慣量支撐的電力系統的頻率安全穩定判定方法

有效

• 申請號: 202210539820.2
• 申請日: 2022-05-17
• 公開（公告）號: CN114759584B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 謝宇崢;楊高才;侯彥若;章德;熊亞崎;周偉;周雨樺;張睿琪;蘇筱凡;秦曠
• 申請（專利權）人: 國網湖南省電力有限公司;國網湖南省電力有限公司經濟技術研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/38
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;米中業

本發明公開了一種考慮儲能慣量支撐的電力系統的頻率安全穩定判定方法，包括獲取增加儲能裝置前后待分析電網系統的參數；計算增加儲能裝置前后待分析電網系統的等值慣性時間常數；計算待分析電網系統在進行儲能虛擬慣量控制后的等值慣性時間常數；計算系統的等值慣性時間常數的臨界值；計算得到待分析電網系統的慣量支撐分析裕度和等值慣性時間常數的安全裕度并進行最終的電力系統的頻率安全穩定判定。本發明基于擾動發生時刻頻率變化率和儲能虛擬慣量控制，分析儲能接入高比例新能源系統后對系統慣量的支撐作用，并提出量化分析判定方法，進而分析系統頻率暫態響應過程中的安全性和穩定性；而且本發明方法的可靠性高、安全性好且客觀科學。

技術領域

本發明屬于電氣自動化領域，具體涉及一種考慮儲能慣量支撐的電力系統的頻率安全穩定判定方法。

背景技術

隨著經濟技術的發展和人們生活水平的提高，電能已經成為了人們生產和生活中必不可少的二次能源，給人們的生產和生活帶來了無盡的便利。因此，保障電能的穩定可靠供應，就成為了電力系統最重要的任務之一。

近幾年，隨著可再生能源的大規模并入電網，電力系統的安全穩定運行受到了極大的威脅。傳統電網中的同步發電機具有良好的慣性和阻尼特性，能夠通過慣性響應維持系統頻率穩定。大規模可再生能源接入不僅降低了系統的等效慣量，同時也給系統頻率的安全穩定帶來影響。

電網側儲能裝置主要面向電網調控運行；電網側儲能技術被廣泛用于補償可再生能源系統的虛擬慣量等環節，而且也大大地改善了可再生能源的運行特性。儲能裝置具有快速充放電的特性，而且配置靈活，對提升可再生能源發電的可控可調性具有重要作用。儲能裝置的快速響應能力和靈活的調控特性可彌補傳統調頻源的不足。儲能裝置輔助電網調頻可有效改善系統的調頻特性。

目前，雖然有文件對不同儲能裝置下的電網調頻效果進行了研究，但是并未針對系統頻率暫態響應過程中的安全性和穩定性進行分析和安全性判定，這也在一定程度上制約了儲能裝置的相關研究和應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可靠性高、安全性好且客觀科學的考慮儲能慣量支撐的電力系統的頻率安全穩定判定方法。

本發明提供的這種考慮儲能慣量支撐的電力系統的頻率安全穩定判定方法，包括如下步驟：

S1.獲取增加儲能裝置前和增加儲能裝置后待分析電網系統的參數；

S2.計算增加儲能裝置前和增加儲能裝置后，待分析電網系統的等值慣性時間常數；

S3.計算待分析電網系統在進行儲能虛擬慣量控制后的等值慣性時間常數；

S4.根據待分析電網系統的頻率變化率的最大值，計算得到系統的等值慣性時間常數的臨界值；

S5.根據步驟S2～S4的計算結果，計算得到待分析電網系統儲能系統對系統的慣量支撐分析裕度和待分析電網系統的等值慣性時間常數安全裕度；

S6.根據步驟S5計算得到的慣量裕度和安全裕度，進行最終的電力系統的頻率安全穩定判定。

步驟S2所述的計算增加儲能裝置前和增加儲能裝置后，待分析電網系統的等值慣性時間常數，具體包括如下步驟：

增加儲能裝置和考慮新能源接入前，采用如下算式計算待分析電網系統的等值慣性時間常數H_T：

式中N為待分析電網系統的常規機組數量；H_i,sys為第i臺機組為整個系統提供的等值慣性時間常數，且H_i為第i臺機組的慣性時間常數，S_i為第i臺機組的容量，S_sys為系統總裝機容量；

考慮新能源接入后，采用如下算式計算待分析電網系統的等值慣性時間常數H'_T：