[發明專利]一種確定電網系統可承受的最大擾動功率的方法及系統

有效

• 申請號: 202210603071.5
• 申請日: 2022-05-31
• 公開（公告）號: CN114725939B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 孫華東;王寶財;李文鋒;趙兵;楊超;魏巍
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/24;G01R31/00
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 姜麗輝

本發明公開了一種確定電網系統可承受的最大擾動功率的方法及系統，包括：獲取電網系統的運行參數；基于所述運行參數確定電網系統在當前擾動功率下的臨界滲透率；基于所述臨界滲透率確定電網系統的系統頻率強度最小值；基于所述統頻率強度最小值確定電網系統能夠承受的最大擾動功率。本發明能夠準確地評估系統頻率穩定約束下的系統電力電子電源臨界滲透率，并基于臨界滲透率確定可承受的最大擾動功率，能夠為系統運行方式和開機安排提供指導，避免大功率擾動觸發第三道防線造成切機或切負荷等風險。

技術領域

本發明涉及電力系統技術領域，并且更具體地，涉及一種確定電網系統可承受的最大擾動功率的方法及系統。

背景技術

與傳統同步系統相比，高比例電力電子電源系統中大規模新能源接入替代了部分同步機組，新能源電力電子解耦特性及其最大功率跟蹤模式，使系統慣量水平逐漸相對減小且調頻能力相對減弱。加之特高壓大容量跨區直流輸電投入使用，阻斷了擾動下跨區慣量支撐及功率響應，嚴重惡化大擾動下系統頻率穩定性。

系統慣量相對減小使擾動下頻率特性發生巨大變化。一方面，慣量減小導致擾動下頻率變化率（rate of change of frequency，RoCoF）增大，增大分布式電源脫網風險的同時也威脅著常規機組安全運行。此外，較大RoCoF可能使同步機產生滑極現象，造成內部結構損壞。另一方面，慣量減小使頻率最低點進一步降低，觸發第三道防線低頻減載的可能性增大，嚴重情況將導致調速系統尚未動作頻率已經崩潰，或通過充足一次調頻調節也無法使頻率恢復。

為使擾動后RoCoF不超過分布式電源防孤島保護設定值造成其脫網和損壞同步機，以及頻率最大頻差不觸發第三道防線造成切機/切負荷，需要對電力電子電源接入比例進行約束和限制，并且由國內外幾次停電事故可以發現，頻率穩定逐漸成為制約臨界滲透率的主要因素。同時，為防止擾動下頻率指標觸發第三道防線，還需要對系統可承受的最大擾動功率進行約束和計算，使當前直流運行功率不超過系統可承受最大擾動功率。對于我國電網，最大擾動通常來自直流閉鎖，直流閉鎖將會導致嚴重的送端系統高頻和受端系統低頻問題，根據計算出的系統可承受最大擾動功率，安排直流運行功率和系統運行方式，保障系統安全穩定運行。

目前考慮頻率穩定的臨界滲透率研究大多基于時域仿真和復雜模型，缺少解析量化方法，并且尚未有文獻從慣量角度對臨界滲透率和可承受最大擾動功率進行分析和約束。因此，在考慮頻率安全穩定約束的前提下，如何確定系統臨界滲透率和可承受最大擾動功率是急需解決的問題。

發明內容

本發明提出一種確定電網系統可承受的最大擾動功率的方法及系統，以解決如何確定電網系統可承受的最大擾動功率的問題。

為了解決上述問題，根據本發明的一個方面，提供了一種確定電網系統可承受的最大擾動功率的方法，所述方法包括：

獲取電網系統的運行參數；

基于所述運行參數確定電網系統在當前擾動功率下的臨界滲透率；

基于所述臨界滲透率確定電網系統的系統頻率強度最小值；

基于所述系統頻率強度最小值確定電網系統能夠承受的最大擾動功率。

優選地，其中所述運行參數，包括：擾動前的系統頻率、最小頻率約束、故障發生時的擾動功率、故障發生時的擾動功率對應的頻率最低點偏差、當前運行狀態下的擾動功率和當前運行狀態下的滲透率。

優選地，其中所述基于所述運行參數確定電網系統在當前擾動功率下的臨界滲透率，包括：

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