[發明專利]一種基于數據驅動的互聯電力系統頻率響應模型辨識方法

在審

• 申請號: 202210835587.2
• 申請日: 2022-12-27
• 公開（公告）號: CN115693701A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 李劍鋒;郝曉光;王輝;馬瑞;李霞林;王洵陽;殷喆;楊春來
• 申請（專利權）人: 國網河北能源技術服務有限公司;國家電網有限公司;國網河北省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/46;G06F30/20;G06F119/02
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 黃敬霞

本發明公開了一種基于數據驅動的互聯電力系統頻率響應模型辨識方法，包括以下步驟：區域1頻率響應模型參數估計、區域2頻率響應模型參數估計以及構建兩區域系統等效頻率響應模型。本發明能夠在互聯電力系統結構復雜且參數未知時，通過在待辨識區域外施加功率擾動，在該區域聯絡線上獲取區域頻率和區域傳輸功率數據，根據頻率響應的分時間尺度特性分階段進行待辨識區域的頻率響應模型辨識，且本發明能夠在區域內各類型機組，水電機組和火電機組配置情況未知時，以一個二階環節等效區域等值機組的渦輪機動態，有效地解決了不同類型機組渦輪機動態相互耦合時難以獲取系統頻率響應模型的問題。

技術領域

本發明涉及一種電力系統頻率響應建模控制領域，具體是一種基于數據驅動的互聯電 力系統頻率響應模型辨識方法。

背景技術

電力系統頻率穩定是衡量電力系統安全穩定運行的重要指標。隨著現代電力系統呈現 多區域互聯特征，系統的頻率動態越發復雜，并且隨著大型水電站和抽水蓄能電站的建成， 水輪機的水錘效應將進一步惡化系統的頻率穩定性。所以有必要建立可靠的互聯電力系統 頻率響應模型，進而評估系統的頻率穩定性。

在現有工作中，往往將互聯系統中每個區域簡化為一臺等值同步機組，以構建系統的 等效頻率響應模型。當互聯系統內網絡結構復雜且參數未知時，無法通過參數聚合方法獲 得區域等值機組的聚合參數，有必要通過數據驅動的方式辨識系統頻率響應模型。所需辨 識的參數或環節有區域等效慣量、調速率與區域等效渦輪機動態。當系統內包含多種類型 同步機組，火電機組和水電機組時，還需要計及不同機組渦輪機動態的差異性。

對于區域等效慣量的估計，現有基于搖擺方程的多項式擬合方法，但估計精度受到擾 動功率量測和頻率變化率量測的影響。采用動態模式分解(DMD)算法提取機電振蕩過程 中的固有特性以估計機組的等效慣量，該方法需要量測區域內所有發電機頻率和電磁功 率，經濟性較差。基于機電振蕩響應的區域整體慣量估計方法，但系統受擾后的振蕩模態 較為復雜，該方法的可靠性值得討論，鮮有研究考慮區域內含多種類型發電機組時等效渦 輪機動態的辨識。所以，現有研究缺乏一種能夠合理表征復雜互聯電力系統頻率動態的數 據驅動型建模方法來解決區域結構復雜且區域內水、火電機組控制參數未知時，難以構建 系統頻率響應模型的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于數據驅動的互聯電力系統頻率響應模型辨識方法，以 解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于數據驅動的互聯電力系統頻率響應模型辨識方法，包括以下步驟：

步驟一：區域1頻率響應模型參數估計

(1)在區域1外施加功率擾動，并保持區域1內部不發生變化；

(2)就地量測聯絡線靠近區域1側的三相電壓電流，計算區域1傳輸至區域2的有功功率P_trans；

(3)利用鎖相環技術對上一步中獲得的三相電壓進行鎖相，獲得區域1等值同步機組頻率ω₁；

(4)獲得區域1傳輸至區域2的有功功率P_trans與區域1等值同步機組頻率ω₁后，即進行區域1頻率響應模型參數H₁、R₁、a_2,1、a_1,1、b_2,1、b_1,1的估計；