[發明專利]一種確定系統頻率穩定性的方法及系統

在審

• 申請號: 202210986964.2
• 申請日: 2022-08-17
• 公開（公告）號: CN115333124A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 孫華東;陳錦輝;王寶財;趙兵;吳萍;郭強;安寧;黃東敏;程奕;樊明鑒
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/46
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 劉愛麗

1.一種確定系統頻率穩定性的方法，其特征在于，所述方法包括：

基于系統內發電機組的運行數據確定不平衡功率；

基于所述不平衡功率和預設功率啟動閾值確定擾動類型；

當所述擾動類型為發生階躍擾動時，分別確定穩態頻率偏差約束、暫態頻率偏差約束和發電機一次調頻限幅約束下系統可承受的最大擾動功率；

基于所述最大擾動功率和不平衡功率確定系統的穩定性。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于系統內發電機組的運行數據確定不平衡功率，包括：

，

其中,為不平衡功率；E_i為第i臺發電機的機端電壓；U_p為擾動點電壓；為第i臺發電機和擾動點間功角差；B_ip為第i臺發電機和擾動點間電導；為第i臺發電機和擾動點間功角差變化量；n為發電機的臺數。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述不平衡功率和預設功率啟動閾值確定擾動類型，包括：

若滿足＞且為定值，則確定擾動類型為發生階躍擾動；

若滿足＞且不為定值，則確定擾動類型為發生秒級斜坡擾動；

若滿足＜且＞，則確定擾動類型為發生分鐘級斜坡擾動；

其中，為不平衡功率；為預設功率啟動閾值，，k₁為分鐘級斜坡擾動的最大功率變化率，T為功率分配時間；為一次調頻限幅時系統產生的總頻率偏差，，，為發電機參與一次調頻后帶來的穩態頻率偏差，為發電機一次調頻死區頻率；為測量的當前時刻的頻率偏差值；h為發電機一次調頻容量占發電機開機容量的比值；K_G為發電機單位調節功率；P_GN為發電機開機容量。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述當所述擾動類型為發生階躍擾動時，分別確定穩態頻率偏差約束、暫態頻率偏差約束和發電機一次調頻限幅約束下系統可承受的最大擾動功率，包括：

利用如下方式確定穩態頻率偏差約束下系統可承受的最大擾動功率，包括：

，

利用如下方式確定暫態頻率偏差約束下系統可承受的最大擾動功率，包括：

，

利用如下方式確定發電機一次調頻限幅約束下系統可承受的最大擾動功率，包括：

，

，

，

，

其中，為穩態頻率偏差約束下系統可承受的最大擾動功率；為負荷單位調節功率；P_L0為擾動前負荷水平；為穩態頻率約束值；f_N為頻率基值；K_G為發電機單位調節功率，P_GN為發電機開機容量；為暫態頻率偏差約束下系統可承受的最大擾動功率；m為發電機一次調頻容量占發電機開機容量的比值；為發電機一次調頻限幅約束下系統可承受的最大擾動功率；為給定的最大頻率偏差約束；R為機組等值后的調速器調速增益；為系統基準容量；為阻尼比；為自然振蕩角頻率；α、為中間變量；t_m為系統頻率偏差最大值出現的時間；R、H、T_R和F_H分別為機組等值后的調速器調速增益、慣性時間常數、再熱器時間常數和高壓缸功率比例。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述最大擾動功率和不平衡功率確定系統的穩定性，包括：

若滿足＞min{,,}，則確定系統穩定性為不穩定，且擾動功率大小為；

若滿足≤min{,,}，則確定系統穩定性為穩定；

其中，為不平衡功率；為穩態頻率偏差約束下系統可承受的最大擾動功率；為暫態頻率偏差約束下系統可承受的最大擾動功率；為發電機一次調頻限幅約束下系統可承受的最大擾動功率。