[發明專利]基于臨界割集識別的儲能系統參與電網第二道防線緊急控制的方法

在審

• 申請號: 202211028798.1
• 申請日: 2022-08-25
• 公開（公告）號: CN115441435A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 孫培棟
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司南通供電分公司;國網江蘇省電力有限公司海安市供電分公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/32
• 代理公司: 南通市永通專利事務所(普通合伙) 32100
• 代理人: 葛雷

本發明公開了一種基于臨界割集識別的儲能系統參與電網第二道防線緊急控制的方法，包括改進綜合性指標的臨界割集辨識方法、儲能系統參與電網安全穩定緊急控制的機理分析、儲能系統參與電網安全穩定緊急控制的機理分析。本發明利用積分函數計算儲能退出運行時間，減少電池充放電次數，提高儲能系統運行效率。通過電力系統綜合仿真軟件進行仿真分析并計算不同措施下暫穩裕度指標，驗證所提理論的準確性以及良好的工程實用性。

技術領域

本發明涉及一種儲能系統參與電網第二道防線緊急控制的方法。

背景技術

當前，精準切負荷等控制資源已接近極限，受端電網應對大容量有功沖擊的手段極為匱乏，使得我國電網安全穩定運行面臨重大風險。特高壓交直流輸電是我國電網具有堅強的網架結構，但同時也面臨著更加復雜的安全穩定控制措施，在線預決策、實時匹配的緊急控制方案效果也日漸趨于飽和。因此實施“在線決策、實時控制”的暫態穩定緊急控制方案迫在眉睫。直流閉鎖、新能源集群脫網等多種故障場景均可能帶來巨大的功率缺額，將觸發穩控切負荷，甚至是低頻減載等電網第二、三道防線，存在較大切負荷風險。為確保電網安全穩定，必須對現有的安全防御體系ASC三道防線引入全新的控制手段。電化學儲能能夠根據網絡擾動主動響應，迅速對能量進行存儲釋放，提高電力系統事故后大容量有功沖擊下的穩定性，同時有效減少切機、切負荷量，提高能源利用率。目前，國內外針對儲能容量的優化配置、調峰、調頻、調壓、平抑新能源波動等應用場景下的場站級控制策略已開展大量研究。然而，仍缺乏將大規模儲能融入現有三道防線安全防御體系的總體構想，儲能集群在電網三道防線中應對大功率擾動的角色及措施還需深入研究。

發明內容

本發明的目的在于提供一種有效提高電網暫態穩定裕度，提高儲能系統工作效率的基于臨界割集識別的儲能系統參與電網第二道防線緊急控制的方法。

本發明的技術解決方案是：

一種基于臨界割集識別的儲能系統參與電網第二道防線緊急控制的方法，其特征是：

包括下述步驟：

1)改進綜合性指標的臨界割集辨識方法所述方法步驟為：

(1)對割集C_i規定一個參考方向，C_i⁺表示割集C_i中潮流方向為正的支路集合，同理C_i^-表示割集中潮流方向為負的支路集合；處于系統穩定平衡點(stable equilibriumpoint，SEP)的任意支路的支路角σ_k^s沿潮流正方向偏移量σ_k⁺定義如下：

式中，分別對應于系統UEP處沿正反方向的的支路角；系統在臨界割集處發生解列的原因在于脆弱支路的勢能小于故障后饋入系統的暫態能量，因此將支路勢能納入割集脆弱性指標；

(2)曲線P_σ為支路有功功率關于支路角σ_k的函數關系，直線P_σk^s為系統處于SEP時支路k流過有功功率：

式中，V_i，V_j為支路k兩側母線電壓幅值，x_k為支路k電抗，忽略支路電阻，陰影面積W_k⁺為沿支路有功潮流正方向的支路勢能，W_k^-為沿支路有功潮流反方向的支路勢能；

(3)同一割集有兩種角度解列模式，脆弱性指標分別為v_i⁺，v_i^-，割集脆弱指標v_i為二者最小值：