CN104485670A - 孤立电网中电压敏感性工业负荷时变阻尼特性的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种孤立电网中电压敏感性工业负荷时变阻尼特性的控制方法，当系统功率扰动大于发电机组一次调频能力时启用本发明控制方法，包括：步骤1，获得稳态频率偏移量和稳态负荷阻尼系数；步骤2、获得暂态负荷阻尼系数和暂态负荷阻尼系数下最大频率偏移量对应的时刻；步骤3、获得负荷节点和发电机节点间的电压灵敏度系数；步骤4、根据稳态负荷阻尼系数、暂态负荷阻尼系数和电压灵敏度系数计算稳态负荷阻尼系数和暂态负荷阻尼系数对应的增益参数；步骤5，将引入频率偏差反馈的闭环控制励磁系统中参数 K 设为增益参数。本发明通过改变电解铝负荷的阻尼系数来改变系统的频率响应特性，从而提高孤立电网功率扰动下的频率稳定性。

Description

孤立电网中电压敏感性工业负荷时变阻尼特性的控制方法

技术领域

本发明属于负荷阻尼特性控制技术领域，尤其是涉及一种孤立电网中电压敏感性工业负荷时变阻尼特性的控制方法。

背景技术

传统大电网拥有众多火电机组，当受到功率扰动时，由于系统转动惯量大，且发电机组众多，系统能够通过传统的一次调频和二次调频响应功率扰动，维持系统的频率和电压在波动允许范围。此外，大电网负荷级差众多，因此可以选择容量合适的负荷快速切除，从而迅速消除不平衡功率。然而对于类似电解铝负荷这种高耗能产业，由于负荷结构级差单一，因此可供系统切除的负荷有限，仅仅依靠联切负荷的方式，难以完全消除由于系统的原件故障或者风功率扰动所引起的不平衡功率。孤立电网规模小、系统等效转动惯量小，因而在负荷功率波动下，系统频率过渡时间短。综上所述，对于负荷为类似电解铝这类的孤立电网，如果仅通过传统的频率控制手段无法保证系统的安全稳定运行，需要提出更加快速有效的控制方法来保证孤立电网的安全稳定运行。

类似于电解铝负荷这类电解类行业，工艺原理是直流电通入电解槽，使溶解于电解质中的氧化铝在槽内的阴\阳两极发生电化学反应。负荷几乎不受系统频率的影响，没有常规负荷的一次调频特性，但与负荷母线的电压具有强耦合关系。为了能充分挖掘孤立电网的调频能力，解决孤立电网调频手段不足的状况，需要研究快速有效的频率和电压协调控制方法。

根据低阶系统频率响应模型(SFR)可知，当系统中出现一定功率扰动时，不同负荷阻尼系数D下系统的频率响应也不同，见图1，其中D_K-steady＜D_K2＜D_K-transient＜D_k4，从图中可看出，负荷阻尼系数D越大，系统的频率最大偏移量越小；且频率偏移量最低点等于负荷阻尼系数D_K-steady对应的频率稳态值，若在频率跌落至最低点的时刻t_z前，将负荷阻尼系数设为D_K-transient，t_z时刻后负荷阻尼系数为D_K-steady，则理论上系统频率可由图中曲线2平稳地过渡到曲线4，从而抑制系统受到功率扰动后的频率波动，提高频率稳定性。传统电解铝负荷的阻尼系数常被认为定值，且等于零，但是若系统频率改变能引起系统电压和负荷的变化，则点解铝负荷的阻尼系数将不为零。

发明内容

本发明的目的在于提供一种孤立电网中电压敏感性工业负荷时变阻尼特性的控制方法，通过改变孤立电网中电压敏感性负荷的阻尼系数，从而减小系统扰动后的频率最大偏移，提高孤立电网频率稳定性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

孤立电网中电压敏感性工业负荷时变阻尼特性的控制方法，包括：

当系统功率扰动P_step大于发电机组一次调频能力ΔP_primary时，执行步骤：

步骤1，利用低阶系统频率响应等效模型获得出现功率扰动后，系统达到稳态时的稳态频率偏移量Δf_s和稳态负荷阻尼系数D_K-steady；

步骤2、将稳态频率偏移量Δf_s作为系统在暂态负荷阻尼系数下的最大频率偏移量，利用低阶系统频率响应等效模型获得系统的暂态负荷阻尼系数D_K-transient和暂态负荷阻尼系数D_K-transient下最大频率偏移量对应的时刻t_z；

步骤3、利用电压灵敏度分析法获得负荷节点和发电机节点间的电压灵敏度系数K_sens-j；

步骤4、令中D_k分别取稳态负荷阻尼系数D_K-steady和暂态负荷阻尼系数D_K-transient，获得稳态负荷阻尼系数和暂态负荷阻尼系数对应的增益参数K_j-steady和K_j-transient，ΔP_L/ΔV_L取2.4；

步骤5，t_z时刻前，将引入频率偏差反馈的闭环控制励磁系统中参数K设为K_j-transient；t_z时刻后，将引入频率偏差反馈的闭环控制励磁系统中参数K设为K_j-steady。

上述发电机组一次调频能力ΔP_primary为系统当前旋转备用容量P_res和发电机组一次调频最大出力ΔP_{G_MAX}中的较小值。

步骤1中，所述的稳态频率偏移量Δf_s采用下式获得：

$\mathrm{\Δ}{f}_s=\frac{R}{K_m}\mathrm{\Δ}{P}_{\mathrm{primary}}$

所述的稳态负荷阻尼系数D_K-steady采用下式获得：

$D_{K-\mathrm{steady}}=\frac{(P_{\mathrm{step}}-\mathrm{\Δ}{P}_{\mathrm{primary}})K_m}{\mathrm{R\Δ}{P}_{\mathrm{primary}}}$

其中，R为调速器下垂特性常数，K_m为机械功率增益系数，ΔP_primary为发电机组一次调频能力，P_step为系统功率扰动。

步骤2中，所述的暂态负荷阻尼系数D_K-transient采用下式获得：

所述的暂态负荷阻尼系数D_K-transient下最大频率偏移量对应的时刻t_z采用下式获得：

其中，K_m为机械功率增益系数，P_Step为系统的功率扰动，ΔP_primary为发电机组一次调频能力，R为调速器下垂特性常数。

步骤3中，所述的负荷节点和发电机节点间的电压灵敏度系数K_sens-j为：

$K_{\mathrm{sens}-j}=a_{\mathrm{ij}}=\frac{\∂V_i}{\∂Q_j}/\frac{\∂V_j}{\∂Q_j}$

其中，a_ij表示负荷节点i对发电机节点j的电压灵敏度系数，V_i和V_j分别为负荷节点i对发电机节点j的电压，Q_j为发电机节点j注入的无功功率。

当系统出现较大功率扰动时启用本发明控制方法，系统先在较大的暂态负荷阻尼系数情景下运行，在频率跌落至最低点时，改变负荷阻尼系数为较小的稳态负荷阻尼系数。在以牺牲负荷母线电压水平、减少铝负荷的有功功率为代价的稳定策略的基础上，通过负荷阻尼系数的改变，可显著有效地减少频率最大偏移量，提高系统的频率稳定性。

本发明基于引入频率偏差反馈的闭环控制励磁系统，根据在线实时计算结果改变电解铝负荷的阻尼系数，从而改变系统的频率响应特性，减小频率最大偏移，实现电网系统频率-电压的协调控制，提高孤立电网功率扰动下的频率稳定性。

和现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

1、能快速有效的调节负荷功率，通过实时地计算和控制电解铝负荷的阻尼特性，使之更好地参与到系统的频率调节中，减少系统频率向下跌落的最大偏移量，维持孤立电网的频率稳定。

2、通过在线计算和控制励磁反馈参数的大小，实现电解铝负荷的阻尼特性控制，并且可以连续调节铝负荷的有功功率，为解决高耗能整流负荷和火电机组联合运行的孤立电网中有功调节能力十分有限的问题提供了新思路，并且具有可行性。

附图说明

图1为不同负荷阻尼系数下系统频率响应曲线图；

图2为本发明时变负荷阻尼特性控制逻辑图；

图3为孤立电网系统网络的具体结构图；

图4为引入频率偏差反馈的闭环控制励磁系统的具体结构图；

图5为低阶系统频率响应(SFR)模型的等效框图；

图6是考虑发电机组一次调频限制的系统SFR模型等效框图；

图7是考虑励磁环节闭环控制的系统SFR模型等效框图；

图8是发电机G7在1.8s跳闸后系统的频率响应，其中曲线1为无负荷阻尼控制下的频率响应曲线，曲线2为1.9s引入负荷阻尼控制下的频率响应曲线，曲线3为1.9s引入时变负荷阻尼控制下的频率响应曲线；

图9是发电机G7在1.8s跳闸且在1.9s引入负荷阻尼控制后发电机机端电压曲线图；

图10是发电机G7在1.8s跳闸且在1.9s引入负荷阻尼控制后负荷母线电压曲线图；

图11(a)是发电机G7在1.8s跳闸且在1.9s引入负荷阻尼控制后剩余发电机所发出的总有功功率曲线图；

图11(b)是发电机G7在1.8s跳闸且在1.9s引入负荷阻尼控制后铝厂负荷消耗的有功功率曲线图；

图12是发电机G7在1.8s跳闸且在1.9s引入时变负荷阻尼控制后铝厂负荷所消耗的有功功率曲线图；

图13(a)为实际的风速曲线图；

图13(b)为风速波动下风电发出功率的曲线图；

图13(c)为风速波动下无负荷阻尼控制时的频率响应图；

图13(d)为风速波动下引入负荷阻尼控制后的频率响应图；

图13(e)为风速波动下引入负荷阻尼控制后铝厂负荷消耗的有功功率总和曲线图。

具体实施方式

本发明通过改变电压敏感性负荷的阻尼系数来减小系统扰动后的频率最大偏移，从而提高孤立电网频率稳定性。本发明基于可实现频率-电压协调控制的引入频率偏差反馈的闭环控制励磁系统，针对孤立电网有功调节能力不足的特点和整流负荷特殊的负荷特性，将没有常规一次调频特性的直流电解铝负荷的阻尼系数视为非零并且可在线改变的值。通过WAMS系统在线检测并计算系统故障后的一次调频能力，求出电压闭环控制中反馈增益参数的值，从而控制负荷阻尼系数的实时变化，改变系统的频率响应特性，减小频率最大偏移。经过RTDS仿真验证了本发明的有效性。

下面将结合附图和具体实施方式进一步说明本发明技术方案。

本发明方法的具体步骤如下：

步骤1，实时监测系统受到的功率扰动P_step和旋转备用容量P_res，并获得发电机组的一次调频能力ΔP_primary。

利用广域测量系统(WAMS)实时监测，即可获得系统的功率扰动P_step和旋转备用容量。

发电机组一次调频能力ΔP_primary受发电机组规定的一次调频最大出力ΔP_{G_MAX}和系统当前运行情况下的旋转备用容量P_res的限制，ΔP_{G_MAX}和P_res中较小值即发电机组的一次调频能力ΔP_primary，当机组组合方式确定时，ΔP_{G_MAX}为定值。一次调频能力ΔP_primary的计算式如下：

ΔP_primary＝min{ΔP_{G_MAX},P_res}  (1)

比较P_step和ΔP_primary大小，当P_step大于ΔP_primary时，采用本发明方法进行系统频率控制。

步骤2、利用低阶系统频率响应(SFR)等效模型计算出现功率扰动后，系统达到稳态时的稳态频率偏移量Δf_s和稳态负荷阻尼系数D_K-steady。

稳态频率偏移量Δf_s和稳态负荷阻尼系数D_K-steady的计算公式如下：

$\mathrm{\Δ}{f}_s=\frac{R}{K_m}\mathrm{\Δ}{P}_{\mathrm{primary}}---\left(2\right)$

$D_K=\frac{(P_{\mathrm{step}}-\mathrm{\Δ}{P}_{\mathrm{primary}})K_m}{\mathrm{R\Δ}{P}_{\mathrm{primary}}}---\left(3\right)$

式(2)～(3)中，R为调速器下垂特性常数，K_m为机械功率增益系数。

步骤3、基于SFR等效模型计算暂态负荷阻尼系数D_K-transient和暂态负荷阻尼系数D_K-transient下最大频率偏移量对应的时刻t_z。

具体实施方式如下：

系统发生扰动后，将稳态负荷阻尼系数D_K-steady下的稳态频率偏移量Δf_s视为暂态负荷阻尼系数D_K-transient下的最大频率偏移量，基于SFR等效模型即可计算暂态负荷阻尼系数D_K-transient，见公式(4)：

式(4)中，P_step为系统的功率扰动，ΔP_primary为发电机组的一次调频能力，R为调速器下垂特性常数。

t_z为暂态负荷阻尼系数D_K-transient下最大频率偏移量对应的时刻，其计算见式(5)。

式(4)～(5)中α、ω_n采用如下公式计算：

${\mathrm{\ω}}_n^2=\frac{\mathrm{DR}+K_m}{2{\mathrm{HRT}}_R}---\left(6\right)$

式(5)～(10)中，D为等效阻尼系数，R为系统的惯性时间常数，T_R为原动机再热时间常数，F_H为原动机高压缸做功比例。

步骤3和步骤4中采用的计算模型均为SFR等效模型中的计算公式，具体可参见文献《A Low-Order System Frequency Response Model》(P.M.Anderson and M.Mirheydar,“ALow-order System Frequency Response Model,”IEEE Trans.Power Syst.,vol.5,no.3,pp.720–729,Aug.1990.)。

步骤4、利用电压灵敏度分析法获得系统的电压灵敏度矩阵，从而获得反映负荷节点电压变化量和发电机极端电压变化量间的关系系数K_sens-j。

$K_{\mathrm{sens}-j}=a_{\mathrm{ij}}=\frac{\∂V_i}{\∂Q_j}/\frac{\∂V_j}{\∂Q_j}---\left(11\right)$

式(11)中，a_ij为电压灵敏度矩阵中第i行第j列元素，表示负荷节点i对发电机节点j的电压灵敏度系数，V_i和V_j分别为负荷节点i和发电机节点j的电压，Q_j为发电机节点j注入的无功功率。

步骤5、根据SFR等效模型获得各火电机组励磁系统频率偏差反馈环节的增益参数。

计算公式如下：

$\begin{array}{cc}{K}_j=\frac{D_k}{\left(\mathrm{\Δ}{P}_L\mathrm{\Δ}{V}_L\right)K_{\mathrm{sens}-j}}& (j=\mathrm{1,2}....8)\end{array}---\left(12\right)$

其中，ΔP_L/ΔV_L取固定值2.4，j表示发电机编号。

因此，令D_k分别为稳态负荷阻尼系数D_K-steady和和暂态负荷阻尼系数D_K-transient，即可分别获得稳态负荷阻尼系数D_K-steady和暂态负荷阻尼系数D_K-transient改变前后励磁系统频率偏差反馈环节的增益参数K_j-steady和K_j-transient。

基于引入频率偏差反馈的闭环控制励磁系统，通过在线实时计算稳态负荷阻尼系数D_K-steady和暂态负荷阻尼系数D_K-transient对应的增益参数K_j-steady和K_j-transient，t_z时刻前，将闭环控制励磁系统参数K设为D_K-transient；t_z时刻后，将闭环控制励磁系统参数K设为K_j-steady，即可完成系统频率的在线控制。

下面将结合本发明涉及的相关现有技术和实施例进一步说明本发明技术方案和技术效果。

一、引入频率偏差反馈的闭环控制励磁系统

图3为一种具体的孤立电网系统网络结构图，该孤立电网系统模型中发电机组励磁调节器模型见图4，即引入频率偏差反馈的闭环控制励磁系统模型。该闭环控制励磁系统模型中，为了在系统出现功率扰动后，更为有效地调节机端电压、改变负荷出力以平抑系统的功率缺额，在原有发电机励磁调节器的基础上，利用电力系统同步相量测量装置PMU(Phasor Measurement Unit)实时高精度的采集系统频率，将频率偏差量作为励磁调节器参考电压的正反馈，实现频率-电压实时闭环控制，消除系统存在的不平衡功率。

如图所示，频率偏差Δf被作为比例反馈的输入引入到了励磁调节器中的机端电压参考值。当系统中出现功率缺额时，系统频率下降，通过该反馈环节，发电机负荷节点电压会随之下降，从而导致负荷母线电压水平降低，负荷功率减少，直至系统达到新的平衡点。

二、基于低阶系统频率响应(SFR)等效模型的系统等效模型

低阶系统频率响应(SFR)模型一种被广泛用于简单电力系统扰动后频率响应特性分析的基本模型，其等效图见图5。本发明涉及系统为孤立电网系统，其火力发电机组原动力全部为再热汽轮机，故SFR模型适用于本系统分析。

根据该SFR模型可知，当系统中出现功率扰动P_step后，系统的频率响应特性可以表示为：

其中可根据式(14)计算得到：

考虑到发电机组一次调频能力的限制，孤立电网的SFR模型可以等效为图6。

电解铝负荷作为一种电压敏感性负荷，其有功功率与负荷电压的关系可以表示为：

ΔP_L＝f(ΔV_L)＝2.4ΔV_L  (15)

其中，ΔV_L为负荷母线电压的偏移量；ΔP_L是与之对应的负荷有功功率改变量。

电解铝负荷在有功功率降低至25％时仍可以连续运行4个小时，故可以适当调整铝负荷的电压、降低铝负荷的有功功率，从而平衡系统的功率扰动。同时，负荷母线电压的调节又可以通过改变发电机组机端电压来实现，如下式所示：

ΔV_L＝K_sens·ΔV_G  (16)

其中，ΔV_L为负荷母线电压改变量，ΔV_G为发电机端电压改变量，K_sens为二者的比例关系系数，其值可以利用电压灵敏度分析的方法求取，计算公式如下：

$K_{\mathrm{sens}-j}=a_{\mathrm{ij}}=\frac{\∂V_i}{\∂Q_j}/\frac{\∂V_j}{\∂Q_j}---\left(17\right)$

综上所述，并基于引入频率偏差反馈的闭环控制励磁系统，图7中系统的等效SFR模型可以进一步变化为图7。图7中D_k即为本发明所涉及的等效负荷阻尼系数。

三、时变负荷阻尼系数的计算方法

1、稳态阻尼系数的计算

由图7中的SFR等效模型可知，当系统中出现功率扰动P_step后，系统的稳态频率偏移可由下式计算：

$\mathrm{\Δ}{f}_s=\frac{R{P}_{\mathrm{step}}}{D_{k}R+K_m}---\left(18\right)$

考虑到充分利用发电机组的一次调频能力，应有：

$\mathrm{\Δ}{f}_s=\frac{R}{K_m}\mathrm{\Δ}{P}_{\mathrm{primary}}---\left(19\right)$

结合式(18)～(19)，稳态负荷阻尼系数D_K-steady计算公式为：

$D_{K-\mathrm{steady}}=\frac{(P_{\mathrm{step}}-\mathrm{\Δ}{P}_{\mathrm{primary}})K_m}{\mathrm{R\Δ}{P}_{\mathrm{primary}}}---\left(20\right)$

2、暂态阻尼系数的计算

根据SFR模型，系统出现功率扰动后的最大频率偏移Δf_max可由下式计算：

所以负荷阻尼系数D_K的计算如下：

令频率最大偏移Δf_max出现的时刻为t_Z。本发明提出的时变负荷阻尼控制方案中，当负荷阻尼系数为D_K-transient时，需要t_Z时刻的Δf_max可以达到负荷阻尼系数为D_K-transient时系统稳态频率偏移量Δf_s的大小，故D_K-transient可由下式计算：

3、负荷阻尼系数改变时刻的计算

根据本发明所述的控制方法，负荷阻尼系数由D_K-transient改变至D_K-steady的时刻即为系统频率跌落至最低点的时刻t_Z。

根据系统的频率响应表达式可知t_Z的计算式如下：

四、时变负荷阻尼系数控制方法有效性校验

1、场景一：大容量发电机组突然跳闸

在原来搭建的孤立电网系统模型的基础上对本发明提出的时变负荷阻尼系数控制方法进行仿真校验。正常运行方式下各发电机实际出力、备用容量以及一次调频能力如表1所示。

1.8秒时发生一个跳闸切机事故，切除额定功率为350MW的7号火电机组，7号火电机组事故前有功出力为243.2MW，事故后系统损失了243.2MW有功功率，与此同时，系统的一次调频容量也损失了35MW，此时系统的一次调频能力为145MW，孤立电网系统的不平衡功率为98.2MW，系统备用不足，由于此时电解铝负荷没有加入阻尼特性，D_k＝0，系统将会出现频率崩溃和电压崩溃事故，考虑事故后0.1秒加入本文提出的负荷阻尼特性控制方法，计算得D_k＝16.390，如表2所示。各发电机的励磁反馈系数K如表3所示。

表1 故障前各发电机稳态出力及其旋转备用

功率	G1	G2	G3	G4	G5	G6	G7	G8
									PG(MW)	69.5	69.5	104.2	104.2	208.4	208.4	243.2	243.2
Pres(MW)	30.5	30.5	45.8	45.8	91.6	91.6	106.8	106.8
									ΔPprimary(MW)	10.0	10.0	15.0	15.0	30.0	30.0	35.0	35.0

表2 负荷阻尼系数控制策略及仿真结果

表3 各发电机反馈系数K

ID	G1	G2	G3	G4	G5	G6	G8
								K	7.302	7.303	5.862	4.648	3.802	3.802	2.392

由图9-11可以看到，采取负荷阻尼特性控制方法后，各发电机机端电压及负荷母线电压迅速降低，负荷的有功需求由1393MW减少至了1294.2MW，从而消除了系统中的一部分不平衡功率，系统的频率最低跌落至49.434Hz,最终稳定在49.791Hz。

2、场景二：风电功率剧烈波动

为了验证在系统风电功率持续波动且发电机旋转备用不足时，本文提出的控制方法对于稳定系统频率的有效性，选取6号机组和8号机组检修、其他机组均运行在额定出力状态的工况，如图13(a)、(b)所示，风速在11.4m/s至15m/s之间持续波动，风电发出的功率也随之在300～400MW范围内大幅波动。

如果不采取负荷阻尼控制，此时系统没有备用容量，如此大幅度的风速波动将导致系统频率的崩溃，如图13(c)所示。而加入负荷阻尼控制后，如图13(d)、(e)所示，负荷有功的大小可以随着风电的波动而调节，系统频率能够稳定在安全范围内。

仿真结果验证了负荷阻尼特性控制方法有效性，尤其是时变的负荷阻尼特性控制方法的优越性，通过在线改变电解铝负荷的阻尼特性系数，实时地调节铝负荷的有功需求，有效地提高了事故后孤立电网的频率稳定性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.孤立电网中电压敏感性工业负荷时变阻尼特性的控制方法，其特征是：

当系统功率扰动P_step大于发电机组一次调频能力ΔP_primary时，执行步骤：

步骤1，利用低阶系统频率响应等效模型获得出现功率扰动后，系统达到稳态时的稳态频率偏移量Δf_s和稳态负荷阻尼系数D_K-steady；

步骤2、将稳态频率偏移量Δf_s作为系统在暂态负荷阻尼系数下的最大频率偏移量，利用低阶系统频率响应等效模型获得系统的暂态负荷阻尼系数D_K-transient和暂态负荷阻尼系数D_K-transient下最大频率偏移量对应的时刻t_z；

步骤3、利用电压灵敏度分析法获得负荷节点和发电机节点间的电压灵敏度系数K_sens-j；

步骤4、令中D_k分别取稳态负荷阻尼系数D_K-steady和暂态负荷阻尼系数D_K-transient，获得稳态负荷阻尼系数和暂态负荷阻尼系数对应的增益参数K_j-steady和K_j-transient，ΔP_L/ΔV_L取2.4；

步骤5，t_z时刻前，将引入频率偏差反馈的闭环控制励磁系统中参数K设为K_j-transient；t_z时刻后，将引入频率偏差反馈的闭环控制励磁系统中参数K设为K_j-steady。

2.如权利要求1所述的基于负荷阻尼特性的孤立电网系统频率控制方法，其特征是：

所述的发电机组一次调频能力ΔP_primary为系统当前旋转备用容量P_res和发电机组一次调频最大出力ΔP_{G_MAX}中的较小值。

3.如权利要求1所述的基于负荷阻尼特性的孤立电网系统频率控制方法，其特征是：

步骤1中，所述的稳态频率偏移量Δf_s采用下式获得：

${\mathrm{\Δf}}_s=\frac{R}{K_m}{\mathrm{\ΔP}}_{\mathrm{primary}}$

所述的稳态负荷阻尼系数D_K-steady采用下式获得：

$D_{K-\mathrm{steady}}=\frac{(P_{\mathrm{step}}-{\mathrm{\ΔP}}_{\mathrm{primary}})K_m}{{\mathrm{R\ΔP}}_{\mathrm{primary}}}$

其中，R为调速器下垂特性常数，K_m为机械功率增益系数，ΔP_primary为发电机组一次调频能力，P_step为系统功率扰动。

4.如权利要求1所述的基于负荷阻尼特性的孤立电网系统频率控制方法，其特征是：

步骤2中，所述的暂态负荷阻尼系数D_K-transient采用下式获得：

所述的暂态负荷阻尼系数D_K-transient下最大频率偏移量对应的时刻t_z采用下式获得：

其中，K_m为机械功率增益系数，P_Step为系统的功率扰动，ΔP_primary为发电机组一次调频能力，R为调速器下垂特性常数。

5.如权利要求1所述的基于负荷阻尼特性的孤立电网系统频率控制方法，其特征是：

步骤3中，所述的负荷节点和发电机节点间的电压灵敏度系数K_sens-j为：

$K_{\mathrm{sens}-j}=a_{\mathrm{ij}}=\frac{{\∂V}_i}{{\∂Q}_j}/\frac{{\∂V}_j}{{\∂Q}_j}$

其中，a_ij表示负荷节点i对发电机节点j的电压灵敏度系数，V_i和V_j分别为负荷节点i对发电机节点j的电压，Q_j为发电机节点j注入的无功功率。