CN106849092A - 一种交直流电网扰动最大频率偏差的计算方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种交直流电网扰动最大频率偏差的计算方法及装置，涉及电网技术领域，解决了现有技术中，在进行系统暂态仿真计算时，需要大量详细的电网数据，才能计算出组团分区后电网频率的稳定水平，使得暂态仿真计算的周期较长的问题。该方法包括，获取暂态仿真模型在电网扰动后发电功率的偏差值P_UNB；获取负荷模型的电力负荷频率特性参数K以及负荷模型的总负荷量PL；获取频率限制控制器模型的限制参数P_HVDC；统计发电机组模型的一次调频功率输出值Q；根据P_UNB、K、P_L、P_HVDC以及Q，进行暂态仿真计算，得到最大频率偏差△f。本发明实施例用于交直流电网扰动最大频率偏差的计算。

Description

一种交直流电网扰动最大频率偏差的计算方法及装置

技术领域

本发明涉及电网技术领域，尤其涉及一种交直流电网扰动最大频率偏差的计算方法及装置。

背景技术

交直流大电网由于存在交直流相互影响、强直弱交等问题；为了改善这种问题：规划采用优化的受端电网结构和优化组团异步分区的方式，分区间采用直流互联；部分电网组团分区后，由于落入大容量直流，而大容量直流闭锁可能造成较大的功率缺失，影响局部电网频率稳定水平，特别是大电网系统最低频率过低会造成系统大面积低频减载，造成较大的损失和社会影响。

为了提升电网组团分区后电网频率稳定水平，在规划阶段可以采取配置足够合适类型的机组、装设合理容量的直流进行频率限制等措施；而为了保证规划方案的可行性，事先会根据规划方案的配置进行系统暂态仿真来确定电网组团分区后电网频率稳定水平，从而为规划阶段大致快速计算、工程前期简单评估、运行阶段的实时评估系统频率稳定水平等提供数据支持；然而，现有技术中，在进行交直流大电网交直流电网暂态仿真计算时，需要大量详细的电网数据，才能计算出组团分区后电网频率的稳定水平，使得暂态仿真计算的周期较长。

发明内容

本发明的实施例提供一种交直流电网扰动最大频率偏差的计算方法及装置，解决了现有技术中，在进行系统暂态仿真计算时，需要大量详细的电网数据，才能计算出组团分区后电网频率的稳定水平，使得暂态仿真计算的周期较长的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面、本发明的实施例提供一种交直流电网扰动最大频率偏差的计算方法，包括：

根据交直流电网建立暂态仿真模型，其中暂态仿真模型包括：负荷模型、频率限制控制器模型以及发电机组模型；

获取暂态仿真模型在电网扰动后发电功率的偏差值P_UNB；

获取负荷模型的电力负荷频率特性参数K以及负荷模型的总负荷量P_L；

获取频率限制控制器模型的限制参数P_HVDC；

统计发电机组模型的一次调频功率输出值Q；

根据发电功率的偏差值P_UNB、电力负荷频率特性参数K、负荷模型的总负荷量P_L、限制参数P_HVDC以及一次调频功率输出值Q，进行暂态仿真计算，得到交直流电网在电网扰动后的最大频率偏差△f。

优选的，

获取暂态仿真模型在电网扰动后发电功率的偏差值P_UNB，包括：

获取发电机组模型在电网扰动后的发电功率P1以及负荷模型在电网扰动后的消耗功率P2；

根据发电功率和消耗功率，构造偏差值计算公式，并计算发电功率的偏差值P_UNB；其中，偏差值计算公式包括：

P_UNB＝P1-P2。

优选的，限制参数包括增发功率参数或降低功率参数；

获取频率限制控制器模型根据发电功率的偏差值P_UNB生成的限制参数P_HVDC包括：

当发电功率的偏差值P_UNB大于等于零时，获取频率限制控制器模型生成的降低功率参数；

当发电功率的偏差值P_UNB小于零时，获取频率限制控制器模型生成的增发功率参数。

优选的，一次调频功率输出值Q为所有发电机组模型的一次调频功率输出值之和；

发电机组模型包含R个火电机组模型和/或M个水电机组模型和/或N个核电类型机组模型，其中，R为大于等于1的整数，M为大于等于1的整数，N为大于等于1的整数；

统计发电机组模型的一次调频功率输出值Q，包括：

获取第r个火电机组模型的开机容量P_C以及一次调频限制幅度平均系数K_Cr，其中r∈(1，R)，且r为整数；

根据第一调频功率输出计算公式，计算发电机组模型的一次调频功率输出值Q₁，其中，调频功率输出计算公式包括：

和/或

统计发电机组模型的一次调频功率输出值Q，包括：

获取第m个水电机组模型的开机容量P_Hm以及一次调频限制幅度平均系数K_Hm，其中m∈(1，M)；

根据第二调频功率输出计算公式，并计算发电机组模型的一次调频功率输出值Q₂，其中，调频功率输出计算公式包括：

和/或

统计交直流电网中发电机组模型的一次调频功率输出值Q，包括：

获取第n个核电类型机组模型的开机容量P_Mn以及一次调频限制幅度平均系数K_Mn，其中n∈(1，N)；

根据第三调频功率输出计算公式，并计算发电机组模型的一次调频功率输出值Q₃，其中，调频功率输出计算公式包括：

优选的，

根据发电功率的偏差值P_UNB、电力负荷频率特性参数K、负荷模型的总负荷量P_L、限制参数P_HVDC以及一次调频功率输出值Q，进行暂态仿真计算，确定交直流电网扰动后的最大频率偏差△f，包括：

根据发电功率的偏差值P_UNB、电力负荷频率特性参数K、负荷模型的总负荷量P_L、限制参数P_HVDC以及一次调频功率输出值Q，构造频差公式，计算交直流电网扰动后的最大频率偏差△f；其中，频差公式包括：

第二方面、本发明的实施例提供一种交直流电网扰动最大频率偏差的计算装置，包括：

建模单元，用于根据交直流电网建立暂态仿真模型，其中暂态仿真模型包括：负荷模型、频率限制控制器模型以及发电机组模型；

第一数据获取单元，用于获取建模单元建立的暂态仿真模型在电网扰动后发电功率的偏差值P_UNB；

第二数据获取单元，用于获取建模单元建立的负荷模型的电力负荷频率特性参数K以及负荷模型的总负荷量PL；

第三数据获取单元，用于获取建模单元建立的频率限制控制器模型的限制参数P_HVDC；

统计单元，用于统计建模单元建立的发电机组模型的一次调频功率输出值Q；

处理单元，用于根据第一数据获取单元获取的发电功率的偏差值P_UNB、第二数据获取单元获取的电力负荷频率特性参数K、第二数据获取单元获取的负荷模型的总负荷量P_L、第三数据获取单元获取的限制参数P_HVDC以及统计单元统计的一次调频功率输出值Q，进行暂态仿真计算，确定交直流电网扰动后的最大频率偏差△f。

优选的，

第一数据获取单元，具体用于获取建模单元建立的发电机组模型在电网扰动后的发电功率P1以及负荷模型在电网扰动后的消耗功率P2；根据发电功率和消耗功率，构造偏差值计算公式，并计算发电功率的偏差值P_UNB；其中，偏差值计算公式包括：

P_UNB＝P1-P2。

优选的，其特征在于，

限制参数包括增发功率参数或降低功率参数；

第三数据获取单元，具体用于当第一数据获取单元获取的发电功率的偏差值PUNB大于等于零时，获取建模单元建立的频率限制控制器模型生成的降低功率参数；

当第一数据获取单元获取的发电功率的偏差值PUNB小于零时，获取建模单元建立的频率限制控制器模型生成的增发功率参数。

优选的，一次调频功率输出值Q为所有发电机组模型的一次调频功率输出值之和；

发电机组模型包含R个火电机组和/或M个水电机组和/或N个核电类型机组，其中，R为大于等于1的整数，M为大于等于1的整数，N为大于等于1的整数；

统计单元，具体用于获取第r个火电机组模型的开机容量P_C以及一次调频限制幅度平均系数K_Cr，其中r∈(1，R)，且r为整数；

根据第一调频功率输出计算公式，并计算发电机组模型的一次调频功率输出值Q₁，其中，调频功率输出计算公式包括：

和/或

统计单元，具体用于获取第m个水电机组模型的开机容量P_Hm以及一次调频限制幅度平均系数K_Hm，其中m∈(1，M)；

根据第二调频功率输出计算公式，并计算发电机组模型的一次调频功率输出值Q₂，其中，调频功率输出计算公式包括：

和/或

统计单元，具体用于获取第n个核电类型机组模型的开机容量P_Mn以及一次调频限制幅度平均系数K_Mn，其中n∈(1，N)；

根据第二调频功率输出计算公式，并计算发电机组模型的一次调频功率输出值Q₃，其中，调频功率输出计算公式包括：

优选的，

处理单元，具体用于根据第一数据获取单元获取的发电功率的偏差值P_UNB、第二数据获取单元获取的电力负荷频率特性参数K、第二数据获取单元获取的负荷模型的总负荷量P_L、第三数据获取单元获取的限制参数P_HVDC以及统计单元统计的一次调频功率输出值Q，构造频差公式，计算交直流电网扰动后的最大频率偏差△f；其中，频差公式包括：

本发明实施例提供的交直流电网扰动最大频率偏差的计算方法及装置，仅根据发电功率的偏差值P_UNB、电力负荷频率特性参数K、负荷模型的总负荷量PL、限制参数P_HVDC以及一次调频功率输出值Q，可以对预设区域的交直流电网建立暂态仿真模型进行暂态仿真计算，无需详细的获取大量的电网数据，才能进行暂态仿真计算；从而缩短了暂态仿真计算的周期，并且可以较为准确的计算出交直流电网在电网扰动后的最大频率偏差△f，为规划阶段大致快速计算、工程前期简单评估、运行阶段的实时评估系统频率稳定水平等提供有力快速的数据支持，解决了现有技术中，在进行系统暂态仿真计算时，需要大量详细的电网数据，才能计算出组团分区后电网频率的稳定水平，使得暂态仿真计算的周期较长的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例提供的一种交直流电网扰动最大频率偏差的计算方法的流程图；

图2为本发明的实施例提供的一种交直流电网扰动最大频率偏差的计算方法的另一种流程图；

图3为本发明的实施例提供的一种交直流电网扰动最大频率偏差的计算装置的结构示意图；

图4为本发明的实施例提供的一种交直流电网扰动最大频率偏差的计算装置在实际的应用中的逻辑运行示意图。

附图标记：

交直流电网扰动最大频率偏差的计算装置-10；

建模单元-101；

第一数据获取单元-102；

第二数据获取单元-103；

第三数据获取单元-104；

统计单元-105；

处理单元-106。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一、本发明的实施例提供一种交直流电网扰动最大频率偏差的计算方法，如图1所示包括：

S101、根据交直流电网建立暂态仿真模型，其中暂态仿真模型包括：负荷模型、频率限制控制器模型以及发电机组模型。

S102、获取暂态仿真模型在电网扰动后发电功率的偏差值P_UNB。

S103、获取负荷模型的电力负荷频率特性参数K以及负荷模型的总负荷量P_L。

S104、获取频率限制控制器模型的限制参数P_HVDC。

S105、统计发电机组模型的一次调频功率输出值Q。

S106、根据发电功率的偏差值P_UNB、电力负荷频率特性参数K、负荷模型的总负荷量P_L、限制参数P_HVDC以及一次调频功率输出值Q，进行暂态仿真计算，得到交直流电网在电网扰动后的最大频率偏差△f。

本发明实施例提供的交直流电网扰动最大频率偏差的计算方法，仅根据发电功率的偏差值P_UNB、电力负荷频率特性参数K、负荷模型的总负荷量PL、限制参数P_HVDC以及一次调频功率输出值Q，可以对预设区域的交直流电网建立暂态仿真模型进行暂态仿真计算，无需详细的获取大量的电网数据，才能进行暂态仿真计算；从而缩短了暂态仿真计算的周期，并且可以较为准确的计算出交直流电网在电网扰动后的最大频率偏差△f，为规划阶段大致快速计算、工程前期简单评估、运行阶段的实时评估系统频率稳定水平等提供有力快速的数据支持，解决了现有技术中，在进行系统暂态仿真计算时，需要大量详细的电网数据，才能计算出组团分区后电网频率的稳定水平，使得暂态仿真计算的周期较长的问题。

实施例二、本发明的实施例提供一种交直流电网扰动最大频率偏差的计算方法，如图1所示包括：

S1010、根据交直流电网建立暂态仿真模型，其中暂态仿真模型包括：负荷模型、频率限制控制器模型以及发电机组模型。

需要说明的是，这里的在实际的应用中交直流电网指的是交直流大电网(其中，这里的交直流大电网是指国家的电力网，包含有发电厂、变电站、输电线路网、配电变压器和低压线路网，尤其是包含大容量直流输电的线路网)，这里建立暂态仿真模型是为了模拟交直流大电网在遇到大扰动时，模拟交直流大电网的稳定水平，从而为日后电网的部署、维护提供数据支撑；其中，这里的大扰动主要指的交直流大电网中各种短路故障、各种突然断线故障、断路器无故障跳闸、非同期并网(包括发电机非同期并列)、大型发电机失磁、大容量负荷突然启停等。

S1020、获取暂态仿真模型在电网扰动后发电功率的偏差值P_UNB。

优选的，

获取暂态仿真模型在电网扰动后发电功率的偏差值P_UNB，包括：

获取发电机组模型在电网扰动后的发电功率P1以及负荷模型在电网扰动后的消耗功率P2。

根据发电功率和消耗功率，构造偏差值计算公式，并计算发电功率的偏差值P_UNB；其中，偏差值计算公式包括：

P_UNB＝P1-P2。

需要说明的是，这里的发电功率的偏差值PUNB指的是暂态仿真模型中电机组模型与负荷模型功率的偏差，其中，偏差具体指的是发电功率的过剩量或者发电功率的缺额，单位为兆瓦，符号是MW；发电功率P1指的是发电机组功率，单位为兆瓦，符号是MW；消耗功率P2指的是负载功率，单位为兆瓦，符号是MW；示例性的，当发电机组发电功率1000MW，若负荷功率800MW，此时发电功率的偏差值PUNB等于200MW，表示此时发电功率的过剩量为200MW。

S1030、获取负荷模型的电力负荷频率特性参数K以及负荷模型的总负荷量P_L。

需要说明的是，在实际的应用中，负荷模型中负荷频率特性参数，指的是交直流大电网在大扰动后，同步交流系统中的频率变化1％引起负荷有功变化的百分比，例如交直流大电网在大扰动后，发电机组模型的频率变化1％引起负荷模型的有功变化1.8％，则K取1.8；负荷模型的总负荷量P_L表示负载的总消耗功率，单位为兆瓦，符号是MW。

S1040、获取频率限制控制器模型的限制参数P_HVDC。

需要说明的是，在实际的应用中限制参数P_HVDC是由频率限制控制器模型根据所述发电功率的偏差值P_UNB生成的限制参数P_HVDC。

优选的，限制参数包括增发功率参数或降低功率参数；

获取频率限制控制器模型根据发电功率的偏差值P_UNB生成的限制参数P_HVDC包括：

当发电功率的偏差值P_UNB大于等于零时，获取频率限制控制器模型生成的降低功率参数；

当发电功率的偏差值P_UNB小于零时，获取频率限制控制器模型生成的增发功率参数。

需要说明的是，这里的频率限制控制器模型包含频率限制控制器(英文全称：frequency limit controller，简称：FLC)，其中，限制参数是指直流FLC功率P_HVDC，其中直流FLC功率P_HVDC可以为事先计算或指定得到的，单位为兆瓦，符号是MW。

S1050、统计发电机组的一次调频功率输出值Q。

需要说明的是，一次调频功率输出值Q的单位为兆瓦，符号是MW。

S1060、根据发电功率的偏差值P_UNB、电力负荷频率特性参数K、负荷模型的总负荷量P_L、限制参数P_HVDC以及一次调频功率输出值Q，构造频差公式，计算交直流电网扰动后的最大频率偏差△f；其中，频差公式包括：

某系统丰期小方式下，不考虑系统低频减载，该区某回5000MW直流双极闭锁后，损失有功4780MW(P_UNB)，需要全部通过东区负荷(东区负荷P_L共30802MW)自身的频率响应和机组调速响应来重新平衡。

根据该同步系统所有机组统计，估计最低点时所有机组增加出力1110MW(Q)，负荷模型中频率变化1％引起负荷有功变化1.8％(K＝1.8)。

若该同步系统其他直流FLC不动作，则P_HVDC为0，则交直流电网扰动后的最大频率偏差△f＝(50Hz×(4780-0-1110))÷(30802×1.8)＝3.31Hz；该计算结果与暂态仿真结果十分近似。

若该同步系统其他直流FLC动作，比如P_HVDC为1500MW，则交直流电网扰动后的最大频率偏差△f＝(50Hz×(4780-1500-1110))÷(30802×1.8)＝1.96Hz；该计算结果也与暂态仿真结果十分近似。

需要说明的是，在实际的应用中利用频差公式计算时，若发电机组模型包含的火电机组模型和/或水电机组模型和/或核电类型机组模型的数量较少时，可以逐个模型进行计算统计；若发电机组模型包含的火电机组模型和/或水电机组模型和/或核电类型机组模型的数量较多时，但是要求计算交直流电网扰动后的最大频率偏差的精度要求不高时，可以按照发电机组模型包含的机组模型估计一次调频限制幅度平均系数。

优选的，一次调频功率输出值Q为所有发电机组模型的一次调频功率输出值之和。

发电机组模型包含R个火电机组模型和/或M个水电机组模型和/或N个核电类型机组模型，其中，R为大于等于1的整数，M为大于等于1的整数，N为大于等于1的整数。

统计发电机组模型的一次调频功率输出值Q，包括：

获取第r个火电机组模型的开机容量P_C以及一次调频限制幅度平均系数K_Cr，其中r∈(1，R)，且r为整数。

根据第一调频功率输出计算公式，计算发电机组模型的一次调频功率输出值Q₁，其中，调频功率输出计算公式包括：

和/或

统计发电机组模型的一次调频功率输出值Q，包括：

获取第m个水电机组模型的开机容量P_Hm以及一次调频限制幅度平均系数K_Hm，其中m∈(1，M)。

根据第二调频功率输出计算公式，并计算发电机组模型的一次调频功率输出值Q₂，其中，调频功率输出计算公式包括：

和/或

统计交直流电网中发电机组模型的一次调频功率输出值Q，包括：

获取第n个核电类型机组模型的开机容量P_Mn以及一次调频限制幅度平均系数K_Mn，其中n∈(1，N)。

根据第三调频功率输出计算公式，并计算发电机组模型的一次调频功率输出值Q₃，其中，调频功率输出计算公式包括：

需要说明的是，这里的一次调频(英文全称：Primary Frequency Control/Primary Frequency Modulation/Primary Frequency Regulation，简称：PFR)不是指只进行调频一次，而是指由发电机组调速系统的频率特性所固有的能力，随频率变化而自动进行频率调整；限制幅度是指，发电机组调速系统在进行频率调整时，超出当前频率的百分比；示例性的，一次调频限制幅度平均系数K表示发电机组在系统最低频率时一次调频调用的功率与发电机组总功率的比值，表征发电机组平均一次调频限制幅度系数。

这里的火电机组模型的开机容量是指：火电机组模型在单位时间内能够产生的电能的大小；水电机组模型的开机容量是指：水电机组模型在单位时间内能够产生的电能的大小；核电类型机组模型的开机容量是指：核电类型机组模型在单位时间内能够产生的电能的大小，其中，开机容量P的单位为：兆瓦(英文全称：Megawatt，简称：MW)

示例性的，当发电机组模型包含R个火电机组模型、M个水电机组模型以及N个核电类型机组模型时，一次调频功率输出值

交直流电网扰动后的最大频率偏差

本发明实施例提供的交直流电网扰动最大频率偏差的计算方法，仅根据发电功率的偏差值P_UNB、电力负荷频率特性参数K、负荷模型的总负荷量PL、限制参数P_HVDC以及一次调频功率输出值Q，可以对预设区域的交直流电网建立暂态仿真模型进行暂态仿真计算，无需详细的获取大量的电网数据，才能进行暂态仿真计算；从而缩短了暂态仿真计算的周期，并且可以较为准确的计算出交直流电网在电网扰动后的最大频率偏差△f，为规划阶段大致快速计算、工程前期简单评估、运行阶段的实时评估系统频率稳定水平等提供有力快速的数据支持，解决了现有技术中，在进行系统暂态仿真计算时，需要大量详细的电网数据，才能计算出组团分区后电网频率的稳定水平，使得暂态仿真计算的周期较长的问题。

实施例三、本发明的实施例提供一种交直流电网扰动最大频率偏差的计算装置10，如图3所示包括：

建模单元101，用于根据交直流电网建立暂态仿真模型，其中暂态仿真模型包括：负荷模型、频率限制控制器模型以及发电机组模型。

第一数据获取单元102，用于获取建模单元101建立的暂态仿真模型在电网扰动后发电功率的偏差值P_UNB。

第二数据获取单元103，用于获取建模单元101建立的负荷模型的电力负荷频率特性参数K以及负荷模型的总负荷量PL。

第三数据获取单元104，用于获取建模单元101建立的频率限制控制器模型的限制参数P_HVDC。

统计单元105，用于统计建模单元101建立的发电机组模型的一次调频功率输出值Q。

处理单元106，用于根据第一数据获取单元102获取的发电功率的偏差值P_UNB、第二数据获取单元103获取的电力负荷频率特性参数K、第二数据获取单元103获取的负荷模型的总负荷量P_L、第三数据获取单元104获取的限制参数P_HVDC以及统计单元105统计的一次调频功率输出值Q，进行暂态仿真计算，确定交直流电网扰动后的最大频率偏差△f。

本发明实施例提供的交直流电网扰动最大频率偏差的计算装置，仅根据发电功率的偏差值P_UNB、电力负荷频率特性参数K、负荷模型的总负荷量PL、限制参数P_HVDC以及一次调频功率输出值Q，可以对预设区域的交直流电网建立暂态仿真模型进行暂态仿真计算，无需详细的获取大量的电网数据，才能进行暂态仿真计算；从而缩短了暂态仿真计算的周期，并且可以较为准确的计算出交直流电网在电网扰动后的最大频率偏差△f，为规划阶段大致快速计算、工程前期简单评估、运行阶段的实时评估系统频率稳定水平等提供有力快速的数据支持，解决了现有技术中，在进行系统暂态仿真计算时，需要大量详细的电网数据，才能计算出组团分区后电网频率的稳定水平，使得暂态仿真计算的周期较长的问题。

实施例四、本发明的实施例提供一种交直流电网扰动最大频率偏差的计算装置10，如图3和图4所示包括：

建模单元101，用于根据交直流电网建立暂态仿真模型，其中暂态仿真模型包括：负荷模型、频率限制控制器模型以及发电机组模型。

第一数据获取单元102，用于获取建模单元101建立的暂态仿真模型在电网扰动后发电功率的偏差值P_UNB。

优选的，

第一数据获取单元，具体用于获取建模单元建立的发电机组模型在电网扰动后的发电功率P1以及负荷模型在电网扰动后的消耗功率P2；根据发电功率和消耗功率，构造偏差值计算公式，并计算发电功率的偏差值P_UNB；其中，偏差值计算公式包括：

P_UNB＝P1-P2。

第二数据获取单元103，用于获取建模单元101建立的负荷模型的电力负荷频率特性参数K以及负荷模型的总负荷量PL。

第三数据获取单元104，用于获取建模单元101建立的频率限制控制器模型的限制参数P_HVDC。

优选的，其特征在于，

限制参数包括增发功率参数或降低功率参数。

第三数据获取单元，具体用于当第一数据获取单元获取的发电功率的偏差值PUNB大于等于零时，获取建模单元建立的频率限制控制器模型生成的降低功率参数。

当第一数据获取单元获取的发电功率的偏差值PUNB小于零时，获取建模单元建立的频率限制控制器模型生成的增发功率参数。

统计单元105，用于统计建模单元101建立的发电机组模型的一次调频功率输出值Q。

处理单元106，用于根据第一数据获取单元102获取的发电功率的偏差值P_UNB、第二数据获取单元103获取的电力负荷频率特性参数K、第二数据获取单元103获取的负荷模型的总负荷量P_L、第三数据获取单元104获取的限制参数P_HVDC以及统计单元105统计的一次调频功率输出值Q，进行暂态仿真计算，确定交直流电网扰动后的最大频率偏差△f。

需要说明的是，在实际的应用中当有功不平衡扰动较大时，交直流大电网达到最高或最低频率时，一般的发电机组基本都触发一次调频限幅，而直流等电力电子设备动作非常快，基本上频率限制控制(FLC)早已经动作完成，因此直流等设备的功率变化可以直接抵扣一部分有功扰动。

优选的，一次调频功率输出值Q为所有发电机组模型的一次调频功率输出值之和。

发电机组模型包含R个火电机组和/或M个水电机组和/或N个核电类型机组，其中，R为大于等于1的整数，M为大于等于1的整数，N为大于等于1的整数。

统计单元，具体用于获取第r个火电机组模型的开机容量P_C以及一次调频限制幅度平均系数K_Cr，其中r∈(1，R)，且r为整数。

根据第一调频功率输出计算公式，并计算发电机组模型的一次调频功率输出值Q₁，其中，调频功率输出计算公式包括：

和/或

统计单元，具体用于获取第m个水电机组模型的开机容量P_Hm以及一次调频限制幅度平均系数K_Hm，其中m∈(1，M)。

根据第二调频功率输出计算公式，并计算发电机组模型的一次调频功率输出值Q₂，其中，调频功率输出计算公式包括：

和/或

统计单元，具体用于获取第n个核电类型机组模型的开机容量P_Mn以及一次调频限制幅度平均系数K_Mn，其中n∈(1，N)。

根据第二调频功率输出计算公式，并计算发电机组模型的一次调频功率输出值Q₃，其中，调频功率输出计算公式包括：

优选的，

处理单元，具体用于根据第一数据获取单元获取的发电功率的偏差值P_UNB、第二数据获取单元获取的电力负荷频率特性参数K、第二数据获取单元获取的负荷模型的总负荷量P_L、第三数据获取单元获取的限制参数P_HVDC以及统计单元统计的一次调频功率输出值Q，构造频差公式，计算交直流电网扰动后的最大频率偏差△f；其中，频差公式包括：

需要说明的是，在实际的应用中需要根据不同类型、不同容量机组确定一次调频限幅。一般根据电网规程规定不同容量火电机组有不同的一次调频限制幅度，例如200MW及以下的火电机组，平均一次调频机组额定负荷的±10％；200～500MW的火电机组，限制幅度不小于机组额定负荷的±8％；500MW及以上的火电机组，限制幅度不小于机组额定负荷的±6％；额定负荷运行的火电机组，应参与一次调频，增负荷方向最大调频负荷增量幅度不小于3％额定负荷。水电机组参与一次调频的负荷变化幅度原则上不应加以限制，但实际运行中也有限制，比如±5％～±6％或±10％。核电机组目前一般不参与一次调频，但是部分能够参与的，也可以具体统计一次调频限幅。对于风电、光伏等大规模接入的系统，需要根据具体风电、光伏特性进行具体分析。

示例性的，在实际应用中统计同步交流系统中各类机组的开机容量，区分火电、水电、核电类型机组。

统计火电不同容量范围的开机容量，如200MW及以下的火电机组开机容量P_C1，一次调频限制幅度平均系数K_C1；200～500MW的火电机组开机容量P_C2，一次调频限制幅度平均系数K_C2；以此类推，计算火电机组总的一次调频功率输出∑P_ci×K_ci。另外，若计算低频，应单独统计额定负荷运行的火电机组开机容量P_CF，和额定负荷运行的火电机组一次调频限制幅度平均系数K_CF。

同上，统计水电机组不同类型的开机容量P_Hj和一次调频限制幅度平均系数K_Hj，计算水电机组总的一次调频功率输出∑P_Hj×K_Hj；统计核电机组不同类型的开机容量P_NK和一次调频限制幅度平均系数K_NK，计算核电机组总的一次调频功率输出∑P_NK×K_NK。

因此，交直流大电网大扰动后的最大频率偏差：

本发明实施例提供的交直流电网扰动最大频率偏差的计算装置，仅根据发电功率的偏差值P_UNB、电力负荷频率特性参数K、负荷模型的总负荷量PL、限制参数P_HVDC以及一次调频功率输出值Q，可以对预设区域的交直流电网建立暂态仿真模型进行暂态仿真计算，无需详细的获取大量的电网数据，才能进行暂态仿真计算；从而缩短了暂态仿真计算的周期，并且可以较为准确的计算出交直流电网在电网扰动后的最大频率偏差△f，为规划阶段大致快速计算、工程前期简单评估、运行阶段的实时评估系统频率稳定水平等提供有力快速的数据支持，解决了现有技术中，在进行系统暂态仿真计算时，需要大量详细的电网数据，才能计算出组团分区后电网频率的稳定水平，使得暂态仿真计算的周期较长的问题。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种交直流电网扰动最大频率偏差的计算方法，其特征在于，包括：

根据交直流电网建立暂态仿真模型，其中所述暂态仿真模型包括：负荷模型、频率限制控制器模型以及发电机组模型；

获取所述暂态仿真模型在电网扰动后发电功率的偏差值P_UNB；

获取所述负荷模型的电力负荷频率特性参数K以及负荷模型的总负荷量P_L；

获取所述频率限制控制器模型的限制参数P_HVDC；

统计所述发电机组模型的一次调频功率输出值Q；

根据所述发电功率的偏差值P_UNB、所述电力负荷频率特性参数K、所述负荷模型的总负荷量P_L、所述限制参数P_HVDC以及所述一次调频功率输出值Q，进行暂态仿真计算，得到所述交直流电网在电网扰动后的最大频率偏差△f。

2.根据权利要求1所述的交直流电网扰动最大频率偏差的计算方法，其特征在于，

所述获取所述暂态仿真模型在电网扰动后发电功率的偏差值P_UNB，包括：

获取所述发电机组模型在电网扰动后的发电功率P1以及所述负荷模型在电网扰动后的消耗功率P2；

根据所述发电功率和所述消耗功率，构造偏差值计算公式，并计算所述发电功率的偏差值P_UNB；其中，所述偏差值计算公式包括：

P_UNB＝P1-P2。

3.根据权利要求1所述的交直流电网扰动最大频率偏差的计算方法，其特征在于，所述限制参数包括增发功率参数或降低功率参数；

所述获取所述频率限制控制器模型根据所述发电功率的偏差值P_UNB生成的限制参数P_HVDC包括：

当所述发电功率的偏差值P_UNB大于等于零时，获取所述频率限制控制器模型生成的降低功率参数；

当所述发电功率的偏差值P_UNB小于零时，获取所述频率限制控制器模型生成的增发功率参数。

4.根据权利要求1所述的交直流电网扰动最大频率偏差的计算方法，其特征在于，所述一次调频功率输出值Q为所有发电机组模型的一次调频功率输出值之和；

所述发电机组模型包含R个火电机组模型和/或M个水电机组模型和/或N个核电类型机组模型，其中，R为大于等于1的整数，M为大于等于1的整数，N为大于等于1的整数；

所述统计所述发电机组模型的一次调频功率输出值Q，包括：

获取所述第r个火电机组模型的开机容量P_C以及一次调频限制幅度平均系数K_Cr，其中r∈(1，R)，且r为整数；

根据第一调频功率输出计算公式，计算所述发电机组模型的一次调频功率输出值Q₁，其中，所述调频功率输出计算公式包括：

$Q_1=\underset{1}{\overset{R}{\Σ}}{P}_{Cr}*K_{Cr},r\∈(1,R);$

和/或

所述统计所述发电机组模型的一次调频功率输出值Q，包括：

获取所述第m个水电机组模型的开机容量P_Hm以及一次调频限制幅度平均系数K_Hm，其中m∈(1，M)；

根据第二调频功率输出计算公式，并计算所述发电机组模型的一次调频功率输出值Q₂，其中，所述调频功率输出计算公式包括：

$Q_2=\underset{1}{\overset{M}{\Σ}}{P}_{Hm}*K_{Hm},m\∈(1,M);$

和/或

所述统计所述交直流电网中发电机组模型的一次调频功率输出值Q，包括：

获取所述第n个核电类型机组模型的开机容量P_Mn以及一次调频限制幅度平均系数K_Mn，其中n∈(1，N)；

根据第三调频功率输出计算公式，并计算所述发电机组模型的一次调频功率输出值Q₃，其中，所述调频功率输出计算公式包括：

$Q_3=\underset{1}{\overset{N}{\Σ}}{P}_{Mn}*K_{Mn},n\∈(1,N).$

5.根据权利要求1所述的交直流电网扰动最大频率偏差的计算方法，其特征在于，

所述根据所述发电功率的偏差值P_UNB、所述电力负荷频率特性参数K、所述负荷模型的总负荷量P_L、所述限制参数P_HVDC以及所述一次调频功率输出值Q，进行暂态仿真计算，确定所述交直流电网扰动后的最大频率偏差△f，包括：

根据所述发电功率的偏差值P_UNB、所述电力负荷频率特性参数K、所述负荷模型的总负荷量P_L、所述限制参数P_HVDC以及所述一次调频功率输出值Q，构造频差公式，计算所述交直流电网扰动后的最大频率偏差△f；其中，所述频差公式包括：

$\mathrm{\Δ}f=\frac{50\×(P_{UNB}-P_{HVDC}-Q)}{K\×P_L}.$

6.一种交直流电网扰动最大频率偏差的计算装置，其特征在于，包括：

建模单元，用于根据交直流电网建立暂态仿真模型，其中所述暂态仿真模型包括：负荷模型、频率限制控制器模型以及发电机组模型；

第一数据获取单元，用于获取所述建模单元建立的所述暂态仿真模型在电网扰动后发电功率的偏差值P_UNB；

第二数据获取单元，用于获取所述建模单元建立的所述负荷模型的电力负荷频率特性参数K以及负荷模型的总负荷量PL；

第三数据获取单元，用于获取所述建模单元建立的所述频率限制控制器模型的限制参数P_HVDC；

统计单元，用于统计所述建模单元建立的所述发电机组模型的一次调频功率输出值Q；

处理单元，用于根据所述第一数据获取单元获取的所述发电功率的偏差值P_UNB、所述第二数据获取单元获取的所述电力负荷频率特性参数K、所述第二数据获取单元获取的所述负荷模型的总负荷量P_L、所述第三数据获取单元获取的所述限制参数P_HVDC以及所述统计单元统计的所述一次调频功率输出值Q，进行暂态仿真计算，确定所述交直流电网扰动后的最大频率偏差△f。

7.根据权利要求6所述的交直流电网扰动最大频率偏差的计算装置，其特征在于，

第一数据获取单元，具体用于获取所述建模单元建立的所述发电机组模型在电网扰动后的发电功率P1以及所述负荷模型在电网扰动后的消耗功率P2；根据所述发电功率和所述消耗功率，构造偏差值计算公式，并计算所述发电功率的偏差值P_UNB；其中，所述偏差值计算公式包括：

P_UNB＝P1-P2。

8.根据权利要求6所述的交直流电网扰动最大频率偏差的计算装置，其特征在于，

所述限制参数包括增发功率参数或降低功率参数；

所述第三数据获取单元，具体用于当所述第一数据获取单元获取的所述发电功率的偏差值PUNB大于等于零时，获取所述建模单元建立的所述频率限制控制器模型生成的降低功率参数；

当所述第一数据获取单元获取的所述发电功率的偏差值PUNB小于零时，获取所述建模单元建立的所述频率限制控制器模型生成的增发功率参数。

9.根据权利要求6所述的交直流电网扰动最大频率偏差的计算装置，其特征在于，所述一次调频功率输出值Q为所有发电机组模型的一次调频功率输出值之和；

所述发电机组模型包含R个火电机组和/或M个水电机组和/或N个核电类型机组，其中，R为大于等于1的整数，M为大于等于1的整数，N为大于等于1的整数；

所述统计单元，具体用于获取所述第r个火电机组模型的开机容量P_C以及一次调频限制幅度平均系数K_Cr，其中r∈(1，R)，且r为整数；

根据第一调频功率输出计算公式，并计算所述发电机组模型的一次调频功率输出值Q₁，其中，所述调频功率输出计算公式包括：

$Q_1=\underset{1}{\overset{R}{\Σ}}{P}_{Cr}*K_{Cr},r\∈(1,R);$

和/或

所述统计单元，具体用于获取所述第m个水电机组模型的开机容量P_Hm以及一次调频限制幅度平均系数K_Hm，其中m∈(1，M)；

根据第二调频功率输出计算公式，并计算所述发电机组模型的一次调频功率输出值Q₂，其中，所述调频功率输出计算公式包括：

$Q_2=\underset{1}{\overset{M}{\Σ}}{P}_{Hm}*K_{Hm},m\∈(1,M);$

和/或

所述统计单元，具体用于获取所述第n个核电类型机组模型的开机容量P_Mn以及一次调频限制幅度平均系数K_Mn，其中n∈(1，N)；

根据第二调频功率输出计算公式，并计算所述发电机组模型的一次调频功率输出值Q₃，其中，所述调频功率输出计算公式包括：

$Q_3=\underset{1}{\overset{N}{\Σ}}{P}_{Mn}*K_{Mn},n\∈(1,N).$

10.根据权利要求6所述的交直流电网扰动最大频率偏差的计算装置，其特征在于，

所述处理单元，具体用于根据所述第一数据获取单元获取的所述发电功率的偏差值P_UNB、所述第二数据获取单元获取的所述电力负荷频率特性参数K、所述第二数据获取单元获取的所述负荷模型的总负荷量P_L、所述第三数据获取单元获取的所述限制参数P_HVDC以及所述统计单元统计的所述一次调频功率输出值Q，构造频差公式，计算所述交直流电网扰动后的最大频率偏差△f；其中，所述频差公式包括：

$\mathrm{\Δ}f=\frac{50\×(P_{UNB}-P_{HVDC}-Q)}{K\×P_L}.$