CN108802489B - 计及新能源非频率因素出力变化的电网频率特性测试分析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种计及新能源非频率因素出力变化的电网频率特性测试分析方法，包括：A、选择新能源出力稳定，出力不受气象条件影响的时段和运行工况对电网频率特性进行试验测试进行测试；B、分类整理出在频率扰动过程中参与自动调频的新能源场站和不参与自动调频的新能源场站；C、对对实测数据进行记录；D、汇总累加后得到新能源场站总的非频率因素导致的出力变化过程p新(t)及变化量ΔP新；E、根据步骤D的分析计算结果，在电网频率静态/动态特性分析时进行修正。在对电网频率特性测试、监测及分析时，运用本发明可以提高测试分析结果的准确性，减小测试分析误差。也可使对电网频率特性的试验测试更简单、有效。

Description

计及新能源非频率因素出力变化的电网频率特性测试分析 方法
技术领域
本发明属于电力测试技术领域，特别涉及一种电网频率特性的测试及分析方法。
背景技术
电力系统频率特性(或电网频率特性)是指电力系统电压不变时，电力系统有功功率对频率的相关关系。电力系统频率特性包括频率静态特性和频率动态特性，又分为负荷频率特性和发电频率特性。频率静态特性指的是系统处于稳定状态下有功功率和频率的关系，它是并网发电侧频率特性、负荷频率特性的综合结果。相关特征量包括电网静态频率特性系数β、频率偏差系数B、频率响应系数K等。频率动态特性的分析通常包括反映电网有功扰动量与频率极值关系的频率极限特性系数βm、电网可耐受最大扰动功率(以电网频率不超过50±0.20Hz为限定条件)以及电网频率变化过程的分析。
不论是人为产生电网频率扰动的试验测试还是利用电网运行过程中发生的频率大波动过程进行的电网频率特性分析，传统的分析方法所使用的分析数据为：电网频率，电网突发扰动功率，所分析电网或控制区的联络线功率。譬如依据电力系统的频率静态特性系数的物理意义来分析计算电网静态频率特性系数β，即:电力系统发生的功率扰动量ΔP与其所发生的最大频率偏差Δf(为功率缺额前稳态频率与缺额后的稳态频率之差)的之比，可以用式(1)表示。
Figure BDA0001705136980000011
式中f1表示电网发生扰动后稳定时刻系统频率，f0表示电网发生扰动前系统频率。ΔP为电网功率扰动源在扰动前后的功率变化量。电网功率扰动源一般指：网内切机或切负荷、电网故障或人为操作引起的总送出或总接收有功功率的变化、以及试验过程中人为的增减机组出力等。
传统电网频率特性试验测试及监测分析方法中，对于在电网频率由扰动前的f0变化到f1过程中，均忽略了非电网频率变化因素导致的新能源出力变化的影响。随着电网新能源并网发电占比的日趋增大，而且目前绝大多数新能源场站尚不具备一次调频功能，电网频率扰动过程中的新能源出力的变化绝大多数情况下是由气象条件或设备本身造成的，与电网频率无关，其并不能反映电网频率的静态或动态性能。即便是今后并网发电的新能源场站具备了一次调频功能，在电网频率扰动过程中，新能源场站因气象条件等非频率因素导致的出力变化，仍占较大比重。不考虑其影响，对电网频率特性的测试、监测及分析势必带来测试结果较大的不确定性和测试分析误差。
发明内容
本发明的目的是提供一种计及新能源非频率因素出力变化的电网频率特性测试分析方法，以解决目前电网频率特性测试、监测及分析过程中，因忽略新能源场站出力变化(非频率因素导致的)而产生的不确定性和测试分析误差，提高测试分析结果的准确性，减小测试分析误差。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
计及新能源非频率因素出力变化的电网频率特性测试分析方法，包括：
A、选择新能源出力稳定，出力不受气象条件影响的时段和运行工况对电网频率特性进行试验测试进行测试；
对于并网出力不随电网频率变化的新能源场站，试验测试时采取限出力或定出力运行模式；对于并网出力随电网频率变化的新能源场站，试验测试时调整新能源电站出力，使其在电网频率扰动过程中，出力仅随电网频率变化；
B、无论是对电网频率特性进行试验测试还是电网在正常运行或事故状态下的频率扰动过程监测分析，均根据调频特性对并网新能源场站进行分析梳理，分类整理出在频率扰动过程中参与自动调频的新能源场站和不参与自动调频的新能源场站；并进一步详细分析具备一次调频功能以及有其他根据频率改变出力的新能源场站的控制和调节特性；
C、无论是对电网频率特性进行试验测试还是电网在正常运行或事故状态下的频率扰动过程监测分析，均对并网新能源场站并网出力变化过程中对场站实际发电功率，并网点频率、电站可用发电功率实测数据进行记录；
D、根据新能源场站的调频特性和步骤C的测试数据，分析计算各参试新能源场站在测试过程中非频率因素导致的出力变化；对于不参与调频的新能源场站，其功率变化均按非频率因素导致的出力变化计算；对于参与自动调频的新能源场站，根据场站实际发电功率与并网点频率、电站可用发电功率的相关性以及新能源场站的调频特性，确定场站实际发电功率中非频率因素导致的出力变化量；根据以上分析结果，汇总累加后得到新能源场站总的非频率因素导致的出力变化过程p新(t)及变化量ΔP新；
E、根据步骤D的分析计算结果，在电网频率静态特性分析时修正公式(1)中的ΔP为(ΔP-ΔP新)；在电网频率动态特性分析时，修正功率扰动源的扰动过程，将实测的扰动源的出力变化过程p扰(t)修正为p扰(t)-p新(t)；
其中，
Figure BDA0001705136980000031
式中，β电网静态频率特性系数，单位为：MW/0.1HZ；f1表示电网发生扰动后稳定时刻系统频率，f0表示电网发生扰动前系统频率。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
在对电网频率特性测试、监测及分析时，运用该发明可以提高测试分析结果的准确性，减小测试分析误差。也可使对电网频率特性的试验测试更简单、有效。
具体实施方式
下面对本发明作详尽的说明。
本发明提供一种计及新能源非频率因素出力变化的电网频率特性测试分析方法，具体包括：
A、若是对电网频率特性进行试验测试，本测试及分析方法强调在试验时段和新能源场站运行工况的选择上，应尽可能选择新能源出力相对稳定，出力不受气象条件影响的时段和运行工况。对于并网出力不随电网频率变化的新能源场站，试验测试时采取限出力或定出力运行模式。对于并网出力随电网频率变化的新能源场站，试验测试时宜调整新能源电站出力，使其在电网频率扰动过程中，出力仅随电网频率变化，尽可能减少非频率因素导致新能源出力变化。
B、无论是对电网频率特性进行试验测试还是电网在正常运行或事故状态下的频率扰动过程监测分析，均应根据调频特性对并网新能源场站进行分析梳理，分类整理出在频率扰动过程中参与自动调频的新能源场站和不参与自动调频的新能源场站。并进一步详细分析具备一次调频功能以及有其他根据频率改变出力的新能源场站的控制和调节特性。
C、无论是对电网频率特性进行试验测试还是电网在正常运行或事故状态下的频率扰动过程监测分析，本方法均强调对并网新能源场站并网出力变化过程中对场站实际发电功率，并网点频率、电站可用发电功率等实测数据的记录分析。
D、根据新能源场站的调频特性和步骤C的测试数据，分析计算各参试新能源场站在测试过程中非频率因素导致的出力变化。对于不参与调频的新能源场站，其功率变化均按非频率因素导致的出力变化计算；对于参与自动调频的新能源场站，根据场站实际发电功率与并网点频率、电站可用发电功率的相关性以及新能源场站的调频特性，确定场站实际发电功率中非频率因素导致的出力变化量。根据以上分析结果，汇总累加后得到新能源场站总的非频率因素导致的出力变化过程p新(t)及变化量ΔP新。
E、根据步骤D的分析计算结果，在电网频率静态特性分析时修正公式(1)中的ΔP为(ΔP-ΔP新)；在电网频率动态特性分析时，修正功率扰动源的扰动过程，即将实测的扰动源的出力变化过程p扰(t)修正为p扰(t)-p新(t)。

Claims (1)

1.计及新能源非频率因素出力变化的电网频率特性测试分析方法，其特征在于，包括：
A、选择新能源出力稳定，出力不受气象条件影响的时段和运行工况对电网频率特性进行试验测试；
对于并网出力不随电网频率变化的新能源场站，试验测试时采取限出力或定出力运行模式；对于并网出力随电网频率变化的新能源场站，试验测试时调整新能源电站出力，使其在电网频率扰动过程中，出力仅随电网频率变化；
B、无论是对电网频率特性进行试验测试还是电网在正常运行或事故状态下的频率扰动过程监测分析，均根据调频特性对并网新能源场站进行分析梳理，分类整理出在频率扰动过程中参与自动调频的新能源场站和不参与自动调频的新能源场站；并进一步详细分析具备一次调频功能以及有其他根据频率改变出力的新能源场站的控制和调节特性；
C、无论是对电网频率特性进行试验测试还是电网在正常运行或事故状态下的频率扰动过程监测分析，均对并网新能源场站并网出力变化过程中对场站实际发电功率，并网点频率、电站可用发电功率实测数据进行记录；
D、根据新能源场站的调频特性和步骤C的测试数据，分析计算各参试新能源场站在测试过程中非频率因素导致的出力变化；对于不参与调频的新能源场站，其功率变化均按非频率因素导致的出力变化计算；对于参与自动调频的新能源场站，根据场站实际发电功率与并网点频率、电站可用发电功率的相关性以及新能源场站的调频特性，确定场站实际发电功率中非频率因素导致的出力变化量；根据以上分析结果，汇总累加后得到新能源场站总的非频率因素导致的出力变化过程p新(t)及变化量ΔP新；
E、根据步骤D的分析计算结果，在电网频率静态特性分析时修正公式(1)中的ΔP为(ΔP-ΔP新)；在电网频率动态特性分析时，修正实测的电网功率扰动源的出力变化过程p扰(t)，将p扰(t)修正为p扰(t)-p新(t)；
Figure FDA0002571166790000021
式中，β电网静态频率特性系数，单位为：MW/0.1HZ；f1表示电网发生扰动后稳定时刻系统频率，f0表示电网发生扰动前系统频率，ΔP为电网功率扰动源在扰动前后的功率变化量；电网功率扰动源指：网内切机或切负荷、电网故障、人为操作引起的总送出或总接收有功功率的变化或试验过程中人为的增减机组出力。
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