CN109462233B - 面向大功率缺失的电网频率安全程度划分方法及装置 - Google Patents

面向大功率缺失的电网频率安全程度划分方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109462233B
CN109462233B CN201811406133.3A CN201811406133A CN109462233B CN 109462233 B CN109462233 B CN 109462233B CN 201811406133 A CN201811406133 A CN 201811406133A CN 109462233 B CN109462233 B CN 109462233B
Authority
CN
China
Prior art keywords
frequency
power
power grid
quasi
safety degree
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811406133.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109462233A (zh
Inventor
李晓萌
饶宇飞
刘阳
赵华
王骅
高昆
高泽
田春笋
晋萃萃
李卫东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian University of Technology
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Henan Electric Power Co Ltd
Original Assignee
Dalian University of Technology
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Henan Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian University of Technology, State Grid Corp of China SGCC, Electric Power Research Institute of State Grid Henan Electric Power Co Ltd filed Critical Dalian University of Technology
Priority to CN201811406133.3A priority Critical patent/CN109462233B/zh
Publication of CN109462233A publication Critical patent/CN109462233A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109462233B publication Critical patent/CN109462233B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明公开了面向大功率缺失的电网频率安全程度划分方法及装置，确定电力系统的暂态频率最低点的变化量与准稳态频率的变化量之间的映射关系，得到比值系数；计算电网发生扰动后系统的准稳态频率的变化量；利用比值系数与准稳态频率的变化量，计算系统的暂态频率最低点；比较发生扰动后系统的暂态频率最低点与功率阈值之间的关系，进行电网频率安全程度划分。本发明对于特定系统，在发生扰动后，系统暂态频率最低点与准稳态频率具有近似比值关系，可依据系统准稳态频率近似估算系统暂态频率最低点，进而确定系统的频率安全程度；具有普适性，可针对具体电网调整系统频率分级原则与分级数目，从而确定电网频率响应紧急程度。

Description

面向大功率缺失的电网频率安全程度划分方法及装置
技术领域
本发明涉及电力技术领域，尤其涉及面向大功率缺失的电网频率安全程度划分方法及装置。
背景技术
随我国电网特高压交直流混联电网逐渐成型、新能源大规模并网，以及节能环保等国家政策要求的提高，我国电网转动惯量减小、一次调频能力减弱，且容量较小的火电机组已逐渐被大容量火电、核电机组所代替，这些转变共同使得我国电网面临的大功率缺失故障风险显著增加。
专利CN108631301A公开了一种考虑多种快速频率响应资源的安全裕度划分方法，具体步骤为：S1：建立考虑多种调频资源的快速频率响应系统模型：S2：根据S1中建立的快速频率响应系统模型，计算在电力系统发生一次扰动后频率下降达到的最低点频率以及频率下降达到的最低点的时间；S3：设计考虑多种快速频率响应资源的安全裕度划分方案。本发明提出了另一种方法。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供面向大功率缺失的电网频率安全程度划分方法及装置，旨在解决我国电网面临的大功率缺失故障风险显著增加的问题。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
一种面向大功率缺失的电网频率安全程度划分方法，包括：
映射步骤，确定电力系统的暂态频率最低点的变化量与准稳态频率的变化量之间的映射关系，得到比值系数；
第一计算步骤，计算电网发生扰动后系统的准稳态频率的变化量；
第二计算步骤，利用比值系数与准稳态频率的变化量，计算系统的暂态频率最低点；
划分步骤，比较发生扰动后系统的暂态频率最低点与功率阈值之间的关系，进行电网频率安全程度划分。
在上述实施例的基础上，优选的，所述映射步骤，具体为：
利用SFR模型分析电网频率动态过程，确定电力系统暂态频率最低点的变化量△fC与准稳态频率的变化量△fB之间的映射关系；
在阶跃扰动Pstep下，暂态频率最低点fC的变化量△fC为：
Figure BDA0001877397060000021
式中，R为调差系数；Pstep＝Pm-Pe；Pm为汽轮机机械功率的标幺值；Pe为发电机组电磁功率的标幺值；FH为高压缸功率系数；TR为再热时间常数；H为惯性时间常数；D为负荷阻尼系数；Km为机械功率增益因子；
Figure BDA0001877397060000022
Figure BDA0001877397060000023
Figure BDA0001877397060000024
Figure BDA0001877397060000025
Figure BDA0001877397060000026
准稳态频率fB的变化量△fB为：
Figure BDA0001877397060000027
则暂态频率最低点的变化量△fC与准稳态频率的变化量△fB的比值系数λCB为：
Figure BDA0001877397060000028
在上述实施例的基础上，优选的，所述第一计算步骤，具体为：
通过分析电网频率影响因素，在扰动发生后，系统有功平衡满足关系式：
Figure BDA0001877397060000031
其中，
Headroomj＝Pjmax-Pj；
ΔPL为功率缺失量；NG为在线机组总数；j为正整数，且j≤NG；Rj为第j台机组调差率；ΔfB为系统当前准稳态频率；Headroomj为第j台机组上调裕量；Pjmax为第j台机组最大输出功率；Pj为第j台机组实际输出功率；
计算电网发生扰动后系统的准稳态频率的变化量△fB为：
Figure BDA0001877397060000032
在上述实施例的基础上，优选的，所述第二计算步骤，具体为：
利用比值系数λCB与准稳态频率的变化量△fB，计算系统的暂态频率最低点fC为：
fC＝fA-λCB·ΔfB
其中，fA为系统的初始运行频率。
在上述实施例的基础上，优选的，所述划分步骤，具体为：
比较发生扰动后系统的暂态频率最低点fC与功率阈值之间的关系，进行电网频率安全程度划分；
如果49.80<fC≤49.90，则划定电网频率安全程度为1级；
如果49.70<fC≤49.80，则划定电网频率安全程度为2级；
如果49.60<fC≤49.70，则划定电网频率安全程度为3级；
如果49.50<fC≤49.60，则划定电网频率安全程度为4级。
一种面向大功率缺失的电网频率安全程度划分装置，包括：
映射模块，用于确定电力系统的暂态频率最低点的变化量与准稳态频率的变化量之间的映射关系，得到比值系数；
第一计算模块，用于计算电网发生扰动后系统的准稳态频率的变化量；
第二计算模块，用于利用比值系数与准稳态频率的变化量，计算系统的暂态频率最低点；
划分模块，用于比较发生扰动后系统的暂态频率最低点与功率阈值之间的关系，进行电网频率安全程度划分。
在上述实施例的基础上，优选的，所述映射模块用于：
利用SFR模型分析电网频率动态过程，确定电力系统暂态频率最低点的变化量△fC与准稳态频率的变化量△fB之间的映射关系；
在阶跃扰动Pstep下，暂态频率最低点fC的变化量△fC为：
Figure BDA0001877397060000041
式中，R为调差系数；Pstep＝Pm-Pe；Pm为汽轮机机械功率的标幺值；Pe为发电机组电磁功率的标幺值；FH为高压缸功率系数；TR为再热时间常数；H为惯性时间常数；D为负荷阻尼系数；Km为机械功率增益因子；
Figure BDA0001877397060000042
Figure BDA0001877397060000043
Figure BDA0001877397060000044
Figure BDA0001877397060000045
Figure BDA0001877397060000046
准稳态频率fB的变化量△fB为：
Figure BDA0001877397060000047
则暂态频率最低点的变化量△fC与准稳态频率的变化量△fB的比值系数λCB为：
Figure BDA0001877397060000048
在上述实施例的基础上，优选的，所述第一计算模块用于：
通过分析电网频率影响因素，在扰动发生后，系统有功平衡满足关系式：
Figure BDA0001877397060000051
其中，
Headroomj＝Pjmax-Pj；
ΔPL为功率缺失量；NG为在线机组总数；j为正整数，且j≤NG；Rj为第j台机组调差率；ΔfB为系统当前准稳态频率；Headroomj为第j台机组上调裕量；Pjmax为第j台机组最大输出功率；Pj为第j台机组实际输出功率；
计算电网发生扰动后系统的准稳态频率的变化量△fB为：
Figure BDA0001877397060000052
在上述实施例的基础上，优选的，所述第二计算模块用于：
利用比值系数λCB与准稳态频率的变化量△fB，计算系统的暂态频率最低点fC为：
fC＝fA-λCB·ΔfB
其中，fA为系统的初始运行频率。
在上述实施例的基础上，优选的，所述划分模块用于：
比较发生扰动后系统的暂态频率最低点fC与功率阈值之间的关系，进行电网频率安全程度划分；
如果49.80<fC≤49.90，则划定电网频率安全程度为1级；
如果49.70<fC≤49.80，则划定电网频率安全程度为2级；
如果49.60<fC≤49.70，则划定电网频率安全程度为3级；
如果49.50<fC≤49.60，则划定电网频率安全程度为4级。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明公开了面向大功率缺失的电网频率安全程度划分方法及装置，通过预测电力系统频率响应动态过程中暂态频率最低点评估电网频率安全等级，由此可以依据电网频率安全程度确定电网频率响应需求程度，从而提高了我国电网应对大功率缺失故障风险的能力，为不同安全等级的功率扰动配置不同的频率响应调节手段。本发明对于特定系统，在发生扰动后，系统暂态频率最低点与准稳态频率具有近似比值关系，可依据系统准稳态频率近似估算系统暂态频率最低点，进而确定系统的频率安全程度；具有普适性，可针对具体电网调整系统频率分级原则与分级数目，从而确定电网频率响应紧急程度，为频率响应控制模式选取与频率响应调节手段的配置方法提供理论指导。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1示出了本发明实施例提供的一种面向大功率缺失的电网频率安全程度划分方法的流程示意图；
图2示出了本发明实施例提供的一种低阶系统频率响应模型；
图3示出了本发明实施例提供的一种面向大功率缺失的电网频率安全程度划分装置的结构示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
具体实施例一
如图1所示，本发明实施例提供了一种面向大功率缺失的电网频率安全程度划分方法，包括：
映射步骤S101，确定电力系统的暂态频率最低点的变化量与准稳态频率的变化量之间的映射关系，得到比值系数；
第一计算步骤S102，计算电网发生扰动后系统的准稳态频率的变化量；
第二计算步骤S103，利用比值系数与准稳态频率的变化量，计算系统的暂态频率最低点；
划分步骤S104，比较发生扰动后系统的暂态频率最低点与功率阈值之间的关系，进行电网频率安全程度划分。
本发明实施例通过预测电力系统频率响应动态过程中暂态频率最低点评估电网频率安全等级，由此可以依据电网频率安全程度确定电网频率响应需求程度，从而提高了我国电网应对大功率缺失故障风险的能力，为不同安全等级的功率扰动配置不同的频率响应调节手段。本发明实施例对于特定系统，在发生扰动后，系统暂态频率最低点与准稳态频率具有近似比值关系，可依据系统准稳态频率近似估算系统暂态频率最低点，进而确定系统的频率安全程度；具有普适性，可针对具体电网调整系统频率分级原则与分级数目，从而确定电网频率响应紧急程度，为频率响应控制模式选取与频率响应调节手段的配置方法提供理论指导。
优选的，所述映射步骤S101，可以具体为：
如图2所示，利用SFR模型(system frequency response，系统频率响应模型)分析电网频率动态过程，确定电力系统暂态频率最低点的变化量△fC与准稳态频率的变化量△fB之间的映射关系；
在阶跃扰动Pstep下，暂态频率最低点fC的变化量△fC为：
Figure BDA0001877397060000071
式中，R为调差系数；Pstep＝Pm-Pe；Pm为汽轮机机械功率的标幺值；Pe为发电机组电磁功率的标幺值；FH为高压缸功率系数；TR为再热时间常数；H为惯性时间常数；D为负荷阻尼系数；Km为机械功率增益因子；PSP为发电机组基准功率的标幺值；△ω为发电机组转速偏移的标幺值；Pa为加速功率的标幺值；
Figure BDA0001877397060000072
Figure BDA0001877397060000073
Figure BDA0001877397060000074
Figure BDA0001877397060000075
Figure BDA0001877397060000076
准稳态频率fB的变化量△fB为：
Figure BDA0001877397060000081
则暂态频率最低点的变化量△fC与准稳态频率的变化量△fB的比值系数λCB为：
Figure BDA0001877397060000082
在系统特性保持不变的前提下，参数ωn、
Figure BDA0001877397060000085
α、ωr、Φ为定值，比值系数λCB为常数。
优选的，所述第一计算步骤S102，可以具体为：
通过分析电网频率影响因素，在扰动发生后，系统有功平衡满足关系式：
Figure BDA0001877397060000083
其中，
Headroomj＝Pjmax-Pj；
ΔPL为功率缺失量；NG为在线机组总数；j为正整数，且j≤NG；Rj为第j台机组调差率；ΔfB为系统当前准稳态频率；Headroomj为第j台机组上调裕量；Pjmax为第j台机组最大输出功率；Pj为第j台机组实际输出功率；
计算电网发生扰动后系统的准稳态频率的变化量△fB为：
Figure BDA0001877397060000084
优选的，所述第二计算步骤S103，可以具体为：
利用比值系数λCB与准稳态频率的变化量△fB，计算系统的暂态频率最低点fC为：
fC＝fA-λCB·ΔfB
其中，fA为系统的初始运行频率。
针对具体电网制定电网频率安全程度分级原则，具体分级标准可以如表1所示。通过比较发生扰动后系统暂态频率最低点与功率阈值之间的关系确定电网频率响应紧急程度，从而为频率响应调节手段的配置工作提供指导作用。优选的，所述划分步骤S104，可以具体为：比较发生扰动后系统的暂态频率最低点fC与功率阈值之间的关系，进行电网频率安全程度划分；
如果49.80<fC≤49.90，则划定电网频率安全程度为1级；
如果49.70<fC≤49.80，则划定电网频率安全程度为2级；
如果49.60<fC≤49.70，则划定电网频率安全程度为3级；
如果49.50<fC≤49.60，则划定电网频率安全程度为4级。
表1电网频率安全程度分级原则
等级 功率阈值(Hz)
1 49.80～49.90
2 49.70～49.80
3 49.60～49.70
4 49.50～49.60
本发明实施例的一个应用场景可以是：
为验证本发明实施例所提出方法的有效性，本文采用改进的New England 39节点系统进行分析，该测试系统中共有10台发电机组，分别接入30～39节点，各机组参数具体如表2所示。
表2改进New England 39节点系统机组信息
Figure BDA0001877397060000091
Figure BDA0001877397060000101
SN为机组容量，ΔPUP为上调裕量。
系统频率安全程度划分步骤具体如下：
①依据电网历史运行数据，可计算出系统暂态频率最低点与准稳态频率比值系数为：λCB＝1.2904。
②电网频率呈现正态分布特性，依据概率3R原则，系统频率在不同置信水平下运行频率如表3所示，本文选取系统置信水平为95％，系统运行频率下限为49.916Hz。
表3不同置信水平的运行频率下限
置信水平 95％ 97％ 99％
频率/Hz 49.916 49.906 49.886
③针对该系统制定电网频率安全程度划分原则，具体可以如表4所示：
表4电网频率安全程度划分
Figure BDA0001877397060000102
④假设系统发生最大N-1故障，即容量为1100MW的火电机组发生跳闸，依据系统有功平衡所满足的关系式计算系统准稳态频率，求得系统准稳态频率为0.319Hz，系统有功平衡所满足的关系式为：
Figure BDA0001877397060000103
Headroomj＝Pjmax-Pj；
Figure BDA0001877397060000111
Δfmax为当前频率安全等级下的最大频率偏差；βmin为频率响应能力。
则可计算出当前频率安全等级下的最大频率偏差Δfmax满足：
Δfmax,3≤Δfmax＝0.319×1.2904≈0.412Hz≤Δfmax,4
由此可见系统频率安全等级为4级，且系统频率响应能力β满足：
βmin,3≤β＝1100/0.319≈3448MW/Hz≤βmin,4
在上述的具体实施例一中，提供了面向大功率缺失的电网频率安全程度划分方法，与之相对应的，本申请还提供面向大功率缺失的电网频率安全程度划分装置。由于装置实施例基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。下述描述的装置实施例仅仅是示意性的。
具体实施例二
如图3所示，本发明实施例提供了一种面向大功率缺失的电网频率安全程度划分装置，包括：
映射模块201，用于确定电力系统的暂态频率最低点的变化量与准稳态频率的变化量之间的映射关系，得到比值系数；
第一计算模块202，用于计算电网发生扰动后系统的准稳态频率的变化量；
第二计算模块203，用于利用比值系数与准稳态频率的变化量，计算系统的暂态频率最低点；
划分模块204，用于比较发生扰动后系统的暂态频率最低点与功率阈值之间的关系，进行电网频率安全程度划分。
优选的，所述映射模块201可以用于：
利用SFR模型分析电网频率动态过程，确定电力系统暂态频率最低点的变化量△fC与准稳态频率的变化量△fB之间的映射关系；
在阶跃扰动Pstep下，暂态频率最低点fC的变化量△fC为：
Figure BDA0001877397060000112
式中，R为调差系数；Pstep＝Pm-Pe；Pm为汽轮机机械功率的标幺值；Pe为发电机组电磁功率的标幺值；FH为高压缸功率系数；TR为再热时间常数；H为惯性时间常数；D为负荷阻尼系数；Km为机械功率增益因子；
Figure BDA0001877397060000121
Figure BDA0001877397060000122
Figure BDA0001877397060000123
Figure BDA0001877397060000124
Figure BDA0001877397060000125
准稳态频率fB的变化量△fB为：
Figure BDA0001877397060000126
则暂态频率最低点的变化量△fC与准稳态频率的变化量△fB的比值系数λCB为：
Figure BDA0001877397060000127
优选的，所述第一计算模块202可以用于：
通过分析电网频率影响因素，在扰动发生后，系统有功平衡满足关系式：
Figure BDA0001877397060000128
其中，
Headroomj＝Pjmax-Pj；
ΔPL为功率缺失量；NG为在线机组总数；j为正整数，且j≤NG；Rj为第j台机组调差率；ΔfB为系统当前准稳态频率；Headroomj为第j台机组上调裕量；Pjmax为第j台机组最大输出功率；Pj为第j台机组实际输出功率；
计算电网发生扰动后系统的准稳态频率的变化量△fB为：
Figure BDA0001877397060000131
优选的，所述第二计算模块203可以用于：
利用比值系数λCB与准稳态频率的变化量△fB，计算系统的暂态频率最低点fC为：
fC＝fA-λCB·ΔfB
其中，fA为系统的初始运行频率。
优选的，所述划分模块204可以用于：
比较发生扰动后系统的暂态频率最低点fC与功率阈值之间的关系，进行电网频率安全程度划分；
如果49.80<fC≤49.90，则划定电网频率安全程度为1级；
如果49.70<fC≤49.80，则划定电网频率安全程度为2级；
如果49.60<fC≤49.70，则划定电网频率安全程度为3级；
如果49.50<fC≤49.60，则划定电网频率安全程度为4级。
本发明实施例通过预测电力系统频率响应动态过程中暂态频率最低点评估电网频率安全等级，由此可以依据电网频率安全程度确定电网频率响应需求程度，从而提高了我国电网应对大功率缺失故障风险的能力，为不同安全等级的功率扰动配置不同的频率响应调节手段。本发明实施例对于特定系统，在发生扰动后，系统暂态频率最低点与准稳态频率具有近似比值关系，可依据系统准稳态频率近似估算系统暂态频率最低点，进而确定系统的频率安全程度；具有普适性，可针对具体电网调整系统频率分级原则与分级数目，从而确定电网频率响应紧急程度，为频率响应控制模式选取与频率响应调节手段的配置方法提供理论指导。
本发明从使用目的上，效能上，进步及新颖性等观点进行阐述，其具有的实用进步性，己符合专利法所强调的功能增进及使用要件，本发明以上的说明及附图，仅为本发明的较佳实施例而己，并非以此局限本发明，因此，凡一切与本发明构造，装置，待征等近似、雷同的，即凡依本发明专利申请范围所作的等同替换或修饰等，皆应属本发明的专利申请保护的范围之内。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。尽管本发明已进行了一定程度的描述，明显地，在不脱离本发明的精神和范围的条件下，可进行各个条件的适当变化。可以理解，本发明不限于所述实施方案，而归于权利要求的范围，其包括所述每个因素的等同替换。对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种面向大功率缺失的电网频率安全程度划分方法，其特征在于，包括：
映射步骤，确定电力系统的暂态频率最低点的变化量与准稳态频率的变化量之间的映射关系，得到比值系数；
第一计算步骤，计算电网发生扰动后系统的准稳态频率的变化量；
第二计算步骤，利用比值系数与准稳态频率的变化量，计算系统的暂态频率最低点；
划分步骤，比较发生扰动后系统的暂态频率最低点与功率阈值之间的关系，进行电网频率安全程度划分；
所述映射步骤，具体为：利用系统频率响应模型分析电网频率动态过程，确定电力系统暂态频率最低点的变化量ΔfC与准稳态频率的变化量ΔfB之间的映射关系；在阶跃扰动Pstep下，暂态频率最低点fC的变化量ΔfC为：
Figure FDA0003295324120000011
式中，R为调差系数；Pstep＝Pm-Pe；Pm为汽轮机机械功率的标幺值；Pe为发电机组电磁功率的标幺值；FH为高压缸功率系数；TR为再热时间常数；H为惯性时间常数；D为负荷阻尼系数；Km为机械功率增益因子；
Figure FDA0003295324120000012
Figure FDA0003295324120000013
Figure FDA0003295324120000014
Figure FDA0003295324120000015
Figure FDA0003295324120000016
准稳态频率fB的变化量ΔfB为：
Figure FDA0003295324120000017
则暂态频率最低点的变化量ΔfC与准稳态频率的变化量ΔfB的比值系数λCB为：
Figure FDA0003295324120000018
2.根据权利要求1所述的面向大功率缺失的电网频率安全程度划分方法，其特征在于，所述第一计算步骤，具体为：通过分析电网频率影响因素，在扰动发生后，系统有功平衡满足关系式：
Figure FDA0003295324120000019
其中，Headroomj＝Pjmax-Pj；ΔPL为功率缺失量；NG为在线机组总数；j为正整数，且j≤NG；Rj为第j台机组调差率；ΔfB为系统当前准稳态频率；Headroomj为第j台机组上调裕量；Pjmax为第j台机组最大输出功率；Pj为第j台机组实际输出功率；计算电网发生扰动后系统的准稳态频率的变化量ΔfB为：
Figure FDA0003295324120000021
3.根据权利要求2所述的面向大功率缺失的电网频率安全程度划分方法，其特征在于，所述第二计算步骤，具体为：利用比值系数λCB与准稳态频率的变化量ΔfB，计算系统的暂态频率最低点fC为：fC＝fA-λCB·ΔfB其中，fA为系统的初始运行频率。
4.根据权利要求3所述的面向大功率缺失的电网频率安全程度划分方法，其特征在于，所述划分步骤，具体为：比较发生扰动后系统的暂态频率最低点fC与功率阈值之间的关系，进行电网频率安全程度划分；如果49.80＜fC≤49.90，则划定电网频率安全程度为1级；如果49.70＜fC≤49.80，则划定电网频率安全程度为2级；如果49.60＜fC≤49.70，则划定电网频率安全程度为3级；如果49.50＜fC≤49.60，则划定电网频率安全程度为4级。
5.一种面向大功率缺失的电网频率安全程度划分装置，其特征在于，包括：
映射模块，用于确定电力系统的暂态频率最低点的变化量与准稳态频率的变化量之间的映射关系，得到比值系数；
第一计算模块，用于计算电网发生扰动后系统的准稳态频率的变化量；
第二计算模块，用于利用比值系数与准稳态频率的变化量，计算系统的暂态频率最低点；
划分模块，用于比较发生扰动后系统的暂态频率最低点与功率阈值之间的关系，进行电网频率安全程度划分；
所述映射模块用于：利用系统频率响应模型分析电网频率动态过程，确定电力系统暂态频率最低点的变化量ΔfC与准稳态频率的变化量ΔfB之间的映射关系；在阶跃扰动Pstep下，暂态频率最低点fC的变化量ΔfC为：
Figure FDA0003295324120000022
式中，R为调差系数；Pstep＝Pm-Pe；Pm为汽轮机机械功率的标幺值；Pe为发电机组电磁功率的标幺值；FH为高压缸功率系数；TR为再热时间常数；H为惯性时间常数；D为负荷阻尼系数；Km为机械功率增益因子；
Figure FDA0003295324120000023
Figure FDA0003295324120000024
Figure FDA0003295324120000025
Figure FDA0003295324120000026
Figure FDA0003295324120000031
准稳态频率fB的变化量ΔfB为：
Figure FDA0003295324120000032
则暂态频率最低点的变化量ΔfC与准稳态频率的变化量ΔfB的比值系数λCB为：
Figure FDA0003295324120000033
6.根据权利要求5所述的面向大功率缺失的电网频率安全程度划分装置，其特征在于，所述第一计算模块用于：通过分析电网频率影响因素，在扰动发生后，系统有功平衡满足关系式：
Figure FDA0003295324120000034
其中，Headroomj＝Pjmax-Pj；ΔPL为功率缺失量；NG为在线机组总数；j为正整数，且j≤NG；Rj为第j台机组调差率；ΔfB为系统当前准稳态频率；Headroomj为第j台机组上调裕量；Pjmax为第j台机组最大输出功率；Pj为第j台机组实际输出功率；计算电网发生扰动后系统的准稳态频率的变化量ΔfB为：
Figure FDA0003295324120000035
7.根据权利要求6所述的面向大功率缺失的电网频率安全程度划分装置，其特征在于，所述第二计算模块用于：利用比值系数λCB与准稳态频率的变化量ΔfB，计算系统的暂态频率最低点fC为：fC＝fA-λCB·ΔfB其中，fA为系统的初始运行频率。
8.根据权利要求7所述的面向大功率缺失的电网频率安全程度划分装置，其特征在于，所述划分模块用于：比较发生扰动后系统的暂态频率最低点fC与功率阈值之间的关系，进行电网频率安全程度划分；如果49.80＜fC≤49.90，则划定电网频率安全程度为1级；如果49.70＜fC≤49.80，则划定电网频率安全程度为2级；如果49.60＜fC≤49.70，则划定电网频率安全程度为3级；如果49.50＜fC≤49.60，则划定电网频率安全程度为4级。
CN201811406133.3A 2018-11-23 2018-11-23 面向大功率缺失的电网频率安全程度划分方法及装置 Active CN109462233B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811406133.3A CN109462233B (zh) 2018-11-23 2018-11-23 面向大功率缺失的电网频率安全程度划分方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811406133.3A CN109462233B (zh) 2018-11-23 2018-11-23 面向大功率缺失的电网频率安全程度划分方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109462233A CN109462233A (zh) 2019-03-12
CN109462233B true CN109462233B (zh) 2022-01-28

Family

ID=65611469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811406133.3A Active CN109462233B (zh) 2018-11-23 2018-11-23 面向大功率缺失的电网频率安全程度划分方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109462233B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115693708A (zh) * 2022-11-01 2023-02-03 南通理工学院 一种估算电力系统调频暂态频率最低点的方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101951006A (zh) * 2010-08-03 2011-01-19 湖南大学 电动汽车充电设施充电功率主动安全响应成套装置
CN103701121A (zh) * 2013-12-31 2014-04-02 电子科技大学 一种大电网频率时空演变过程分析系统
CN104485670A (zh) * 2014-12-31 2015-04-01 武汉大学 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
WO2017210383A1 (en) * 2016-06-03 2017-12-07 Fuelcell Energy, Inc. Fuel cell response to electrical grid frequency events
CN107959304A (zh) * 2017-12-06 2018-04-24 国网山东省电力公司济南供电公司 基于风-储协同运行的风电场虚拟惯量提升方法
CN108075470A (zh) * 2017-12-25 2018-05-25 东南大学 一种基于sfr和elm的电网暂态频率特征预测方法
CN108197788A (zh) * 2017-12-23 2018-06-22 中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司 一种对等控制模式下微电网电压频率偏差估计方法
CN108288858A (zh) * 2017-12-18 2018-07-17 国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院 主被动频率响应切换控制方法
CN108631301A (zh) * 2018-05-11 2018-10-09 大连理工大学 一种考虑多种快速频率响应资源的安全裕度划分方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10074985B2 (en) * 2016-06-21 2018-09-11 The Aerospace Corporation Solar and/or wind inverter

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101951006A (zh) * 2010-08-03 2011-01-19 湖南大学 电动汽车充电设施充电功率主动安全响应成套装置
CN103701121A (zh) * 2013-12-31 2014-04-02 电子科技大学 一种大电网频率时空演变过程分析系统
CN104485670A (zh) * 2014-12-31 2015-04-01 武汉大学 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
WO2017210383A1 (en) * 2016-06-03 2017-12-07 Fuelcell Energy, Inc. Fuel cell response to electrical grid frequency events
CN107959304A (zh) * 2017-12-06 2018-04-24 国网山东省电力公司济南供电公司 基于风-储协同运行的风电场虚拟惯量提升方法
CN108288858A (zh) * 2017-12-18 2018-07-17 国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院 主被动频率响应切换控制方法
CN108197788A (zh) * 2017-12-23 2018-06-22 中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司 一种对等控制模式下微电网电压频率偏差估计方法
CN108075470A (zh) * 2017-12-25 2018-05-25 东南大学 一种基于sfr和elm的电网暂态频率特征预测方法
CN108631301A (zh) * 2018-05-11 2018-10-09 大连理工大学 一种考虑多种快速频率响应资源的安全裕度划分方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Analytical Method to Aggregate Multi-Machine SFR Model With Applications in Power System Dynamic Studies;Qingxin Shi等;《 IEEE Transactions on Power Systems》;20180412;第6355-6367页 *
大功率缺失下主动频率响应控制初探;李卫东;《电力系统自动化》;20180425;第22-30页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109462233A (zh) 2019-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110120686B (zh) 一种基于电力系统在线惯量估计的新能源承载力预警方法
CN107294116B (zh) 一种多域电力系统负荷频率控制方法
Mahish et al. Distributed synchronized control in grid integrated wind farms to improve primary frequency regulation
Gu et al. Coordinated voltage and frequency control in hybrid AC/MT-HVDC power grids for stability improvement
CN105119288B (zh) 一种多回直流频率限制控制器的协调控制及参数优化方法
CN110649596B (zh) 一种考虑系统初始状态的频率全响应解析模型
CN107658910A (zh) 一种基于dfig与同步发电机的电力系统二次调频方法
CN109449937B (zh) 一种通过系统频率稳定约束确定电网新能源承载力的方法
CN110061521B (zh) 一种考虑频率累积作用的最大风电渗透率快速评估方法
Xie et al. Adaptive master-slave control strategy for medium voltage DC distribution systems based on a novel nonlinear droop controller
CN116231734A (zh) 一种微电网风-储-荷分层协同调频控制方法
CN110569485A (zh) 一种计及新能源电源出力波动性的新能源电源节点状态脆弱性监测方法
CN114819693A (zh) 一种多直流馈入电网的新能源承载能力评估方法和装置
CN109462233B (zh) 面向大功率缺失的电网频率安全程度划分方法及装置
CN112701726B (zh) 考虑惯量需求与风机惯量响应能力的虚拟惯量调配方法
CN107607885A (zh) 一种变频电源试验系统及其试验控制方法
CN107196319B (zh) 一种基于功率扰动值响应的风机调频控制方法
CN114696323B (zh) 高比例新能源电力系统频率安全判定方法
CN111092443A (zh) 一种风电场内dfig和svc无功紧急协调控制方法
WO2023050581A1 (zh) 风力发电机组的网侧变流器的控制方法及装置
CN113991647A (zh) 一种面向频率响应容量规划的电力系统随机生产模拟方法
Chen et al. A two-layer fuzzy control strategy for the participation of energy storage battery systems in grid frequency regulation [J]
Li et al. Linearized frequency deviation based frequency-constrained unit commitment with support from wind farm
Dongyang et al. Study on power fluctuation suppression of DFIG based on super capacitor energy storage
CN111064233B (zh) 一种逆变器有功无功电流比例分配方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant