CN112332432B - 一种风电并网频率响应评估方法及系统 - Google Patents

一种风电并网频率响应评估方法及系统 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种风电并网频率响应评估方法及系统，该方法包括如下步骤:预先在风电并网的发电站建立闭环频率响应模型；基于闭环频率响应模型，采集发电站不同机组方案下添加不同扰动因素方案的第一频率响应数据；基于闭环频率响应模型，采集发电站未添加扰动因素方案情况下撤掉不同机组方案后的第二频率响应数据；根据第一频率响应数据和第二频率响应数据，获取风电并网频率响应评估结果。本申请考虑多种因素对风电并网的冲击，对风电并网的抗冲击能力进行评估，获得较为全面精准的评估结果，进而对评估结果较低的风电并网系统进行优化，提高风电并网的抗冲击能力。

Description

一种风电并网频率响应评估方法及系统
技术领域
本申请涉及供配电网技术领域，尤其涉及一种风电并网频率响应评估方法及系统。
背景技术
并网运行的风力发电接入电力系统运行，为了保证电力系统的有功功率平衡，频率的稳定性的维持尤为重要。大规模的风电场风电机组的数目众多，并且由于风电场空间分布使得大规模风电机在同一时刻的运行状态存在一定的差异，增加了对风电并网系统频率稳定性研究的难度。风电场并网后，风电系统的频率特性将会影响并网系统的频率变化情况。当并网系统功荷平衡被打破时，需要根据风电场出力是否充足，进行风电频率响应分析，系统据此做出灵活的控制或者调整措施。
发明内容
本申请的目的在于提供一种风电并网频率响应评估方法及系统，该方法考虑多种因素对风电并网的冲击，对风电并网的抗冲击能力进行评估，获得较为全面精准的评估结果，进而根据评估的结果，优化风电并网的控制措施，提高风电并网的抗冲击能力。
为达到上述目的，本申请提供一种风电并网频率响应评估方法，该方法包括如下步骤:预先在风电并网的发电站建立闭环频率响应模型；基于闭环频率响应模型，采集发电站不同机组方案下添加不同扰动因素方案的第一频率响应数据；基于闭环频率响应模型，采集发电站未添加扰动因素方案情况下撤掉不同机组方案后的第二频率响应数据；根据第一频率响应数据和第二频率响应数据，获取风电并网频率响应评估结果。
如上的，其中，建立闭环频率响应模型如下：
Figure 753978DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure 358134DEST_PATH_IMAGE002
表示系统输入值；
Figure 591670DEST_PATH_IMAGE003
表示系统输出频率值；
Figure 891064DEST_PATH_IMAGE004
表示风电机组调频反馈值；
Figure 196143DEST_PATH_IMAGE005
表示汽轮机组调频反馈值；
Figure 326910DEST_PATH_IMAGE006
表示风电机组反馈误差因子；
Figure 669030DEST_PATH_IMAGE007
表示汽轮机组反馈误差因子；
Figure 518037DEST_PATH_IMAGE008
表示系统总惯性常数；
Figure 862693DEST_PATH_IMAGE009
表示系统响应误差系数；
Figure 51229DEST_PATH_IMAGE010
表示系统负荷调节效应系数。
如上的，其中，风电机组调频反馈值
Figure 626567DEST_PATH_IMAGE011
的计算公式如下：
Figure 25187DEST_PATH_IMAGE012
；
其中，
Figure 547436DEST_PATH_IMAGE013
表示第
Figure 652795DEST_PATH_IMAGE013
个风电机，
Figure 461351DEST_PATH_IMAGE014
表示风电机的总个数；
Figure 222633DEST_PATH_IMAGE015
表示第
Figure 345310DEST_PATH_IMAGE013
个风电机是否被撤掉，若是，则
Figure 367493DEST_PATH_IMAGE016
等于0，否则，
Figure 487896DEST_PATH_IMAGE017
等于1；
Figure 798791DEST_PATH_IMAGE018
表示第
Figure 286011DEST_PATH_IMAGE013
个风电机的扰动因素影响值；
Figure 38066DEST_PATH_IMAGE019
表示第
Figure 391687DEST_PATH_IMAGE013
个风电机机械功率增益；
Figure 252196DEST_PATH_IMAGE020
表示第
Figure 654358DEST_PATH_IMAGE013
个风电机组的虚拟惯性时间常数；
Figure 323237DEST_PATH_IMAGE021
表示第
Figure 910076DEST_PATH_IMAGE013
个风电机组下垂系数。
如上的，其中，汽轮机组调频反馈值
Figure 133247DEST_PATH_IMAGE022
的计算公式如下：
Figure 135838DEST_PATH_IMAGE023
；
其中，
Figure 252699DEST_PATH_IMAGE024
表示第
Figure 885805DEST_PATH_IMAGE025
个汽轮机；
Figure 127431DEST_PATH_IMAGE026
表示汽轮机的总个数；
Figure 763074DEST_PATH_IMAGE027
表示第
Figure 609807DEST_PATH_IMAGE024
个汽轮机是否被撤掉，若是，则
Figure 210553DEST_PATH_IMAGE028
等于0，否则，
Figure 532950DEST_PATH_IMAGE028
等于1；
Figure 815027DEST_PATH_IMAGE029
表示第
Figure 906479DEST_PATH_IMAGE024
个汽轮机的扰动因素影响值；
Figure 678126DEST_PATH_IMAGE030
表示第
Figure 97606DEST_PATH_IMAGE024
个汽轮机机械功率增益；
Figure 573587DEST_PATH_IMAGE031
表示第
Figure 191650DEST_PATH_IMAGE024
个三汽轮机高压缸输出功率占汽轮机总输出功率的比值；
Figure 337461DEST_PATH_IMAGE032
表示第
Figure 40974DEST_PATH_IMAGE024
个汽轮机再热时间常数；
Figure 553602DEST_PATH_IMAGE033
为复数，由系统输出值经过拉普拉斯反变换获得；
Figure 229434DEST_PATH_IMAGE034
表示第
Figure 670780DEST_PATH_IMAGE024
个汽轮机调频因子。
如上的，其中，采集第一频率响应数据的方法包括如下步骤：在发电站的机组上依次添加不同的扰动因素方案；采集发电站处添加不同扰动因素方案后对应的第一频率响应数据；识别第一频率响应数据的频率响应类型；根据频率响应类型的不同，将第一频率响应数据划分为第一惯性响应数据、第一一次调频响应数据和第一二次调频响应数据。
如上的，其中，采集第二频率响应数据的方法包括如下步骤：在发电站处依次撤掉不同机组方案；采集发电站处依次撤掉不同机组方案对应的第二频率响应数据；识别第二频率响应数据的频率响应类型；根据频率响应类型的不同，将第二频率响应数据划分为第二惯性响应数据、第二一次调频响应数据和第二二次调频响应数据。
如上的，其中，对风电并网频率响应进行分析评估的方法包括如下步骤：根据第一频率响应数据，计算各个发电站添加扰动因素后的第一频率响应评价值；根据第二频率响应数据，计算各个发电站撤掉不同机组方案的第二频率响应评价值；根据第一频率响应评价值和第二频率响应评价值计算风电并网抗冲击能力值。
如上的，其中，计算风电并网抗冲击能力值的方法包括如下步骤：
将多组第一频率响应评价值和多组第二频率响应评价值进行两两一组的无重复分组方式进行分组，形成评估组;根据每个评估组中的第一频率响应评价值和第二频率响应评价值计算每组评估组的抗冲击能力值;根据多组评估组的抗冲击能力值，计算风电并网抗冲击能力值。
如上的，其中，第一频率响应评价值和第二频率响应评价值均包括最低点频率、稳态频率、最低点频率响应值、稳态频率响应值、频率初始下降率、频率的平均变化率和频率偏移最大量。
本申请还提供一种风电并网频率响应评估系统，该系统包括：闭环频率响应模型建立模块，用于预先在风电并网的发电站建立闭环频率响应模型；数据采集模块，用于基于闭环频率响应模型，采集发电站不同机组方案下添加不同扰动因素方案的第一频率响应数据；数据采集模块还用于基于闭环频率响应模型，采集发电站未添加扰动因素方案情况下撤掉不同机组方案后的第二频率响应数据；数据分析评估模块，用于根据第一频率响应数据和第二频率响应数据，获取风电并网频率响应评估结果；评估结果共享模块，用于将获取风电并网频率响应评估结果进行网络共享。
本申请实现的有益效果如下：
（1）本申请对单个发电站的频率响应情况进行分析，采集添加不同的扰动因素方案后风电并网的频率响应数据和撤掉机组后的频率响应数据，通过对两种情况下采集频率响应数据进行分析，进而获得风电并网的抗干扰冲击能力值和稳定性，提高了计算的准确度。
（2）本申请对频率响应数据按照不同的响应阶段采集的数据划分为多组数据，并为多组数据建立索引标识，根据需要获取参数的响应阶段通过索引标识直接到相应的响应阶段进行获取，提高了数据获取的速度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例的一种风电并网频率响应评估方法的流程图。
图2为本申请实施例的采集第一频率响应数据的方法流程图。
图3本申请实施例的一种风电并网频率响应评估系统的结构示意图。
附图标记：10-闭环频率响应模型建立模块；20-数据采集模块；30-数据分析评估模块；40-评价结果共享模块；100-风电并网频率响应评估系统。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。
实施例一
如图1所示，本申请提供一种风电并网频率响应评估方法，该方法包括如下步骤:
步骤S1，预先在风电并网的发电站建立闭环频率响应模型。
其中，闭环频率响应模型如下：
Figure 861589DEST_PATH_IMAGE035
；
Figure 289160DEST_PATH_IMAGE023
；
Figure 209711DEST_PATH_IMAGE036
；
其中，
Figure 759641DEST_PATH_IMAGE037
表示系统输入值；
Figure 375430DEST_PATH_IMAGE038
表示系统输出频率值；
Figure 731325DEST_PATH_IMAGE039
表示风电机组调频反馈值；
Figure 178487DEST_PATH_IMAGE040
表示汽轮机组调频反馈值；
Figure 837002DEST_PATH_IMAGE041
表示风电机组反馈误差因子；
Figure 2404DEST_PATH_IMAGE042
表示汽轮机组反馈误差因子；
Figure 663455DEST_PATH_IMAGE043
表示系统总惯性常数；
Figure 902806DEST_PATH_IMAGE044
表示系统响应误差系数；
Figure 794539DEST_PATH_IMAGE045
表示系统负荷调节效应系数；
Figure 509554DEST_PATH_IMAGE046
表示第
Figure 82618DEST_PATH_IMAGE047
个风电机机械功率增益；
Figure 504372DEST_PATH_IMAGE048
表示风电机的总个数；
Figure 894902DEST_PATH_IMAGE049
表示第
Figure 707000DEST_PATH_IMAGE050
个汽轮机机械功率增益；
Figure 146071DEST_PATH_IMAGE051
表示汽轮机的总个数；
Figure 484649DEST_PATH_IMAGE052
表示第
Figure 718184DEST_PATH_IMAGE047
个风电机的扰动因素影响值；
Figure 283158DEST_PATH_IMAGE053
表示第
Figure 555614DEST_PATH_IMAGE050
个汽轮机的扰动因素影响值；
Figure 951960DEST_PATH_IMAGE054
表示第
Figure 559659DEST_PATH_IMAGE047
个风电机是否被撤掉，若是，则
Figure 470983DEST_PATH_IMAGE055
等于0，否则，
Figure 986278DEST_PATH_IMAGE055
等于1；
Figure 440393DEST_PATH_IMAGE056
表示第
Figure 78048DEST_PATH_IMAGE050
个汽轮机是否被撤掉，若是，则
Figure 414351DEST_PATH_IMAGE057
等于0，否则，
Figure 936599DEST_PATH_IMAGE056
等于1；
Figure 104276DEST_PATH_IMAGE058
表示第
Figure 850515DEST_PATH_IMAGE059
个风电机组的虚拟惯性时间常数；
Figure 611797DEST_PATH_IMAGE060
表示第
Figure 298256DEST_PATH_IMAGE047
个风电机组下垂系数；
Figure 258122DEST_PATH_IMAGE061
表示第
Figure 112945DEST_PATH_IMAGE050
个汽轮机再热时间常数；
Figure 751737DEST_PATH_IMAGE062
表示第
Figure 412525DEST_PATH_IMAGE050
个三汽轮机高压缸输出功率占汽轮机总输出功率的比值；
Figure 164581DEST_PATH_IMAGE063
复数，
Figure 846098DEST_PATH_IMAGE063
由系统输出值经过拉普拉斯反变换获得；
Figure 378710DEST_PATH_IMAGE064
表示第
Figure 515294DEST_PATH_IMAGE050
个汽轮机调频因子。
其中，风电机的扰动因素影响值和汽轮机的扰动因素影响值为根据不同扰动因素的扰动计算获得。
具体的，第
Figure 777648DEST_PATH_IMAGE065
个风电机的扰动因素影响值的计算公式如下：
Figure 302170DEST_PATH_IMAGE066
；
其中，
Figure 259762DEST_PATH_IMAGE067
表示风电机的第
Figure 88784DEST_PATH_IMAGE067
个扰动因素；
Figure 81011DEST_PATH_IMAGE068
表示风电机扰动因素的总个数；
Figure 510855DEST_PATH_IMAGE069
表示第
Figure 80377DEST_PATH_IMAGE067
个扰动因素的影响权重；
Figure 89921DEST_PATH_IMAGE070
表示第
Figure 733392DEST_PATH_IMAGE067
个扰动因素的扰动变化值。
具体的，第
Figure 662034DEST_PATH_IMAGE071
个汽轮机的扰动因素影响值的计算公式如下：
Figure 390955DEST_PATH_IMAGE072
；
其中，
Figure 204190DEST_PATH_IMAGE073
表示汽轮机的第
Figure 30064DEST_PATH_IMAGE074
个扰动因素；
Figure 801711DEST_PATH_IMAGE075
表示汽轮机扰动因素的总个数；
Figure 486770DEST_PATH_IMAGE076
表示第
Figure 198637DEST_PATH_IMAGE077
个扰动因素的影响权重；
Figure 816700DEST_PATH_IMAGE078
表示第
Figure 962510DEST_PATH_IMAGE074
个扰动因素的扰动变化值。
步骤S2，基于闭环频率响应模型，采集发电站不同机组方案下添加不同扰动因素方案的第一频率响应数据。
其中不同机组方案指的是不同个数的风电机与不同个数的汽轮机的组合。
如图2所示，步骤S2包括如下子步骤：
步骤S210，在发电站的机组上依次添加不同的扰动因素方案。
其中，扰动因素为预先设定的。
风电机的扰动因素包括风速、风机转速、风电集群效应因素（风电机的尾流效应、风的延迟效应以及风电场所处地形地貌的影响因素）。
其中，相邻风电机之间风的延迟时间的计算公式为:
Figure 728341DEST_PATH_IMAGE079
；
Figure 680116DEST_PATH_IMAGE080
表示风的延迟时间；
Figure 355948DEST_PATH_IMAGE081
表示沿着风速方向相邻两排风机之间的距离；
Figure 797294DEST_PATH_IMAGE082
表示平均风速。
汽轮机的扰动因素包括转速、功率、再热压力、进汽量、再热温度、排气压力和给水温度等。
步骤S220，采集发电站处添加不同扰动因素方案后对应的第一频率响应数据。
步骤S230，识别第一频率响应数据的频率响应类型。
频率响应类型包括：惯性响应、一次调频响应和二次调频响应。
惯性响应发生在频率变化最初的0-10秒，响应速度快，是抑制频率变化的第一道防线，一次调频响应主要是电力系统常规机组的调速器跟随系统频率变化的响应。惯性响应和一次调频响应分为三个阶段，第一阶段为频率下降阶段，惯性响应抑制系统频率的快速跌落，第二阶段是频率恢复阶段，调速器启动，频率逐渐恢复；第三阶段是频率稳定阶段，在惯性响应和一次调频作用下系统频率达到稳定值。
步骤S240，根据频率响应类型的不同，将第一频率响应数据划分为第一惯性响应数据、第一一次调频响应数据和第一二次调频响应数据。
步骤S3，基于闭环频率响应模型，采集发电站未添加扰动因素方案情况下撤掉不同机组方案后的第二频率响应数据。
具体的，不同机组方案为撤掉不同个数的汽轮机和撤掉不同个数的风电机的组合。
步骤S3包括如下子步骤：
步骤S310，在发电站处依次撤掉不同机组方案。
步骤S320，采集发电站处依次撤掉不同机组方案对应的第二频率响应数据。
步骤S330，识别第二频率响应数据的频率响应类型。
步骤S340，根据频率响应类型的不同，将第二频率响应数据划分为第二惯性响应数据、第二一次调频响应数据和第二二次调频响应数据。
步骤S4，根据第一频率响应数据和第二频率响应数据，获取风电并网频率响应评估结果。
对风电并网频率响应进行分析评估的方法包括如下步骤：
步骤S410，根据第一频率响应数据，计算各个发电站添加扰动因素后的第一频率响应评价值。
为划分后的第一惯性响应数据、第一一次调频响应数据和第一二次调频响应数据建立索引标识，基于索引标识，根据需要获取参数的响应阶段快速获得计算第一频率响应评价值所需的参数。
步骤S420，根据第二频率响应数据，计算各个发电站撤掉不同机组方案的第二频率响应评价值。
为划分后的第二惯性响应数据、第二一次调频响应数据和第二二次调频响应数据建立索引标识，基于索引标识，根据需要获取参数的响应阶段快速获得计算第二频率响应评价值所需的参数。
第一频率响应评价值和第二频率响应评价值均包括最低点频率、稳态频率、最低点频率响应值、稳态频率响应值、频率初始下降率、频率的平均变化率和频率偏移最大量等评价指标。
其中，最低点频率和稳态频率通过数据采集模块直接采集获得。最低点频率响应值，用于反映系统频率下降被抑制的程度，衡量系统惯性响应，最低点频率响应值的计算公式为：
Figure 988104DEST_PATH_IMAGE083
；
Figure 415674DEST_PATH_IMAGE084
表示最低点频率响应值；
Figure 336226DEST_PATH_IMAGE085
表示初始频率；
Figure 886156DEST_PATH_IMAGE086
表示最低点频率；
Figure 236366DEST_PATH_IMAGE087
表示初始有功功率；
Figure 356375DEST_PATH_IMAGE088
表示最低点频率对应时刻系统发出的有功功率。
其中，稳态频率响应值，用于反映频率调节的质量和趋势，稳态频率响应值计算公式为：
Figure 803537DEST_PATH_IMAGE089
；
Figure 727630DEST_PATH_IMAGE090
表示稳态频率响应值；
Figure 955350DEST_PATH_IMAGE091
表示稳态频率；
Figure 787039DEST_PATH_IMAGE092
表示系统频率稳定后发出的有功功率。
其中，频率初始下降率，用于衡量系统的惯性响应，系统惯量越大，频率变化较小就能释放较大功率，电力系统功率初始下降率就较小。
其中，频率初始下降率计算公式为：
Figure 291970DEST_PATH_IMAGE093
；
Figure 246019DEST_PATH_IMAGE094
表示频率初始下降率；
Figure 633138DEST_PATH_IMAGE095
表示系统受到扰动秒后的频率。
其中，频率的平均变化率的计算公式为：
Figure 206202DEST_PATH_IMAGE096
；
其中，
Figure 955852DEST_PATH_IMAGE097
表示频率的平均变化率，
Figure 18486DEST_PATH_IMAGE098
表示采样时间的总长；
Figure 830585DEST_PATH_IMAGE099
表示时刻；
Figure 833438DEST_PATH_IMAGE099
为正整数；
Figure 109698DEST_PATH_IMAGE100
为
Figure 280917DEST_PATH_IMAGE099
时刻采集的频率；
Figure 642628DEST_PATH_IMAGE101
为
Figure 947707DEST_PATH_IMAGE102
时刻采集的频率。
其中，频率偏移最大量的计算公式为：
Figure 281737DEST_PATH_IMAGE103
；
Figure 686173DEST_PATH_IMAGE104
表示频率偏移最大量；
Figure 597498DEST_PATH_IMAGE105
表示取最大值；
Figure 316055DEST_PATH_IMAGE106
表示
Figure 566908DEST_PATH_IMAGE107
时刻的频率；
Figure 204562DEST_PATH_IMAGE108
表示初始时刻的频率。
步骤S430，根据第一频率响应评价值和第二频率响应评价值计算风电并网抗冲击能力值，对发电站的频率响应进行评估。
步骤S430包括如下子步骤：
步骤S431，将多组第一频率响应评价值和多组第二频率响应评价值进行两两一组的无重复分组方式进行分组，形成评估组。
步骤S432,根据每个评估组中的第一频率响应评价值和第二频率响应评价值计算每组评估组的抗冲击能力值。
其中，抗冲击能力值的计算公式为：
Figure 275286DEST_PATH_IMAGE109
；
其中，
Figure 797535DEST_PATH_IMAGE110
表示抗冲击能力值；
Figure 463746DEST_PATH_IMAGE111
表示系统风险指数；
Figure 413247DEST_PATH_IMAGE112
表示抗扰动因子；
Figure 236847DEST_PATH_IMAGE113
表示抗撤机组因子；
Figure 156261DEST_PATH_IMAGE114
表示添加扰动因素情况下风电并网主母线振荡风险值；
Figure 381706DEST_PATH_IMAGE115
表示撤掉机组情况下风电并网主母线振荡风险值；
Figure 236530DEST_PATH_IMAGE116
表示添加扰动因素的扰动强度值；
Figure 609742DEST_PATH_IMAGE117
表示撤掉机组的影响强度值；
Figure 270531DEST_PATH_IMAGE118
和
Figure 288166DEST_PATH_IMAGE119
表示参数；
Figure 704103DEST_PATH_IMAGE120
表示第一频率响应评价值中第
Figure 236716DEST_PATH_IMAGE118
个评价指标的权重；
Figure 638878DEST_PATH_IMAGE121
表示第二频率响应评价值中第
Figure 573336DEST_PATH_IMAGE122
个评价指标的权重；
Figure 661640DEST_PATH_IMAGE123
表示第一频率响应评价值中第
Figure 619232DEST_PATH_IMAGE124
个评价指标的值；
Figure 887402DEST_PATH_IMAGE125
表示第一频率响应评价值中第
Figure 738684DEST_PATH_IMAGE126
个评价指标的标准值；
Figure 371790DEST_PATH_IMAGE127
表示第二频率响应评价值中第
Figure 878995DEST_PATH_IMAGE128
个评价指标的值；
Figure 747594DEST_PATH_IMAGE129
表示第二频率响应评价值中第
Figure 391065DEST_PATH_IMAGE130
个评价指标的标准值；
Figure 460652DEST_PATH_IMAGE131
表示第二频率响应评价值中第
Figure 251890DEST_PATH_IMAGE132
个评价指标的标准值。
其中，添加扰动因素的扰动强度值根据扰动因素的个数成正比例关系，
Figure 861863DEST_PATH_IMAGE133
；
Figure 563103DEST_PATH_IMAGE134
表示第
Figure 184619DEST_PATH_IMAGE135
个扰动因素扰动强度值；
Figure 400837DEST_PATH_IMAGE136
表示扰动因素的个数；
Figure 752183DEST_PATH_IMAGE135
表示参数；添加扰动因素越多，则添加扰动因素的扰动强度值越大；撤掉机组的影响强度值与撤掉机组的个数撤掉机组的影响强度值程正比例关系；
Figure 432563DEST_PATH_IMAGE137
；
Figure 843953DEST_PATH_IMAGE138
表示撤掉机组的个数；
Figure 547467DEST_PATH_IMAGE139
表示撤掉单个机组的影响强度系数；撤掉机组的个数越多，撤掉机组的影响强度值越大。
其中，系统风险指数的计算公式如下：
Figure 561559DEST_PATH_IMAGE140
；
其中，
Figure 237391DEST_PATH_IMAGE141
和
Figure 616420DEST_PATH_IMAGE142
均为函数；
Figure 135126DEST_PATH_IMAGE143
；
Figure 562696DEST_PATH_IMAGE144
表示数据信任因子；
Figure 155352DEST_PATH_IMAGE145
表示数据安全因子；
Figure 3484DEST_PATH_IMAGE146
表示数据波动因子；
Figure 681590DEST_PATH_IMAGE147
表示系统故障因子。
具体的，振荡风险值
Figure 178431DEST_PATH_IMAGE148
的计算公式为：
Figure 687910DEST_PATH_IMAGE149
；其中，
Figure 612003DEST_PATH_IMAGE150
表示主母线的阻抗值；
Figure 511826DEST_PATH_IMAGE151
表示实测主母线电压值；
Figure 405833DEST_PATH_IMAGE152
表示实测主母线电流值。振荡风险值
Figure 973080DEST_PATH_IMAGE153
的计算方法与振荡风险值
Figure 68075DEST_PATH_IMAGE154
的计算方法相同。
步骤S433，根据多组评估组的抗冲击能力值，计算风电并网抗冲击能力值。
具体的，风电并网抗冲击能力值等于多组评估组的抗冲击能力值的平均值。
步骤S5,将获取风电并网频率响应评估结果进行网络共享。
实施例二
如图3所示，本申请提供一种风电并网频率响应评估系统100，该系统包括：
闭环频率响应模型建立模块10，用于预先在风电并网的发电站建立闭环频率响应模型；
数据采集模块20，用于基于闭环频率响应模型，采集发电站不同机组方案下添加不同扰动因素方案的第一频率响应数据；
数据采集模块20还用于基于闭环频率响应模型，采集发电站未添加扰动因素方案情况下撤掉不同机组方案后的第二频率响应数据；
数据采集模块20包括前置采集交换机和主网络交换机，网络采用冗余交换式以太网结构。网络交换速率采用100M/1000M自适应，用以支持动态平衡双网技术，封装底层网络数据传输，实现服务器和工作站各个节点之间透明的网络数据传输。
数据传输模块，用于将数据采集模块20采集的数据传输给数据分析评估模块30。数据传输模块采用TCP/IP协议的分布式网络管理软件，可灵活扩展并与各种网络设备相匹配。数据传输模块采用动态双网平衡分流技术，正常工作时采用两个网段同时进行数据传输，异常情况下则通过动态网络路径管理将两个网段数据流合并。
数据分析评估模块30，用于根据第一频率响应数据和第二频率响应数据，获取风电并网频率响应评估结果；
评估结果共享模块40，用于将获取风电并网频率响应评估结果进行网络共享。
本申请实现的有益效果如下：
（1）本申请对单个发电站的频率响应情况进行分析，采集添加不同的扰动因素方案后风电并网的频率响应数据和撤掉机组后的频率响应数据，通过对两种情况下采集频率响应数据进行分析，进而获得风电并网的抗干扰冲击能力值和稳定性，提高了计算的准确度。
（2）本申请对频率响应数据按照不同的响应阶段采集的数据划分为多组数据，并为多组数据建立索引标识，根据需要获取参数的响应阶段通过索引标识直接到相应的响应阶段进行获取，提高了数据获取的速度。
上所述仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种风电并网频率响应评估方法，其特征在于，该方法包括如下步骤:
预先在风电并网的发电站建立闭环频率响应模型；
基于闭环频率响应模型，采集发电站不同机组方案下添加不同扰动因素方案的第一频率响应数据；
基于闭环频率响应模型，采集发电站未添加扰动因素方案情况下撤掉不同机组方案后的第二频率响应数据；
根据第一频率响应数据和第二频率响应数据，获取风电并网频率响应评估结果；
其中，建立闭环频率响应模型如下：
Figure 330089DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure 135234DEST_PATH_IMAGE002
表示系统输入值；
Figure 985378DEST_PATH_IMAGE003
表示系统输出频率值；
Figure 825158DEST_PATH_IMAGE004
表示风电机组调频反馈值；
Figure 836976DEST_PATH_IMAGE005
表示汽轮机组调频反馈值；
Figure 129417DEST_PATH_IMAGE006
表示风电机组反馈误差因子；
Figure 720936DEST_PATH_IMAGE007
表示汽轮机组反馈误差因子；
Figure 211960DEST_PATH_IMAGE008
表示系统总惯性常数；
Figure 597942DEST_PATH_IMAGE009
表示系统响应误差系数；
Figure 439996DEST_PATH_IMAGE010
表示系统负荷调节效应系数。
2.根据权利要求1所述的风电并网频率响应评估方法，其特征在于，风电机组调频反馈值
Figure 569626DEST_PATH_IMAGE011
的计算公式如下：
Figure 915157DEST_PATH_IMAGE012
；
其中，
Figure 737619DEST_PATH_IMAGE013
表示第
Figure 801390DEST_PATH_IMAGE013
个风电机，
Figure 290DEST_PATH_IMAGE014
表示风电机的总个数；
Figure 138011DEST_PATH_IMAGE015
表示第
Figure 429577DEST_PATH_IMAGE013
个风电机是否被撤掉，若是，则
Figure 183906DEST_PATH_IMAGE016
等于0，否则，
Figure 717656DEST_PATH_IMAGE017
等于1；
Figure 975462DEST_PATH_IMAGE018
表示第
Figure 202044DEST_PATH_IMAGE019
个风电机的扰动因素影响值；
Figure 912511DEST_PATH_IMAGE020
表示第
Figure 249951DEST_PATH_IMAGE021
个风电机机械功率增益；
Figure 627843DEST_PATH_IMAGE022
表示第
Figure 759747DEST_PATH_IMAGE023
个风电机组的虚拟惯性时间常数；
Figure 223090DEST_PATH_IMAGE024
表示第
Figure 98642DEST_PATH_IMAGE013
个风电机组下垂系数。
3.根据权利要求1所述的风电并网频率响应评估方法，其特征在于，汽轮机组调频反馈值
Figure 596619DEST_PATH_IMAGE025
的计算公式如下：
Figure 633845DEST_PATH_IMAGE026
；
其中，
Figure 850063DEST_PATH_IMAGE027
表示第
Figure 466989DEST_PATH_IMAGE027
个汽轮机；
Figure 616211DEST_PATH_IMAGE028
表示汽轮机的总个数；
Figure 293180DEST_PATH_IMAGE029
表示第
Figure 29317DEST_PATH_IMAGE030
个汽轮机是否被撤掉，若是，则
Figure 184355DEST_PATH_IMAGE031
等于0，否则，
Figure 453662DEST_PATH_IMAGE032
等于1；
Figure 35953DEST_PATH_IMAGE033
表示第
Figure 757921DEST_PATH_IMAGE027
个汽轮机的扰动因素影响值；
Figure 716650DEST_PATH_IMAGE034
表示第
Figure 840464DEST_PATH_IMAGE035
个汽轮机机械功率增益；
Figure 859235DEST_PATH_IMAGE036
表示第
Figure 271762DEST_PATH_IMAGE027
个三汽轮机高压缸输出功率占汽轮机总输出功率的比值；
Figure 830920DEST_PATH_IMAGE037
表示第
Figure 746923DEST_PATH_IMAGE027
个汽轮机再热时间常数；
Figure 998913DEST_PATH_IMAGE038
为复数，由系统输出值经过拉普拉斯反变换获得；
Figure 633156DEST_PATH_IMAGE039
表示第
Figure 996005DEST_PATH_IMAGE027
个汽轮机调频因子。
4.根据权利要求1所述的风电并网频率响应评估方法，其特征在于，采集第一频率响应数据的方法包括如下步骤：
在发电站的机组上依次添加不同的扰动因素方案；
采集发电站处添加不同扰动因素方案后对应的第一频率响应数据；
识别第一频率响应数据的频率响应类型；
根据频率响应类型的不同，将第一频率响应数据划分为第一惯性响应数据、第一一次调频响应数据和第一二次调频响应数据。
5.根据权利要求1所述的风电并网频率响应评估方法，其特征在于，采集第二频率响应数据的方法包括如下步骤：
在发电站处依次撤掉不同机组方案；
采集发电站处依次撤掉不同机组方案对应的第二频率响应数据；
识别第二频率响应数据的频率响应类型；
根据频率响应类型的不同，将第二频率响应数据划分为第二惯性响应数据、第二一次调频响应数据和第二二次调频响应数据。
6.根据权利要求1所述的风电并网频率响应评估方法，其特征在于，对风电并网频率响应进行分析评估的方法包括如下步骤：
根据第一频率响应数据，计算各个发电站添加扰动因素后的第一频率响应评价值；
根据第二频率响应数据，计算各个发电站撤掉不同机组方案的第二频率响应评价值；
根据第一频率响应评价值和第二频率响应评价值计算风电并网抗冲击能力值。
7.根据权利要求6所述的风电并网频率响应评估方法，其特征在于，计算风电并网抗冲击能力值的方法包括如下步骤：
将多组第一频率响应评价值和多组第二频率响应评价值进行两两一组的无重复分组方式进行分组，形成评估组;
根据每个评估组中的第一频率响应评价值和第二频率响应评价值计算每组评估组的抗冲击能力值;
根据多组评估组的抗冲击能力值，计算风电并网抗冲击能力值。
8.根据权利要求6所述的风电并网频率响应评估方法，其特征在于，第一频率响应评价值和第二频率响应评价值均包括最低点频率、稳态频率、最低点频率响应值、稳态频率响应值、频率初始下降率、频率的平均变化率和频率偏移最大量。
9.一种风电并网频率响应评估系统，其特征在于，该系统包括：
闭环频率响应模型建立模块，用于预先在风电并网的发电站建立闭环频率响应模型；
数据采集模块，用于基于闭环频率响应模型，采集发电站不同机组方案下添加不同扰动因素方案的第一频率响应数据；
数据采集模块还用于基于闭环频率响应模型，采集发电站未添加扰动因素方案情况下撤掉不同机组方案后的第二频率响应数据；
数据分析评估模块，用于根据第一频率响应数据和第二频率响应数据，获取风电并网频率响应评估结果；
评估结果共享模块，用于将获取风电并网频率响应评估结果进行网络共享；
其中闭环频率响应模型建立模块中，建立闭环频率响应模型如下：
Figure 766514DEST_PATH_IMAGE040
；
其中，
Figure 189406DEST_PATH_IMAGE041
表示系统输入值；
Figure 576525DEST_PATH_IMAGE042
表示系统输出频率值；
Figure 415168DEST_PATH_IMAGE043
表示风电机组调频反馈值；
Figure 869545DEST_PATH_IMAGE044
表示汽轮机组调频反馈值；
Figure 401020DEST_PATH_IMAGE045
表示风电机组反馈误差因子；
Figure 806594DEST_PATH_IMAGE046
表示汽轮机组反馈误差因子；
Figure 714507DEST_PATH_IMAGE047
表示系统总惯性常数；
Figure 521926DEST_PATH_IMAGE048
表示系统响应误差系数；
Figure 224303DEST_PATH_IMAGE049
表示系统负荷调节效应系数。
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