CN113471987A - 一种用于确定水光互补系统的高频切机方案的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于确定水光互补系统的高频切机方案的方法及系统，包括：根据预设的备切机组的切机选取规则，确定不同类型的备切机组的切除优先级；确定满足水光互补系统频率稳定需求和不同类型机组频率波动耐受能力的约束条件，构建目标函数；确定最严重工况下系统的最大功率盈余量为总切机需求量，并根据所述总切机需求量、约束条件和目标函数获取不同类型的备切机组对应的总切机容量；确定功率盈余差额，并根据总切机需求量和功率盈余差额确定高频切机轮次；根据所述高频切机轮次、预设的切机用启动频率、总切机容量、总切机需求量和预设的切机延时确定高频切机方案。

Description

一种用于确定水光互补系统的高频切机方案的方法及系统
技术领域
本发明涉及电力系统控制技术领域，并且更具体地，涉及一种用于确定水光互补系统的高频切机方案的方法及系统。
背景技术
随着我国西电东送战略逐步实施，西南、西北、云南等送端电网外送规模日益增大，一旦外送通道发生故障，送端电网将面临高频风险，高频切机作为防止严重故障特别是孤网后电网频率崩溃的第三道防线措施日益引起重视。以风电、光伏为代表的新能源机组涉频特性与常规机组存在差异，随着电网新能源渗透率不断提升，电网等效惯量水平不断降低，相同扰动下电网频率波动更为剧烈，现有高频切机方案的有效性难以保证；另一方面，支撑新能源机组稳定运行需要配置一定容量的常规水、火电机组，目前大电网高频切机方案中的备切机组多为常规水、火电机组，随着新能源并网容量不断增大，在高频切机方案中大量切除常规水、火电机组将严重影响故障后电网的稳定运行。
因此，计及新能源的多类型机组高频切机策略研究日益成为研究热点，以通过切除部分新能源机组以减少所需常规水、火电机组切机量，错的那个人满足故障后电网对常规机组稳定支撑能力的需求。
发明内容
本发明提出一种用于确定水光互补系统的高频切机方案的方法及系统，以解决如何确定水光互补系统的高频切机方案的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种用于确定水光互补系统的高频切机方案的方法，所述方法包括：
根据预设的备切机组的切机选取规则，确定不同类型的备切机组的切除优先级；
确定满足水光互补系统频率稳定需求和不同类型机组频率波动耐受能力的约束条件，构建满足所述约束条件下实现暂态/稳态频率偏差以及稳态频率恢复时间最小化的目标函数；
确定最严重工况下系统的最大功率盈余量为总切机需求量，并根据所述总切机需求量、约束条件和目标函数进行仿真，以获取不同类型的备切机组对应的总切机容量；
根据不同工况下系统的功率盈余量确定功率盈余差额，并根据所述总切机需求量和功率盈余差额确定高频切机轮次；
根据所述高频切机轮次、预设的切机用启动频率、不同类型的备切机组对应的总切机容量、总切机需求量和预设的切机延时确定高频切机方案。
优选地，其中所述预设的备切机组的切机选取规则，包括：优先选择无频率调节能力的机组，保留有频率调节能力的机组，满足系统稳态频率调节需求；其次选择无惯量响应能力的机组，保留具备惯量响应能力的机组，满足系统暂态频率调节需求。
优选地，其中所述约束条件为：
Figure BDA0003089588020000021
所述目标函数为：
Figure BDA0003089588020000022
其中，fmin为频率波动最低值，k为防止触发低频减载动作的频率预留裕度；t为频率f在(fmax-transient-g,fmax-g)范围内的允许持续时间；t1为允许持续时间阈值；fUFLS为低频减载动作门槛值；fmax-g为水、光机组频率波动耐受值上限；fstable-g-min为水、光机组频率持续运行范围下限；fstable-g-max为水、光机组频率持续运行范围上限；fmax-transient-g为水、光机组频率波动耐受暂态值上限，t1为对应的允许的水、光机组频率超过波动耐受暂态值上限的时间，；fstable为稳态恢复频率；Δfm为暂态频率偏差；fmax为频率波动最高值；f0为故障前系统频率；Δfs为稳态频率偏差；fn为额定频率；tc为稳态频率恢复时间，为持续频率偏差不超过0.1Hz的时刻。
优选地，其中所述根据所述总切机需求量和功率盈余差额确定高频切机轮次，包括：
N＝Pmax/ΔP，
其中，N为高频切机轮次；Pmax为总切机需求量；ΔP为功率盈余差额。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于确定水光互补系统的高频切机方案的系统，所述系统包括：
启动频率确定单元，用于根据预设的备切机组的切机选取规则，确定不同类型的备切机组的切除优先级；
目标函数和约束条件确定单元，用于确定满足水光互补系统频率稳定需求和不同类型机组频率波动耐受能力的约束条件，构建满足所述约束条件下实现暂态/稳态频率偏差以及稳态频率恢复时间最小化的目标函数；
总切机容量确定单元，用于确定最严重工况下系统的最大功率盈余量为总切机需求量，并根据所述总切机需求量、约束条件和目标函数进行仿真，以获取不同类型的备切机组对应的总切机容量；
切机轮次确定单元，用于根据不同工况下系统的功率盈余量确定功率盈余差额，并根据所述总切机需求量和功率盈余差额确定高频切机轮次；
高频切机方案确定单元，用于根据所述高频切机轮次、预设的切机用启动频率、不同类型的备切机组对应的总切机容量、总切机需求量和预设的切机延时确定高频切机方案。
优选地，其中所述预设的备切机组的切机选取规则，包括：优先选择无频率调节能力的机组，保留有频率调节能力的机组，满足系统稳态频率调节需求；其次选择无惯量响应能力的机组，保留具备惯量响应能力的机组，满足系统暂态频率调节需求。
优选地，其中所述约束条件为：
Figure BDA0003089588020000041
所述目标函数为：
Figure BDA0003089588020000042
其中，fmin为频率波动最低值，k为防止触发低频减载动作的频率预留裕度；t为频率f在(fmax-transient-g,fmax-g)范围内的允许持续时间；t1为允许持续时间阈值；fUFLS为低频减载动作门槛值；fmax-g为水、光机组频率波动耐受值上限；fstable-g-min为水、光机组频率持续运行范围下限；fstable-g-max为水、光机组频率持续运行范围上限；fmax-transient-g为水、光机组频率波动耐受暂态值上限，t1为对应的允许的水、光机组频率超过波动耐受暂态值上限的时间，；fstable为稳态恢复频率；Δfm为暂态频率偏差；fmax为频率波动最高值；f0为故障前系统频率；Δfs为稳态频率偏差；fn为额定频率；tc为稳态频率恢复时间，为持续频率偏差不超过0.1Hz的时刻。
优选地，其中所述切机轮次确定单元，根据所述总切机需求量和功率盈余差额确定高频切机轮次，包括：
N＝Pmax/ΔP，
其中，N为高频切机轮次；Pmax为总切机需求量；ΔP为功率盈余差额。
本发明提供了一种用于确定水光互补系统的高频切机方案的方法及系统，提出了高频切机中不同类型的备切机组的切机选取规则，建立了计及电网频率波动允许范围和机组频率耐受能力约束的频率波动评价指标，并通过各类型的备切机组的总量协调、分轮次优化整定确定基于涉频特性差异的水光互补系统的高频切机方案；本发明的方法能够应对潜在的高频风险，提升电网安全稳定运行水平。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明实施方式的用于确定水光互补系统的高频切机方案的方法100的流程图；
图2为根据本发明实施方式的频率波动评价曲线的示意图；
图3为根据本发明实施方式的水光互补局部电网的示意图；
图4为根据本发明实施方式的用于确定水光互补系统的高频切机方案的系统400的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明实施方式的用于确定水光互补系统的高频切机方案的方法100的流程图。如图1所示，本发明实施方式提供的用于确定水光互补系统的高频切机方案的方法，提出了高频切机中不同类型的备切机组的切机选取规则，建立了计及电网频率波动允许范围和机组频率耐受能力约束的频率波动评价指标，并通过各类型的备切机组的总量协调、分轮次优化整定确定基于涉频特性差异的水光互补系统的高频切机方案，能够应对潜在的高频风险，提升电网安全稳定运行水平。本发明实施方式提供的用于确定水光互补系统的高频切机方案的方法100，从步骤101处开始，在步骤101根据预设的备切机组的切机选取规则，确定不同类型的备切机组的切除优先级。
优选地，其中所述预设的备切机组的切机选取规则，包括：优先选择无频率调节能力的机组，保留有频率调节能力的机组，满足系统稳态频率调节需求；其次选择无惯量响应能力的机组，保留具备惯量响应能力的机组，满足系统暂态频率调节需求。
在本发明中，为保证水光互补系统尽可能保持频率稳定和调频能力，减少功率随机波动等二次影响，根据各类机组的涉频特性差异，确定高频切机中不同类型的备切机组的选择的切机选取规则为：首先优先选择无频率调节能力的机组，保留有频率调节能力的机组，满足系统稳态频率调节需求。其次优先选择无惯量响应能力的机组，保留具备惯量响应能力的机组，满足系统暂态频率调节需求。
以图3所示的水光互补系统为例，通过调研确定该水电互补系统电源组成及各类电源射频特性如表1所示，故基于备切机组的切机选取规则可以确定，首先优先切除无频率调节能力的小水电，其次优先切除无惯量支撑能力的光伏机组。因此，针对图3所示的水光互补局部电网，备切机组的优先级依次为小水电、光伏机组和梯级水电。
表1水电互补系统电源组成及各类电源射频特性
机组类型 惯量支撑 调频能力
梯级水电 有 有
小水电 有 无
光伏 无 有
在步骤102，确定满足水光互补系统频率稳定需求和不同类型机组频率波动耐受能力的约束条件，构建满足所述约束条件下实现暂态/稳态频率偏差以及稳态频率恢复时间最小化的目标函数。
优选地，其中所述约束条件为：
Figure BDA0003089588020000061
所述目标函数为：
Figure BDA0003089588020000071
其中，fmin为频率波动最低值，k为防止触发低频减载动作的频率预留裕度；t为频率f在(fmax-transient-g,fmax-g)范围内的允许持续时间；t1为允许持续时间阈值；fUFLS为低频减载动作门槛值；fmax-g为水、光机组频率波动耐受值上限；fstable-g-min为水、光机组频率持续运行范围下限；fstable-g-max为水、光机组频率持续运行范围上限；fmax-transient-g为水、光机组频率波动耐受暂态值上限，t1为对应的允许的水、光机组频率超过波动耐受暂态值上限的时间，；fstable为稳态恢复频率；Δfm为暂态频率偏差；fmax为频率波动最高值；f0为故障前系统频率；Δfs为稳态频率偏差；fn为额定频率；tc为稳态频率恢复时间，为持续频率偏差不超过0.1Hz的时刻。
在本发明中，为了满足频率波动约束的条件下，实现暂态/稳态频率偏差、稳态频率恢复时间的最小化。本发明建立评价指标的数学模型如下：
目标函数为：
Figure BDA0003089588020000072
其中，Δfm为暂态频率偏差，fmax为频率波动最高值，f0为故障前系统频率，Δfs为稳态频率偏差，fstable为稳态恢复频率，fn为额定频率，tc为稳态频率恢复时间(定义为持续频率偏差不超过0.1Hz的时刻)，各变量具体意义参见图2。
结合水光互补系统频率稳定需求和各类型机组频率波动耐受能力，建立约束条件如下：
Figure BDA0003089588020000073
其中，fmin为频率波动最低值，k为防止触发低频减载动作的频率预留裕度；t为频率f在(fmax-transient-g,fmax-g)范围内的允许持续时间；t1为允许持续时间阈值；fUFLS为低频减载动作门槛值；fmax-g为水、光机组频率波动耐受值上限；fstable-g-min为水、光机组频率持续运行范围下限；fstable-g-max为水、光机组频率持续运行范围上限；fmax-transient-g为水、光机组频率波动耐受暂态值上限，t1为对应的允许的水、光机组频率超过波动耐受暂态值上限的时间，；fstable为稳态恢复频率；。
本算例对应的系统中，低频减载动作门槛值fUFLS为49.0Hz；依据《电网运行准则》(GB/T31464-2015)、《电力系统安全稳定导则》(GB38755-2019)及《光伏发电站设计规范》(GB 50797-2012)，水、光机组频率波动耐受值上限fmax-g为51.5Hz；水、光机组频率持续运行范围下限fstable-g-min为49.5Hz；水、光机组频率波动耐受暂态值上限fstable-g-max为50.2Hz；水、光机组频率波动耐受暂态值上限fmax-transient-g为50.5Hz，对应的允许的水、光机组频率超过波动耐受暂态值上限的时间t1为10s。
在步骤103，确定最严重工况下系统的最大功率盈余量为总切机需求量，并根据所述总切机需求量、约束条件和目标函数进行仿真，以获取不同类型的备切机组对应的总切机容量。
在本发明中，确定最严重工况下系统的最大功率盈余量为Pmax，按照保守考虑，即所需总切机量也为Pmax。基于上述条件以式(1)为目标、式(2)为约束条件，通过仿真求得各不同类型的备切机组对应的总切机容量。
在本发明中，在基于备切机组的切机选取规则确定不同类型的备切机组的切除优先级后，在计算最大切机量时，假设用于计算最大切机量的启动频率设置为ftrigger，则对不同类型的备切机组，可以根据优先级从高到低的顺序对备切机组对应的用于计算最大切机量的启动频率以级差Δftrigger依次增加。此处的用于计算最大切机量的启动频率只是用来计算最大切机量，和确定切机方案时的预设的切机用启动频率不同。
在本发明中，为避免有功功率波动等小扰动引起高频切机措施误动，在计算最大切机量时，高频切机第一轮的启动频率阈值一般不低于50.6Hz。例如，在计算最大切机量时，可以将用于计算最大切机量的启动频率ftrigger设置为50.6Hz，级差Δftrigger设置为0.2Hz，则对于图3，当小水电、光伏、梯级水电高频切机的用于计算最大切机量的启动频率分别设置为50.6Hz、50.8Hz和51.0Hz时，可实现各类机组按照优先级顺序切除。
对于图3的水光互补系统，最严重工况为外送功率最大情况下发生联络下N-1故障，系统的功率盈余、频率升高。最严重的功率过剩工况下最大功率盈余量为303MW，按照保守考虑，即所需总切机量Pmax也为303MW。基于上述条件以式(1)为目标、式(2)为约束条件，通过仿真求得各类备切机组对应的切机容量，即小水电67MW，光伏76MW、梯级水电160MW。
在步骤104，根据不同工况下系统的功率盈余量确定功率盈余差额，并根据所述总切机需求量和功率盈余差额确定高频切机轮次。
优选地，其中所述根据所述总切机需求量和功率盈余差额确定高频切机轮次，包括：
N＝Pmax/ΔP，
其中，N为高频切机轮次；Pmax为总切机需求量；ΔP为功率盈余差额。
在本发明中，通过分析不同工况下系统的功率盈余，确定功率盈余差额ΔP，并利用公式Pmax/ΔP确定高频切机轮次。
针对图3所示水光互补系统，需要考虑联网转孤网后，任一110kV线路连锁故障损失部分电源的工况，该工况下不同线路连锁故障导致的电源损失如表2所示。各类情况的有功功率盈余差额约为50MW，Pmax/ΔP为6，因此考虑高频切机方案按照6个轮次配置。
表2联网转孤网后，任一110kV线路连锁故障损失部分电源的工况下，系统功率盈余情况
Figure BDA0003089588020000091
Figure BDA0003089588020000101
在步骤105，根据所述高频切机轮次、预设的切机用启动频率、不同类型的备切机组对应的总切机容量、总切机需求量和预设的切机延时确定高频切机方案。
在本发明中，根据高频切机轮次、预设的切机用启动频率、不同类型的备切机组对应的总切机容量、总切机需求量和预设的切机延时确定高频切机方案。高频切机方案，包括：切机轮次、预设的切机用启动频率、切机延时以及每轮次切机的类型和切机量。为避免有功功率波动等小扰动引起高频切机措施误动，在确定切机方案时高频切机第一轮启动频率阈值一般不低于50.6Hz；高频切机各轮次间的频率阈值级差和延时设置应避免出现误动或超调情况，因此，将级差和延时分别设置为0.1Hz、0.2秒。
对于图3所示的水电互补系统，确定的基于涉频特性差异的高频切机方案如表3所示。
表3基于涉频特性差异的高频切机方案
Figure BDA0003089588020000102
通过本发明的方法基于涉频特性差异得到水光互补系统的高频切机方案并进行配置，能够应对潜在的高频风险，提升电网安全稳定运行水平。
图4为根据本发明实施方式的用于确定水光互补系统的高频切机方案的系统400的结构示意图。如图4所示，本发明实施方式提供的用于确定水光互补系统的高频切机方案的系统400，包括：启动频率确定单元401、目标函数和约束条件确定单元402、总切机容量确定单元403、切机轮次确定单元404和高频切机方案确定单元405。
优选地，所述启动频率确定单元401，用于根据预设的备切机组的切机选取规则，确定不同类型的备切机组的切除优先级。
优选地，其中所述预设的备切机组的切机选取规则，包括：优先选择无频率调节能力的机组，保留有频率调节能力的机组，满足系统稳态频率调节需求；其次选择无惯量响应能力的机组，保留具备惯量响应能力的机组，满足系统暂态频率调节需求。
优选地，所述目标函数和约束条件确定单元402，用于确定满足水光互补系统频率稳定需求和不同类型机组频率波动耐受能力的约束条件，构建满足所述约束条件下实现暂态/稳态频率偏差以及稳态频率恢复时间最小化的目标函数。
优选地，其中所述约束条件为：
Figure BDA0003089588020000111
所述目标函数为：
Figure BDA0003089588020000112
其中，fmin为频率波动最低值，k为防止触发低频减载动作的频率预留裕度；t为频率f在(fmax-transient-g,fmax-g)范围内的允许持续时间；t1为允许持续时间阈值；fUFLS为低频减载动作门槛值；fmax-g为水、光机组频率波动耐受值上限；fstable-g-min为水、光机组频率持续运行范围下限；fstable-g-max为水、光机组频率持续运行范围上限；fmax-transient-g为水、光机组频率波动耐受暂态值上限，t1为对应的允许的水、光机组频率超过波动耐受暂态值上限的时间，；fstable为稳态恢复频率；Δfm为暂态频率偏差；fmax为频率波动最高值；f0为故障前系统频率；Δfs为稳态频率偏差；fn为额定频率；tc为稳态频率恢复时间，为持续频率偏差不超过0.1Hz的时刻。
优选地，所述总切机容量确定单元403，用于确定最严重工况下系统的最大功率盈余量为总切机需求量，并根据所述总切机需求量、约束条件和目标函数进行仿真，以获取不同类型的备切机组对应的总切机容量。
优选地，所述切机轮次确定单元404，用于根据不同工况下系统的功率盈余量确定功率盈余差额，并根据所述总切机需求量和功率盈余差额确定高频切机轮次。
优选地，其中所述切机轮次确定单元404，根据所述总切机需求量和功率盈余差额确定高频切机轮次，包括：
N＝Pmax/ΔP，
其中，N为高频切机轮次；Pmax为总切机需求量；ΔP为功率盈余差额。
优选地，所述高频切机方案确定单元405，用于根据所述高频切机轮次、预设的切机用启动频率、不同类型的备切机组对应的总切机容量、总切机需求量和预设的切机延时确定高频切机方案。
本发明的实施例的用于确定水光互补系统的高频切机方案的系统400与本发明的另一个实施例的用于确定水光互补系统的高频切机方案的方法100相对应，在此不再赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于确定水光互补系统的高频切机方案的方法，其特征在于，所述方法包括：
根据预设的备切机组的切机选取规则，确定不同类型的备切机组的切除优先级；
确定满足水光互补系统频率稳定需求和不同类型机组频率波动耐受能力的约束条件，构建满足所述约束条件下实现暂态/稳态频率偏差以及稳态频率恢复时间最小化的目标函数；
确定最严重工况下系统的最大功率盈余量为总切机需求量，并根据所述总切机需求量、约束条件和目标函数进行仿真，以获取不同类型的备切机组对应的总切机容量；
根据不同工况下系统的功率盈余量确定功率盈余差额，并根据所述总切机需求量和功率盈余差额确定高频切机轮次；
根据所述高频切机轮次、预设的切机用启动频率、不同类型的备切机组对应的总切机容量、总切机需求量和预设的切机延时确定高频切机方案。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的备切机组的切机选取规则，包括：优先选择无频率调节能力的机组，保留有频率调节能力的机组，满足系统稳态频率调节需求；其次选择无惯量响应能力的机组，保留具备惯量响应能力的机组，满足系统暂态频率调节需求。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述约束条件为：
Figure FDA0003089588010000011
所述目标函数为：
Figure FDA0003089588010000021
其中，fmin为频率波动最低值，k为防止触发低频减载动作的频率预留裕度；t为频率f在(fmax-transient-g,fmax-g)范围内的允许持续时间；t1为允许持续时间阈值；fUFLS为低频减载动作门槛值；fmax-g为水、光机组频率波动耐受值上限；fstable-g-min为水、光机组频率持续运行范围下限；fstable-g-max为水、光机组频率持续运行范围上限；fmax-transient-g为水、光机组频率波动耐受暂态值上限，t1为对应的允许的水、光机组频率超过波动耐受暂态值上限的时间，；fstable为稳态恢复频率；Δfm为暂态频率偏差；fmax为频率波动最高值；f0为故障前系统频率；Δfs为稳态频率偏差；fn为额定频率；tc为稳态频率恢复时间，为持续频率偏差不超过0.1Hz的时刻。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述总切机需求量和功率盈余差额确定高频切机轮次，包括：
N＝Pmax/ΔP，
其中，N为高频切机轮次；Pmax为总切机需求量；ΔP为功率盈余差额。
5.一种用于确定水光互补系统的高频切机方案的系统，其特征在于，所述系统包括：
启动频率确定单元，用于根据预设的备切机组的切机选取规则，确定不同类型的备切机组的切除优先级；
目标函数和约束条件确定单元，用于确定满足水光互补系统频率稳定需求和不同类型机组频率波动耐受能力的约束条件，构建满足所述约束条件下实现暂态/稳态频率偏差以及稳态频率恢复时间最小化的目标函数；
总切机容量确定单元，用于确定最严重工况下系统的最大功率盈余量为总切机需求量，并根据所述总切机需求量、约束条件和目标函数进行仿真，以获取不同类型的备切机组对应的总切机容量；
切机轮次确定单元，用于根据不同工况下系统的功率盈余量确定功率盈余差额，并根据所述总切机需求量和功率盈余差额确定高频切机轮次；
高频切机方案确定单元，用于根据所述高频切机轮次、预设的切机用启动频率、不同类型的备切机组对应的总切机容量、总切机需求量和预设的切机延时确定高频切机方案。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述预设的备切机组的切机选取规则，包括：优先选择无频率调节能力的机组，保留有频率调节能力的机组，满足系统稳态频率调节需求；其次选择无惯量响应能力的机组，保留具备惯量响应能力的机组，满足系统暂态频率调节需求。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述约束条件为：
Figure FDA0003089588010000031
所述目标函数为：
Figure FDA0003089588010000032
其中，fmin为频率波动最低值，k为防止触发低频减载动作的频率预留裕度；t为频率f在(fmax-transient-g,fmax-g)范围内的允许持续时间；t1为允许持续时间阈值；fUFLS为低频减载动作门槛值；fmax-g为水、光机组频率波动耐受值上限；fstable-g-min为水、光机组频率持续运行范围下限；fstable-g-max为水、光机组频率持续运行范围上限；fmax-transient-g为水、光机组频率波动耐受暂态值上限，t1为对应的允许的水、光机组频率超过波动耐受暂态值上限的时间，；fstable为稳态恢复频率；Δfm为暂态频率偏差；fmax为频率波动最高值；f0为故障前系统频率；Δfs为稳态频率偏差；fn为额定频率；tc为稳态频率恢复时间，为持续频率偏差不超过0.1Hz的时刻。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述切机轮次确定单元，根据所述总切机需求量和功率盈余差额确定高频切机轮次，包括：
N＝Pmax/ΔP，
其中，N为高频切机轮次；Pmax为总切机需求量；ΔP为功率盈余差额。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114004090A (zh) * 2021-11-02 2022-02-01 中国电力科学研究院有限公司 一种考虑机组涉频特性的高频切机方案递进修正优化方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105226709A (zh) * 2015-10-16 2016-01-06 中国电力科学研究院 一种电网高频切机配置方案中切除发电机顺序的选取方法
CN105279568A (zh) * 2014-12-25 2016-01-27 贵州电网公司电力调度控制中心 一种电力系统高频切机策略整定方法
CN108964068A (zh) * 2018-07-13 2018-12-07 华北电力大学（保定） 一种适应不同功率缺额的低频减载方案整定方法
CN110266039A (zh) * 2019-05-29 2019-09-20 南京理工大学 考虑风电功率波动和切机切负荷干扰下一次调频的调速器参数优化方法
CN111525598A (zh) * 2020-05-12 2020-08-11 国网四川省电力公司经济技术研究院 一种抑制送端电网高频问题的优化切机容量获取方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105279568A (zh) * 2014-12-25 2016-01-27 贵州电网公司电力调度控制中心 一种电力系统高频切机策略整定方法
CN105226709A (zh) * 2015-10-16 2016-01-06 中国电力科学研究院 一种电网高频切机配置方案中切除发电机顺序的选取方法
CN108964068A (zh) * 2018-07-13 2018-12-07 华北电力大学（保定） 一种适应不同功率缺额的低频减载方案整定方法
CN110266039A (zh) * 2019-05-29 2019-09-20 南京理工大学 考虑风电功率波动和切机切负荷干扰下一次调频的调速器参数优化方法
CN111525598A (zh) * 2020-05-12 2020-08-11 国网四川省电力公司经济技术研究院 一种抑制送端电网高频问题的优化切机容量获取方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114004090A (zh) * 2021-11-02 2022-02-01 中国电力科学研究院有限公司 一种考虑机组涉频特性的高频切机方案递进修正优化方法
CN114004090B (zh) * 2021-11-02 2024-03-22 中国电力科学研究院有限公司 一种考虑机组涉频特性的高频切机方案递进修正优化方法

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