CN114362148A - 一种应对新能源暂态不确定性的紧急控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应对新能源暂态不确定性的紧急控制方法及装置，属于电力系统及其自动化技术领域。该方法包括：找出可能导致新能源脱网的交流N‑1、N‑2故障及直流换相失败等故障；分析识别新能源暂态低穿最大持续时间T；制定适应不同暂态频率变化率的离线控制策略；根据电网实际故障和暂态频率变化率匹配频率稳定紧急控制策略进行系统控制。利用本发明能够实现电网频率安控策略关于暂态频率变化的自适应调整，实现了应对故障后新能源脱网不确定性自适应紧急控制，提高了电网紧急控制水平。
Description
技术领域
本发明涉及电网安全稳定运行控制技术领域，特别是一种应对新能源暂态不确定性的紧急控制方法及装置。
背景技术
“双碳”背景下，构建以新能源为主的新型电力系统已成为我国电力发展目标，新能源、直流等电力电子设备的大量接入下，电力系统有功平衡方式逐渐由电磁耦合向电电转换为主转变，电力电子设备暂态不确定性和快速转变特性导致电网稳定特性越来越复杂和演化的不可预测性。一方面，新能源暂态低穿极易引发大规模有功瞬时性跌落，加大了电网控制难度，另一方面，新能源耐频耐压能力低，在频率或电压暂态大幅波动情况下极易发生大规模脱网，尤其是特高压直流近区，无论是交流短路故障还是直流本体换相失败等故障均会导致直流功率发生大幅波动，进而造成系统频率和电压发生剧烈波动。
通过故障事件触发，匹配电网实际工况后根据前馈控制律按离线预设的固定策略对各类控制对象执行控制是我国电力系统现有紧急控制采用的主要方式。受电网方式多样化影响，上述离线控制策略匹配的电网方式特征一般仅考虑与电网稳定特性及控制量紧密相关的电气量，而通过保守控制来应对其他方式因素或电网非线性对前馈控制律的影响，实际操作中，通常会考虑以恶劣严重方式来制定控制策略，因此，当电网方式随机因素(新能源出力、新能源涉网参数、耐压耐频能力等)导致其暂态特性变化较大，传统保守控制策略将可能存在过控问题，单纯依赖于前馈控制律的紧急控制无法有效适应。
发明内容
本发明的目的是提供一种应对新能源暂态不确定性的紧急控制方法及装置，能够应对新能源低穿、脱网等不确定性对紧急控制影响，防止过控，提高新能源电网频率稳定控制水平。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种应对新能源暂态不确定性的紧急控制方法，包括：
获取导致电网新能源脱网的潜在故障集F；
针对潜在故障集F中的每一个故障，制定适应不同暂态频率变化率的离线控制策略，形成离线控制策略表；
基于故障后频率响应监视窗口内的系统暂态频率变化率，从制定的离线控制策略表选择离线控制策略进行系统紧急控制。
进一步的，所述获取导致电网新能源脱网的潜在故障集F，包括：
基于电网机电仿真数据，以新能源满发和常规机组小开机为典型方式，仿真分析以下至少一种故障后暂态电压及频率响应特性，得到超过新能源耐频耐压能力的潜在故障集F；所述故障包括：交流N-1、N-2、直流换相失败、再启动。
进一步的，还包括：
根据电网频率稳定标准，从潜在故障集F中找出导致系统频率失稳的频率失稳故障集M，以及由剩余故障形成频率稳定故障集N。
进一步的，所述制定适应不同暂态频率变化率的离线控制策略，包括：
针对频率失稳故障集M中故障，基于典型方式下频率失稳故障Mi后全网新能源场站并网点电压UNW轨迹特征识别与频率失稳故障Mi关联的潜在脱网的新能源，统计与潜在脱网的新能源总量PNW；以及针对不考虑新能源脱网的频率失稳故障Mi的控制策略，计算典型方式下增加该故障后稳态恢复频率0.2Hz所需额外的控制量ΔP0.2Hz；
按照每增加ΔP0.2Hz为一档对潜在脱网的新能源总量PNW和关联故障设备功率Pi进行功率分档，对应每一档新能源脱网量设为
关联故障设备功率为Pi λ，k、λ分别代表新能源脱网量和关联故障设备功率的档位；
对典型方式进行潮流调整，得到对应关联故障设备在功率档位λ的潮流方式
计算潮流方式
下关联故障设备在功率档位λ故障后叠加不同新能源脱网量档位
情况下暂态时间[Ti，Ti+Tset]内的系统暂态频率变化率
得到关联该频率失稳故障Mi在设备功率为Pi λ和暂态时间[Ti，Ti+Tset]内暂态频率变化率的离线控制策略Pi e-λ：
其中，
分别表示暂态时刻Ti+Tset、Ti的频率值，Ti为关联频率失稳故障Mi的新能源发电设备暂态低穿最大持续时间，Tset为为预设的频率响应监视窗口时长，α为对应新能源脱网量
的追加控制量系数；
针对频率失稳故障集M中频率稳定故障Nj，基于典型方式下通过功率摄动法，设每次考虑新能源脱网功率为ΔPj，基于电力系统量化分析软件FASTEST计算该故障Nj后每次新能源脱网功率摄动后电网频率安全稳定裕度
直至
得到满足
的新能源脱网功率Pjτ，τ为新能源脱网功率摄动次数；
计算故障Nj后不同新能源脱网量Pjτ情况下暂态时间[Tj，Tj+Tset]内的系统暂态频率变化率
以保证系统频率安全稳定为约束，得到关联故障Nj在暂态时间[Tj，Tj+Tset]内暂态频率变化率的离线控制策略：
β为对应新能源脱网量Pjτ的控制量系数，Tj为关联频率稳定故障Nj的新能源发电设备暂态低穿最大持续时间。
进一步的，还包括，
针对频率失稳故障集M中频率失稳故障Mi，基于典型方式数据进行潮流调整，不断降低关联故障设备功率Pi，设每次降低其送电功率为ΔPi，每次方式调整后基于电力系统量化分析软件FASTEST计算该设备故障后电网频率安全稳定裕度
直至
为止，χ为方式调整次数；
将满足
的关联故障设备功率Piχ记为Pi-mset，作为对应频率失稳故障Mi的安控动作启动值；
以保证系统频率安全稳定为约束，计算每次方式调整后对应该关联故障设备功率Piχ的紧急控制措施量
并计算控制系数
在不考虑新能源脱网情况下，得到频率失稳故障Mi的频率紧急控制策略：
Pi e＝Ki-mset×(Pi-Pi-mset)，
其中，Pi e为控制措施量，Ki-mset为所有控制系数中最大值。
进一步的，所述基于故障后频率响应监视窗口内的系统暂态频率变化率，从制定的离线控制策略表选择离线控制策略进行系统紧急控制，包括：
以实际暂态频率变化率绝对值最接近且超过离线控制策略表中暂态频率变化率的绝对值为原则，从离线控制策略表中选择符合所述原则的离线控制策略，发给控制对象进行紧急控制。
本发明还提供一种应对新能源暂态不确定性的紧急控制装置，包括：
数据获取模块，用于获取导致电网新能源脱网的潜在故障集F；
策略制定模块，针对潜在故障集F中的每一个故障，制定适应不同暂态频率变化率的离线控制策略，形成离线控制策略表；
以及，
控制模块，用于基于故障后频率响应监视窗口内的系统暂态频率变化率，从制定的离线控制策略表选择离线控制策略进行系统紧急控制。
进一步的，所述数据获取模块具体用于，
基于电网机电仿真数据，以新能源满发和常规机组小开机为典型方式，仿真分析以下至少一种故障后暂态电压及频率响应特性，得到超过新能源耐频耐压能力的潜在故障集F；所述故障包括：交流N-1、N-2、直流换相失败、再启动；
根据电网频率稳定标准，从潜在故障集F中找出导致系统频率失稳的频率失稳故障集M，以及由剩余故障形成频率稳定故障集N。
进一步的，所述策略制定模块具体用于，
针对频率失稳故障集M中故障，基于典型方式下频率失稳故障Mi后全网新能源场站并网点电压UNW轨迹特征识别与频率失稳故障Mi关联的潜在脱网的新能源，统计与潜在脱网的新能源总量PNW；以及针对不考虑新能源脱网的频率失稳故障Mi的控制策略，计算典型方式下增加该故障后稳态恢复频率0.2Hz所需额外的控制量ΔP0.2Hz；
按照每增加ΔP0.2Hz为一档对潜在脱网的新能源总量PNW和关联故障设备功率Pi进行功率分档，对应每一档新能源脱网量设为
关联故障设备功率为Pi λ，k、λ分别代表新能源脱网量和关联故障设备功率的档位；
对典型方式进行潮流调整，得到对应关联故障设备在功率档位λ的潮流方式
计算潮流方式
下关联故障设备在功率档位λ故障后叠加不同新能源脱网量档位
情况下暂态时间[Ti，Ti+Tset]内的系统暂态频率变化率
得到关联该频率失稳故障Mi在设备功率为Pi λ和暂态时间[Ti，Ti+Tset]内暂态频率变化率的离线控制策略Pi e-λ：
其中，
分别表示暂态时刻Ti+Tset、Ti的频率值，Ti为关联频率失稳故障Mi的新能源发电设备暂态低穿最大持续时间，Tset为为预设的频率响应监视窗口时长，α为对应新能源脱网量
的追加控制量系数；
针对频率失稳故障集M中频率稳定故障Nj，基于典型方式下通过功率摄动法，设每次考虑新能源脱网功率为ΔPj，基于电力系统量化分析软件FASTEST计算该故障Nj后每次新能源脱网功率摄动后电网频率安全稳定裕度
直至
得到满足
的新能源脱网功率Pjτ，τ为新能源脱网功率摄动次数；
计算故障Nj后不同新能源脱网量Pjτ情况下暂态时间[Tj，Tj+Tset]内的系统暂态频率变化率
以保证系统频率安全稳定为约束，得到关联故障Nj在暂态时间[Tj，Tj+Tset]内暂态频率变化率的离线控制策略：
β为对应新能源脱网量Pjτ的控制量系数，Tj为关联频率稳定故障Nj的新能源发电设备暂态低穿最大持续时间。
进一步的，所述控制模块具体用于，
以实际暂态频率变化率绝对值最接近且超过离线控制策略表中暂态频率变化率的绝对值为原则，从离线控制策略表中选择符合所述原则的离线控制策略，发给控制对象进行紧急控制。
本发明的有益效果如下：
本发明通过在故障分析识别新能源暂态低穿行为最大持续时间T基础上，采集T时间后电网暂态频率变化率，匹配离线基于暂态频率变化率的安控分析策略，实现电网频率安控策略关于暂态频率变化的自适应调整，实现了应对故障后新能源脱网不确定性自适应紧急控制，避免过控，提高了电网紧急控制水平。
附图说明
图1为本发明提供的应对新能源暂态不确定性的紧急控制方法流程。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明实施例提供一种应对新能源暂态不确定性的紧急控制方法，包括：
获取导致电网新能源脱网的潜在故障集F；
识别所获取的潜在故障集F中各故障暂态过程中各类新能源发电设备的暂态低穿最大持续时间T；
针对潜在故障集F中的每一个故障，制定适应不同暂态频率变化率的离线控制策略；
基于故障后频率响应监视窗口内的系统暂态频率变化率，从制定的离线控制策略表选择离线控制策略进行系统紧急控制。
作为一种优选的实施方式，获取导致电网新能源脱网的潜在故障集F具体实现过程如下：
基于电网机电仿真数据，以新能源满发和常规机组小开机为典型方式，仿真分析交流N-1、N-2及直流换相失败、再启动等故障后暂态电压及频率响应特性，得到超过新能源耐频耐压能力的潜在故障集F；
考虑电网频率稳定标准，从潜在故障集F中找出导致系统频率失稳的频率失稳故障集M，以及由剩余故障形成频率稳定故障集N。
应该知道，常规机组小开机是指，满足系统有功平衡和无功电压控制要求、有功和无功储备要求的常规机组最少的开机要求。
作为一种优选的实施方式，基于电力系统机电仿真软件，通过监视典型方式下潜在故障集F中各故障暂态过程中各类新能源发电设备暂态低穿有功响应曲线，识别出关联各故障的新能源发电设备暂态低穿最大持续时间T。
作为一种优选的实施方式，制定适应不同暂态频率变化率的离线控制策略具体实现过程如下：
(1)针对频率失稳故障集M中故障Mi，(i代表故障序号)，在不考虑新能源脱网情况下，根据典型方式频率特性，制定频率紧急控制策略，包括安控动作启动值和安控动作系统值。具体如下：
1-1)针对频率失稳故障Mi，基于典型方式数据进行潮流调整，不断降低故障关联故障设备功率Pi，设每次降低其送电功率为ΔPi，每次方式调整后基于电力系统量化分析软件FASTEST计算该设备故障后电网频率安全稳定裕度
直至
为止，χ为方式调整次数。
1-2)将满足
的关联故障设备功率Piχ记为Pi-mset，Pi-mset即为对应频率失稳故障Mi的安控动作启动值。
1-3)以保证系统频率安全稳定为约束，计算每次方式调整后对应该关联故障设备功率Piχ的紧急控制措施量
并计算控制系数
1-4)将所有控制系数中最大值记为安控动作系数值Ki-mset。
1-5)不考虑新能源脱网情况下，对应该故障Mi的频率紧急控制策略为：
Pi e＝Ki-mset×(Pi-Pi-mset)，其中，Pi e为控制措施量。
在此基础上，考虑新能源不同的暂态脱网量和对应故障Mi后暂态时间[Ti，Ti+Tset]内暂态频率变化率，形成匹配对应该故障下不同暂态频率变化率的离线追加控制策略，其中Tset为根据系统特性设定的频率响应监视窗口时长。具体如下：
1-6)首先，基于典型方式下故障Mi后全网新能源场站并网点电压UNW轨迹特征识别与故障Mi关联的潜在脱网的新能源，若UNW不满足国家电网公司企业标准：《风电场接入电力系统技术规定》或《光伏发电站接入电网技术规定》中关于新能源高穿或低穿要求，则视该新能源场站为潜在脱网的新能源场站。在此基础上，统计与故障Mi关联的潜在脱网的新能源总量PNW。
1-7)其次，针对既有的不考虑新能源脱网的故障Mi控制策略，计算典型方式下增加该故障后稳态恢复频率0.2Hz所需额外的控制量ΔP0.2Hz。
1-8)在步骤1-7)的基础上，按照每增加ΔP0.2Hz为一档对潜在脱网的新能源总量PNW和关联故障设备功率Pi(Pi>Pi-mset)进行功率分档，对应每一档新能源量设为
关联故障设备功率为Pi λ，k、λ为自然数，分别代表新能源脱网量和关联故障设备功率的档位。
1-9)然后，对典型方式进行潮流调整，得到对应关联故障设备不同功率档位Pi λ的潮流方式
1-10)考虑故障新能源脱网，计算潮流方式
下关联故障设备在功率档位Pi λ故障后叠加不同新能源脱网量档位
情况下暂态时间[Ti，Ti+Tset]内的系统暂态频率变化率
1-11)检测故障Mi后暂态时间[Ti，Ti+Tset]内系统暂态频率变化率
并匹配对应的新能源脱网量，以保证系统频率安全稳定为约束，在计及步骤(1)控制策略控制量基础上，计算对应关联该故障Mi设备功率档位
和暂态时间[Ti，Ti+Tset]内暂态频率变化率
的追加控制策略：
(2)针对频率稳定故障集N中故障Nj，(j代表故障序号)，基于典型方式频率特性，考虑新能源暂态脱网，找出对应故障Nj下系统频率暂态失稳的暂态时间[Tj，Tj+Tset]内暂态频率变化率，并将其作为安控动作启动值，并通过不同新能源暂态脱网量仿真，形成匹配对应该故障下不同暂态频率变化率的离线控制策略。具体如下：
2-1)针对稳定故障集N中故障Nj，基于典型方式数据，通过功率摄动方法，设每次考虑新能源脱网功率为ΔPj，基于电力系统量化分析软件FASTEST计算该故障后每次新能源脱网功率摄动后电网频率安全稳定裕度
直至
为止，τ为新能源脱网功率摄动次数。
2-2)将满足
的新能源脱网功率Pjτ记为Pj-mset。
2-3)重复类似步骤1-10)和1-11)计算过程，计算故障Nj后不同新能源脱网量Pjτ情况下暂态时间[Tj，Tj+Tset]内的系统暂态频率变化率
,然后以保证系统频率安全稳定为约束，计算对应关联该故障Nj和暂态时间[Tj，Tj+Tset]内暂态频率变化率
的控制策略
β为对应新能源脱网量Pjτ的控制量系数。其中，暂态时间Tj为步骤2中获取的暂态低穿最大持续时间。
作为一种优选的实施方式，按照制定的离线控制策略和系统暂态频率响应进行系统紧急控制具体实现过程如下：
根据故障触发离线控制策略表查询功能，监控故障后频率响应监视窗口内系统暂态频率变化率；
以实际暂态频率变化率绝对值最接近且超过策略表中暂态频率变化率的绝对值为原则，选取相应的频率稳定紧急控制策略，发给控制对象进行控制。
本发明另一个实施例提供一种应对新能源暂态不确定性的紧急控制装置，包括：
数据获取模块，用于获取导致电网新能源脱网的潜在故障集F；
策略制定模块，针对潜在故障集F中的每一个故障，制定适应不同暂态频率变化率的离线控制策略，形成离线控制策略表；
以及，
控制模块，用于基于故障后频率响应监视窗口内的系统暂态频率变化率，从制定的离线控制策略表选择离线控制策略进行系统紧急控制。
本实施例中，数据获取模块具体用于，
基于电网机电仿真数据，以新能源满发和常规机组小开机为典型方式，仿真分析以下至少一种故障后暂态电压及频率响应特性，得到超过新能源耐频耐压能力的潜在故障集F；所述故障包括：交流N-1、N-2、直流换相失败、再启动；
根据电网频率稳定标准，从潜在故障集F中找出导致系统频率失稳的频率失稳故障集M，以及由剩余故障形成频率稳定故障集N。
本实施例中，策略制定模块具体用于，
针对频率失稳故障集M中故障，基于典型方式下频率失稳故障Mi后全网新能源场站并网点电压UNW轨迹特征识别与频率失稳故障Mi关联的潜在脱网的新能源，统计与潜在脱网的新能源总量PNW；以及针对不考虑新能源脱网的频率失稳故障Mi的控制策略，计算典型方式下增加该故障后稳态恢复频率0.2Hz所需额外的控制量ΔP0.2Hz；
按照每增加ΔP0.2Hz为一档对潜在脱网的新能源总量PNW和关联故障设备功率Pi进行功率分档，对应每一档新能源脱网量设为
关联故障设备功率为Pi λk、λ分别代表新能源脱网量和关联故障设备功率的档位；
对典型方式进行潮流调整，得到对应关联故障设备在功率档位λ的潮流方式
计算潮流方式
下关联故障设备在功率档位λ故障后叠加不同新能源脱网量档位
情况下暂态时间[Ti，Ti+Tset]内的系统暂态频率变化率
得到关联该频率失稳故障Mi在设备功率为Pi λ和暂态时间[Ti，Ti+Tset]内暂态频率变化率的离线控制策略Pi e-λ：
其中，
分别表示暂态时刻Ti+Tset、Ti的频率值，Ti为关联频率失稳故障Mi的新能源发电设备暂态低穿最大持续时间，Tset为为预设的频率响应监视窗口时长，α为对应新能源脱网量
的追加控制量系数；
针对频率失稳故障集M中频率稳定故障Nj，基于典型方式下通过功率摄动法，设每次考虑新能源脱网功率为ΔPj，基于电力系统量化分析软件FASTEST计算该故障Nj后每次新能源脱网功率摄动后电网频率安全稳定裕度
直至
得到满足
的新能源脱网功率Pjτ，τ为新能源脱网功率摄动次数；
计算故障Nj后不同新能源脱网量Pjτ情况下暂态时间[Tj，Tj+Tset]内的系统暂态频率变化率
以保证系统频率安全稳定为约束，得到关联故障Nj在暂态时间[Tj，Tj+Tset]内暂态频率变化率的离线控制策略：
β为对应新能源脱网量Pjτ的控制量系数，Tj为关联频率稳定故障Nj的新能源发电设备暂态低穿最大持续时间。
本实施例中，控制模块具体用于，
以实际暂态频率变化率绝对值最接近且超过离线控制策略表中暂态频率变化率的绝对值为原则，从离线控制策略表中选择符合所述原则的离线控制策略，发给控制对象进行紧急控制。
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 (10)
1.一种应对新能源暂态不确定性的紧急控制方法，其特征在于，包括：
获取导致电网新能源脱网的潜在故障集F；
针对潜在故障集F中的每一个故障，制定适应不同暂态频率变化率的离线控制策略，形成离线控制策略表；
基于故障后频率响应监视窗口内的系统暂态频率变化率，从制定的离线控制策略表选择离线控制策略进行系统紧急控制。
2.根据权利要求1所述的一种应对新能源暂态不确定性的紧急控制方法，其特征在于，所述获取导致电网新能源脱网的潜在故障集F，包括：
基于电网机电仿真数据，以新能源满发和常规机组小开机为典型方式，仿真分析以下至少一种故障后暂态电压及频率响应特性，得到超过新能源耐频耐压能力的潜在故障集F；所述故障包括：交流N-1、N-2、直流换相失败、再启动。
3.根据权利要求2所述的一种应对新能源暂态不确定性的紧急控制方法，其特征在于，还包括：
根据电网频率稳定标准，从潜在故障集F中找出导致系统频率失稳的频率失稳故障集M，以及由剩余故障形成频率稳定故障集N。
4.根据权利要求3所述的一种应对新能源暂态不确定性的紧急控制方法，其特征在于，所述制定适应不同暂态频率变化率的离线控制策略，包括：
针对频率失稳故障集M中故障，基于典型方式下频率失稳故障Mi后全网新能源场站并网点电压UNW轨迹特征识别与频率失稳故障Mi关联的潜在脱网的新能源，统计与潜在脱网的新能源总量PNW；以及针对不考虑新能源脱网的频率失稳故障Mi的控制策略，计算典型方式下增加该故障后稳态恢复频率0.2Hz所需额外的控制量ΔP0.2Hz；
按照每增加ΔP0.2Hz为一档对潜在脱网的新能源总量PNW和关联故障设备功率Pi进行功率分档，对应每一档新能源脱网量设为
关联故障设备功率为
k、λ分别代表新能源脱网量和关联故障设备功率的档位；
对典型方式进行潮流调整，得到对应关联故障设备在功率档位λ的潮流方式
计算潮流方式
下关联故障设备在功率档位λ故障后叠加不同新能源脱网量档位
情况下暂态时间[Ti，Ti+Tset]内的系统暂态频率变化率
得到关联该频率失稳故障Mi在设备功率为
和暂态时间[Ti，Ti+Tset]内暂态频率变化率的离线控制策略
其中，
分别表示暂态时刻Ti+Tset、Ti的频率值，Ti为关联频率失稳故障Mi的新能源发电设备暂态低穿最大持续时间，Tset为为预设的频率响应监视窗口时长，α为对应新能源脱网量
的追加控制量系数；
针对频率失稳故障集M中频率稳定故障Nj，基于典型方式下通过功率摄动法，设每次考虑新能源脱网功率为ΔPj，基于电力系统量化分析软件FASTEST计算该故障Nj后每次新能源脱网功率摄动后电网频率安全稳定裕度
直至
得到满足
的新能源脱网功率Pjτ，τ为新能源脱网功率摄动次数；
计算故障Nj后不同新能源脱网量Pjτ情况下暂态时间[Tj，Tj+Tset]内的系统暂态频率变化率
以保证系统频率安全稳定为约束，得到关联故障Nj在暂态时间[Tj，Tj+Tset]内暂态频率变化率的离线控制策略：
β为对应新能源脱网量Pjτ的控制量系数，Tj为关联频率稳定故障Nj的新能源发电设备暂态低穿最大持续时间。
5.根据权利要求3所述的一种应对新能源暂态不确定性的紧急控制方法，其特征在于，还包括，
针对频率失稳故障集M中频率失稳故障Mi，基于典型方式数据进行潮流调整，不断降低关联故障设备功率Pi，设每次降低其送电功率为ΔPi，每次方式调整后基于电力系统量化分析软件FASTEST计算该设备故障后电网频率安全稳定裕度
直至
为止，χ为方式调整次数；
将满足
的关联故障设备功率Piχ记为Pi-mset，作为对应频率失稳故障Mi的安控动作启动值；
以保证系统频率安全稳定为约束，计算每次方式调整后对应该关联故障设备功率Piχ的紧急控制措施量
并计算控制系数
在不考虑新能源脱网情况下，得到频率失稳故障Mi的频率紧急控制策略：
Pi e＝Ki-mset×(Pi-Pi-mset)，
其中，Pi e为控制措施量，Ki-mset为所有控制系数中最大值。
6.根据权利要求4所述的一种应对新能源暂态不确定性的紧急控制方法，其特征在于，所述基于故障后频率响应监视窗口内的系统暂态频率变化率，从制定的离线控制策略表选择离线控制策略进行系统紧急控制，包括：
以实际暂态频率变化率绝对值最接近且超过离线控制策略表中暂态频率变化率的绝对值为原则，从离线控制策略表中选择符合所述原则的离线控制策略，发给控制对象进行紧急控制。
7.一种应对新能源暂态不确定性的紧急控制装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取导致电网新能源脱网的潜在故障集F；
策略制定模块，针对潜在故障集F中的每一个故障，制定适应不同暂态频率变化率的离线控制策略，形成离线控制策略表；
以及，
控制模块，用于基于故障后频率响应监视窗口内的系统暂态频率变化率，从制定的离线控制策略表选择离线控制策略进行系统紧急控制。
8.根据权利要求7所述的一种应对新能源暂态不确定性的紧急控制装置，其特征在于，所述数据获取模块具体用于，
基于电网机电仿真数据，以新能源满发和常规机组小开机为典型方式，仿真分析以下至少一种故障后暂态电压及频率响应特性，得到超过新能源耐频耐压能力的潜在故障集F；所述故障包括：交流N-1、N-2、直流换相失败、再启动；
根据电网频率稳定标准，从潜在故障集F中找出导致系统频率失稳的频率失稳故障集M，以及由剩余故障形成频率稳定故障集N。
9.根据权利要求8所述的一种应对新能源暂态不确定性的紧急控制装置，其特征在于，所述策略制定模块具体用于，
针对频率失稳故障集M中故障，基于典型方式下频率失稳故障Mi后全网新能源场站并网点电压UNW轨迹特征识别与频率失稳故障Mi关联的潜在脱网的新能源，统计与潜在脱网的新能源总量PNW；以及针对不考虑新能源脱网的频率失稳故障Mi的控制策略，计算典型方式下增加该故障后稳态恢复频率0.2Hz所需额外的控制量ΔP0.2Hz；
按照每增加ΔP0.2Hz为一档对潜在脱网的新能源总量PNW和关联故障设备功率Pi进行功率分档，对应每一档新能源脱网量设为
关联故障设备功率为
k、λ分别代表新能源脱网量和关联故障设备功率的档位；
对典型方式进行潮流调整，得到对应关联故障设备在功率档位λ的潮流方式
计算潮流方式
下关联故障设备在功率档位λ故障后叠加不同新能源脱网量档位
情况下暂态时间[Ti，Ti+Tset]内的系统暂态频率变化率
得到关联该频率失稳故障Mi在设备功率为
和暂态时间[Ti，Ti+Tset]内暂态频率变化率的离线控制策略
其中，
分别表示暂态时刻Ti+Tset、Ti的频率值，Ti为关联频率失稳故障Mi的新能源发电设备暂态低穿最大持续时间，Tset为为预设的频率响应监视窗口时长，α为对应新能源脱网量
的追加控制量系数；
针对频率失稳故障集M中频率稳定故障Nj，基于典型方式下通过功率摄动法，设每次考虑新能源脱网功率为ΔPj，基于电力系统量化分析软件FASTEST计算该故障Nj后每次新能源脱网功率摄动后电网频率安全稳定裕度
直至
得到满足
的新能源脱网功率Pjτ，τ为新能源脱网功率摄动次数；
计算故障Nj后不同新能源脱网量Pjτ情况下暂态时间[Tj，Tj+Tset]内的系统暂态频率变化率
以保证系统频率安全稳定为约束，得到关联故障Nj在暂态时间[Tj，Tj+Tset]内暂态频率变化率的离线控制策略：
β为对应新能源脱网量Pjτ的控制量系数，Tj为关联频率稳定故障Nj的新能源发电设备暂态低穿最大持续时间。
10.根据权利要求9所述的一种应对新能源暂态不确定性的紧急控制方法，其特征在于，所述控制模块具体用于，
以实际暂态频率变化率绝对值最接近且超过离线控制策略表中暂态频率变化率的绝对值为原则，从离线控制策略表中选择符合所述原则的离线控制策略，发给控制对象进行紧急控制。
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| CN202111532887.5A CN114362148B (zh) | 2021-12-15 | 2021-12-15 | 一种应对新能源暂态不确定性的紧急控制方法及装置 |
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-
2021
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 霍超;李兆伟;柯贤波;郄朝辉;王超;屠竞哲;: "应对UHVDC送端电网新能源大规模脱网的频率紧急控制" * |
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