CN116826716A - 新型电力系统的惯量水平评估方法、装置及设备、介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及电力系统技术领域，具体涉及一种新型电力系统的惯量水平评估方法、装置及设备、介质。该方法包括构建新型电力系统模型，新型电力系统模型包括电源侧系统模型、电网侧系统模型以及储能侧系统模型；基于新型电力系统模型的惯量响应过程，确定理论惯量以及计算惯量；基于理论惯量以及计算惯量，确定新型电力系统的虚拟惯量控制策略；基于虚拟惯量控制策略，确定系统惯量时间常数；以及基于系统惯量时间常数，确定新型电力系统的惯量水平。此方法目提供一种含源‑网‑荷‑储的新型电力系统惯量在线评估策略，可以准确可靠地对新型电力系统的惯量水平进行判断，进而提升新型电力系统的安全性以及稳定性。
Description
技术领域
本申请涉及电力系统技术领域，具体涉及一种新型电力系统的惯量水平评估方法、装置及设备、介质。
背景技术
新能源发电系统通常运行在最大功率追踪模式，利用电力电子变换器接入电网，其电源侧和电网侧天然解耦，导致系统惯量减少、频率响应能力降低。
目前广泛采用的高压直流输电技术将使互联电力系统之间解耦，一个区域的惯量无法及时响应另一个地区的频率变动。因此新型电力系统中存在严重的惯量缺失及频率不稳定性问题，这给电力系统运行和控制带来严峻的挑战。因此，如何更加准确有效地评估电力系统的惯量水平成了解决上述问题的关键。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种新型电力系统的惯量水平评估方法、装置及设备、介质，解决或改善了现有技术中新型电力系统中存在严重的惯量缺失及频率不稳定性问题，这给电力系统运行和控制带来严峻的挑战，目前尚无法准确有效地评估电力系统的惯量水平的技术问题。
根据本申请的第一个方面，本申请提供了一种新型电力系统的惯量水平评估方法，此新型电力系统的惯量水平评估方法包括：构建新型电力系统模型，所述新型电力系统模型包括电源侧系统模型、电网侧系统模型以及储能侧系统模型；基于所述新型电力系统模型的惯量响应过程，确定理论惯量以及计算惯量；基于所述理论惯量以及所述计算惯量，确定所述新型电力系统的虚拟惯量控制策略；基于所述虚拟惯量控制策略，确定系统惯量时间常数；以及基于所述系统惯量时间常数，确定所述新型电力系统的惯量水平。
在一种可能的实现方式中，电源侧包括发电机组，所述构建新型电力系统模型，包括：设置第一约束条件，所述第一约束条件包括所述发电机组的出力上下限、上下爬坡率极限值、线路热稳定极限、端点线路的传输功率；基于所述第一约束条件，构建所述发电机组模型。
在一种可能的实现方式中，所述构建新型电力系统模型，包括：设置第二约束条件，所述第二约束条件包括电网侧的调制功率上下限；基于所述第二约束条件，构建所述电网侧系统模型。
在一种可能的实现方式中，所述构建新型电力系统模型，包括：设置第三约束条件，所述第三约束条件包括储能系统的功平衡约束、储能功率约束、储能荷电约束以及储能容量约束；基于所述第三约束条件，构建所述储能侧系统模型。
在一种可能的实现方式中，在所述构建新型电力系统模型之后，所述新型电力系统的惯量水平评估方法，还包括：构建负荷侧响应传递函数；所述基于所述新型电力系统模型的惯量响应过程，确定理论惯量以及计算惯量，包括：基于所述新型电力系统模型以及所述负荷侧响应传递函数的惯量响应过程，确定理论惯量以及计算惯量。
在一种可能的实现方式中，所述基于所述新型电力系统模型的惯量响应过程，确定理论惯量以及计算惯量，包括：基于所述新型电力系统模型的惯量响应过程，确定惯量时间常数；基于所述惯量时间常数，确定所述理论惯量；基于所述新型电力系统模型的惯量响应过程，检测所述电源侧于预设时间段内的频率变化量，确定电源侧的惯量响应程度；以及基于所述频率变化量，确定所述计算惯量。
在一种可能的实现方式中，所述基于所述虚拟惯量控制策略，确定系统惯量时间常数，包括：基于所述虚拟惯量控制策略，采集电源侧的有功功率以及频率波动数据；基于所述有功功率以及所述频率波动数据，确定所述新型电力系统模型的模型阶次；基于所述模型阶次，计算所述系统惯量时间常数。
根据本申请的第二个方面，本申请还提供了一种新型电力系统的惯量水平评估装置，此新型电力系统的惯量水平评估装置包括：模型构建模块，用于构建新型电力系统模型，所述新型电力系统模型包括电源侧系统模型、电网侧系统模型以及储能侧系统模型；惯量确定模块，用于基于所述新型电力系统模型的惯量响应过程，确定理论惯量以及计算惯量；控制策略确定模块，用于基于所述理论惯量以及所述计算惯量，确定所述新型电力系统的虚拟惯量控制策略；惯量时间常数确定模块，用于基于所述虚拟惯量控制策略，确定系统惯量时间常数；以及惯量水平确定模块，用于基于所述系统惯量时间常数，确定所述新型电力系统的惯量水平。
根据本申请的第三个方面，本申请还提供了一种电子设备，此电子设备包括：处理器；以及用于存储所述处理器可执行信息的存储器；其中，所述处理器用于执行上述任一项所述的新型电力系统的惯量水平评估方法。
根据本申请的第四个方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，此计算机可读存储介质有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述任一项所述的新型电力系统的惯量水平评估方法。
本申请提供了一种新型电力系统的惯量水平评估方法、装置及设备、介质，其中的新型电力系统的惯量水平评估方法包括如下步骤：构建新型电力系统模型，新型电力系统模型包括电源侧系统模型、电网侧系统模型以及储能侧系统模型；基于新型电力系统模型的惯量响应过程，确定理论惯量以及计算惯量；基于理论惯量以及计算惯量，确定新型电力系统的虚拟惯量控制策略；基于虚拟惯量控制策略，确定系统惯量时间常数；以及基于系统惯量时间常数，确定新型电力系统的惯量水平。
这种新型电力系统的惯量水平评估方法目的在于解决新型电力系统中存在惯量水平难以评估、惯量的严重缺失及频率不稳定问题。具体的，该方法提供一种含源-网-荷-储的新型电力系统惯量在线评估策略，可以准确可靠地对新型电力系统的惯量水平进行判断，进而提升新型电力系统的安全性以及稳定性，由此进一步提升了调控人员驾驭大电网的能力，保证了电网安全稳定运行。
附图说明
通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
图1所示为本申请一实施例提供的新型电力系统的惯量水平评估方法的流程示意图。
图2所示为本申请另一实施例提供的新型电力系统的结构示意图。
图3所示为本申请另一实施例提供的新型电力系统的惯量水平评估方法的流程示意图。
图4所示为本申请另一实施例提供的新型电力系统的惯量水平评估方法中理论惯量与计算惯量确定方法的流程示意图。
图5所示为本申请一实施例提供的新型电力系统的惯量水平评估装置的结构框图。
图6所示为本申请一实施例提供的电子设备的框图。
具体实施方式
本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
另外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
申请概述
针对现有技术中新型电力系统中存在严重的惯量缺失及频率不稳定性问题，这给电力系统运行和控制带来严峻的挑战，目前尚无法准确有效地评估电力系统的惯量水平的技术问题，本申请在进一步分析后可知：
新能源发电系统通常运行在最大功率追踪模式，其利用电力电子变换器接入电网，其电源侧和电网天然解耦，导致系统惯量减少、频率响应能力降低。
目前广泛采用的高压直流输电技术将使互联电力系统之间解耦，一个区域的惯量无法及时响应另一个地区的频率变动。因此，新型电力系统中存在严重的惯量缺失及频率不稳定性问题，这给电力系统运行和控制带来严峻的挑战，快速精确地评估电力系统的惯量十分重要。
为此，本申请基于系统的惯量响应过程提出一种含源-网-荷-储的新型电力系统惯量在线评估方法，在解决上述系统惯量不足以及系统惯量水平难以准确评估的问题上具有广阔的应用前景。
具体的，本申请提供了一种新型电力系统的惯量水平评估方法、装置及设备、介质。其中，此新型电力系统的惯量水平评估方法具体包括如下步骤：构建新型电力系统模型，新型电力系统模型包括电源侧系统模型、电网侧系统模型以及储能侧系统模型；基于新型电力系统模型的惯量响应过程，确定理论惯量以及计算惯量；基于理论惯量以及计算惯量，确定新型电力系统的虚拟惯量控制策略；基于虚拟惯量控制策略，确定系统惯量时间常数；以及基于系统惯量时间常数，确定新型电力系统的惯量水平。
这种新型电力系统的惯量水平评估方法目的在于解决新型电力系统中存在惯量水平难以评估、惯量的严重缺失及频率不稳定问题。具体的，该方法提供一种含源-网-荷-储的新型电力系统惯量在线评估策略，可以准确可靠地对新型电力系统的惯量水平进行判断，进而提升新型电力系统的安全性以及稳定性，由此进一步提升了调控人员驾驭大电网的能力，保证了电网安全稳定运行。
下面将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，所描述的实施例仅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，本领域普通技术人员在没有作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。
示例性方法
图1所示本申请提供的一种新型电力系统的惯量水平评估方法的流程示意图。如图1所示，此新型电力系统的惯量水平评估方法具体可以包括如下步骤：
步骤100：构建新型电力系统模型。
新型电力系统模型包括电源侧系统模型、电网侧系统模型以及储能侧系统模型电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统，它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。新型电力系统则是指用于进行新能源发电的电力系统。上述新型电力系统模型包括电源侧系统模型、电网侧系统模型以及储能侧系统模型，上述各系统模型均为根据新型电力系统的各组成部分，包括但不限于发电机或其他能源输入设备、电网或输电线路、电力负荷或用电设备以及蓄电池类的储能设备等，对应建立的数学模型，构建虚拟数学模型可以模拟新型电力系统于实际工作过程中的惯量响应过程，从而评估系统惯量水平。
步骤200：基于新型电力系统模型的惯量响应过程，确定理论惯量以及计算惯量。
电力系统的理论惯量是指电力系统的惯性反应能力，即在负荷变动或故障等突发情况下，电力系统能够保持稳定运行的能力。计算惯量是指电力系统的实际惯性反应能力，是通过对电力系统的参数和运行情况进行计算得到的，其也是用于判断系统频率稳定性的重要指标。
步骤300：基于理论惯量以及计算惯量，确定新型电力系统的虚拟惯量控制策略。
虚拟惯性控制策略是指利用控制技术来模拟传统机械发电机的惯性作用，以提高电力系统的稳定性。虚拟惯性控制策略可以通过控制电力系统中的某些设备，如风力发电机、光伏发电机等，来实现电力系统的惯性控制。这种方法可以有效地提高电力系统的惯量水平，从而保障电力系统的稳定性和安全性。
步骤400：基于虚拟惯量控制策略，确定系统惯量时间常数。
系统惯量时间常数是指电力系统在瞬时扰动下，系统惯性能够产生的动力学响应，惯量时间常数的单位是秒，它表示电力系统的惯性质量。其中，惯量常数越大，系统的惯性越强，系统对短期扰动的响应能力就越强。
步骤500：基于系统惯量时间常数，确定新型电力系统的惯量水平。
通过对新型电力系统的惯量响应过程进行理论惯量和计算惯量的分析评估，可以提高电力系统的惯量水平，并由此确定系统惯量时间常数，即可得知系统的惯量水平。
本申请提供的这种新型电力系统的惯量水平评估方法，提供一种含源-网-荷-储的新型电力系统惯量在线评估策略，可以准确可靠地对新型电力系统的惯量水平进行判断，进而提升新型电力系统的安全性以及稳定性，由此进一步提升了调控人员驾驭大电网的能力，保证了电网安全稳定运行。
在一种可能的实现方式中，图2所示为本申请另一实施例提供的新型电力系统的结构示意图。如图1和图2所示，该新型电力系统的电源侧具体可以包括一个或多个发电机组，如火电机组和光伏发电机组等。由此，步骤100(构建新型电力系统模型)进一步可以包括如下步骤：
步骤110：设置第一约束条件，第一约束条件包括发电机组的出力上下限、上下爬坡率极限值、线路热稳定极限、端点线路的传输功率。
发电机组的出力是指发电机组在一定时间内所能提供的电功率，通常用单位瓦特(W)或千瓦(kW)来表示，发电机组的出力上下限即上述电功率的极限值。发电机组的上下爬坡率是指发电机组在启动和停止过程中，输出功率从零逐渐上升或下降的速率，上下爬坡率极限值即指上述上升速率和下降速率的极限值。发电机组的线路热稳定性通常是指发电机组在长时间运行过程中，电缆、接触器、开关等线路部件的温度变化稳定性，其极限值即指发电机组温度变化稳定性的极限值。发电机组的端点线路是指连接发电机和变压器的电缆或导线，其作用是将发电机输出的电能传输到变压器，进而通过变压器将电能传输到电网中，实现电能的输送和分配。
其中，发电机组出力的大小取决于发电机组的容量和运行状态，一般来说，发电机组的出力越大，就能提供越多的电能；发电机组的上下爬坡率极限值对于发电机组的运行和控制非常重要，因为它可以影响到发电机组的稳定性和性能；线路热稳定极限高低直接影响着发电机组的可靠性和安全性；端点线路的设计和安装涉及电压、电流、频率、电阻、电感等因素端点线路的传输功率影响着电能的稳定输送和安全运行。
步骤111：基于第一约束条件，构建发电机组模型。
将上述内容作为发电机组模型的约束条件，可以使得发电机组模型更加贴近新型电力系统运行过程的实际情况，提高发电机组模型的可靠性和预测能力，对于制定策略和决策具有重要的指导作用。
具体可以采用如下形式设置：
Pij,t＝Bij(θi,t-θj,t)
-π≤θi,t≤π
0≤PlL,t≤Plj,t
其中，分别为第i台火电机组出力上下限，Pgi,t为t时刻第i台火电机组出力，/>分别为第i台光伏机组出力上下限,Ppv,t为t时刻第i台光伏机组出力，分别为第i台火电机组的上下爬坡率极限值,Pgi,t-1为t-1时刻第i台火电机组出力，/>为t时刻以i、j为端点线路的传输功率极限，Pij,t为t时刻以i、j为端点线路的传输功率，Bij为该线路的电纳，θi,t、θj,t为t时刻i、j节点的相角，Plj,t为第j个负荷节点t时刻负荷功率，PlLj,t为第j个负荷节点t时刻的失负荷功率。
具体的，在本申请一实施例中，如图1和图2所示，步骤100(构建新型电力系统模型)进一步还可以包括：
步骤120：设置第二约束条件，第二约束条件包括电网侧的调制功率上下限。
电网侧的调制功率是指在电力系统中，电网对于风电、光伏等可再生能源发电系统提供的调制功率，用于维持电力系统的稳定运行。调制功率包括无功功率和有功功率，其大小和方向受到电网控制需求的影响。调制功率的调节能够保证电力系统的稳定性和可靠性，同时也能够提高可再生能源的利用率。
步骤121：基于第二约束条件，构建电网侧系统模型。
将上述电网侧的调制功率上下限作为电网侧系统模型的约束条件，可以使得电网侧系统模型更加贴近新型电力系统运行过程的实际情况，提高发电机组模型的可靠性和预测能力。
当发电机组为火电机组时，第二约束条件具体可以如下：
PZ,min≤PZ,t≤PZ,max
其中，Pgi,t为第i台火电机组t时刻的发电功率，PPV,t为t时刻光储联合出力，Plj,t为第j个负荷节点t时刻负荷功率，PlLj,t为第j个负荷节点t时刻的失负荷功率，Ngen为火电机组数量，Nload为负荷节点数，PZ,t为t时刻直流输入功率；PZ,min、PZ,max分别为最小和最大调制功率；PZ0为直流不调制时馈入的功率。
可选的，如图1和图2所示，步骤100(构建新型电力系统模型)进一步可以包括如下步骤：
步骤130：设置第三约束条件，第三约束条件包括储能系统的功平衡约束、储能功率约束、储能荷电约束以及储能容量约束。
储能系统的功平衡约束是指储能系统在运行过程中，储存的功与释放的功之间需要达到平衡，即储存的功等于释放的功。储能功率约束是指在储能系统中，由于储能设备的容量和电化学特性等约束，限制了系统中的功率输入和输出。储能系统的储能荷电约束是指在储能系统中，荷电量的变化必须受到一定的限制或约束。这是因为储能系统中的电荷是通过电压差来储存的，电荷的变化会导致电压的变化，从而影响储能系统的性能和稳定性。储能容量约束是指在储能系统中，储能设备的容量必须符合一定的限制条件。这个限制条件通常由储能系统的设计要求、储能设备的技术特性、储能系统的负载需求以及经济性等因素决定。在实际应用中，储能容量约束通常表现为储能设备的最大容量和最小容量的限制。
步骤131：基于第三约束条件，构建储能侧系统模型。
储能系统的功平衡约束是储能系统稳定运行的基础，也是保证储能系统能够有效地储存和释放能量的关键。储能系统在充电状态下，其输入功率不能超过储能设备的最大充电功率，否则会导致储能设备损坏或安全问题；在放电状态下，其输出功率也受到储能设备的最大放电功率的限制，否则会影响系统的稳定性和安全性，因此，储能功率约束是储能系统设计和运行中需要考虑的重要因素之一。储能荷电约束在储能系统中起着重要的作用，可以保证系统的稳定性和安全性。同时，对于某些特殊的储能应用，如超级电容器等，储能荷电约束还可以提高系统的效率和性能。对于储能系统的设计者和运营者来说，储能容量约束是一个非常重要的考虑因素，因为它直接影响着储能系统的性能、稳定性和经济性。
将上述约束作为储能侧系统模型可以提高该模型的使用可靠性，进而有效保证对于新型电力系统惯量评估的准确性。
在另一种可能的实现方式中，图3所示为本申请另一实施例提供的新型电力系统的惯量水平评估方法的流程示意图。如图3所示，在步骤100(构建新型电力系统模型)之后，上述方法还可以包括如下步骤：
步骤140：构建负荷侧响应传递函数。
电力系统的负荷侧响应传递函数是指负荷侧电压响应与负荷变化之间的关系，可以表示为传递函数的形式。
即：
其中，GLD(s)为传递函数，a为负荷侧响应系数，TL为负荷侧时间常数，ΔPLD为负荷 侧有功功率变化量。
由此，步骤200(基于新型电力系统模型的惯量响应过程，确定理论惯量以及计算惯量)进一步可以包括：
步骤201：基于新型电力系统模型以及负荷侧响应传递函数的惯量响应过程，确定理论惯量以及计算惯量。
负荷侧响应传递函数描述了负荷侧电压响应对负荷变化的灵敏度和响应速度等特性，对于电力系统的稳定性和可靠性分析具有重要意义。
具体的，在另一实施例中，图4所示为本申请另一实施例提供的新型电力系统的惯量水平评估方法中理论惯量与计算惯量确定方法的流程示意图。如图4所示，步骤200(基于新型电力系统模型的惯量响应过程，确定理论惯量以及计算惯量)或步骤201(基于新型电力系统模型以及负荷侧响应传递函数的惯量响应过程，确定理论惯量以及计算惯量)进一步可以包括如下步骤：
步骤2001：基于新型电力系统模型的惯量响应过程，确定惯量时间常数。
步骤2002：基于惯量时间常数，确定理论惯量。
步骤2003：基于新型电力系统模型的惯量响应过程，检测电源侧于预设时间段内的频率变化量，确定电源侧的惯量响应程度。
步骤2004：基于频率变化量，确定计算惯量。
上述步骤对理论惯量和计算惯量进行了计算，由此可以基于两者进行系统惯量水平的评估。即，理论惯量是指电力系统的总发电机容量乘以系统的惯性常数，而计算惯量是指电力系统在实际运行中的瞬时惯量，可以通过测量系统的频率响应来计算。评估电力系统的惯量水平可以帮助工作人员更好地了解电力系统的稳定性和抗扰能力，从而采取相应的措施来保障电网的安全稳定运行。
另外，上述步骤200中，传统的同步发电机被光伏等新能源发电所替代，系统中新能源的渗透率逐渐提高。新能源参与调频后，减少一部分传统机组的惯量，增加了新能源、直流和负荷参与调频后的惯量，为提升新型电力系统的频率稳定性和安全运行，虚拟同步机控制策略迅速兴起，有效地利用风电机组转子动能、光伏、储能等为新型电力系统提供了虚拟惯量。此外，在负荷侧加入与网络频率耦合的电动机和泵等，通过调整自身出力大小，也可有效的响应频率变化。所以，无论是从发电侧或是从负荷侧的角度，当扰动发生时，只要能够瞬时响应新型电力系统的频率变化并快速动作，及时减少系统总的机械功率和电磁功率的差值，就可达到抑制频率波动并保持频率在稳定范围的目的。从所取得的效果来看，相当于提了系统的整体惯量水平。
加入新能源后新型电力系统的总计算惯量表示为：
式中：K'TN为采用虚拟惯量控制后的系统计算惯量；KV为虚拟转动惯量；KDC为电网侧直流线路惯量；为系统总储能惯量；/>为系统总负荷惯量；l为系统中响应电网频率变化的电动机的总数；/>为各个电动机的惯量时间常数；/>为各个电动机的额定功率。
可选的，如图3所示，步骤400(基于虚拟惯量控制策略，确定系统惯量时间常数)进一步包括：
步骤401：基于虚拟惯量控制策略，采集电源侧的有功功率以及频率波动数据。
步骤402：基于有功功率以及频率波动数据，确定新型电力系统模型的模型阶次。
步骤403：基于模型阶次，计算系统惯量时间常数。
新型电力系统模型的模型阶次指的是电力系统各个模型中对应的最高阶的导数或偏导数的阶数。
为了减少系统辨识阶次对惯量在线评估造成的偏差，本申请用AIC(即Akaike信息准则，Akaike Information Criterion，的缩写，是模型选择的一种标准)对电源侧的有功功率以及频率波动数据等实测数据确定一个合适的系统辨识模型阶次，使得该模型注重对测量数据的外特性表达。为确定系统惯量时间常数，提高惯量在线评估方法的准确性，步骤如401-403所示。
值得一提的是，基于惯量时间常数，结合惯量计算公式即可得到整个新型电力系统的惯量水平。
与上述新型电力系统的惯量水平评估方法相对应的，本申请还提供了一种新型电力系统的惯量水平评估装置。下面将结合图5对此新型电力系统的惯量水平评估装置进行详细说明。
图5所示为本申请一实施例提供的新型电力系统的惯量水平评估装置的结构框图。如图5所示，本申请提供的这种新型电力系统的惯量水平评估装置100具体可以包括：模型构建模块101、惯量确定模块102、控制策略确定模块103、惯量时间常数确定模块104以及惯量水平确定模块105。其中，模型构建模块101用于构建新型电力系统模型，新型电力系统模型包括电源侧系统模型、电网侧系统模型以及储能侧系统模型；惯量确定模块102用于基于新型电力系统模型的惯量响应过程，确定理论惯量以及计算惯量；控制策略确定模块103用于基于理论惯量以及计算惯量，确定新型电力系统的虚拟惯量控制策略；惯量时间常数确定模块104用于基于虚拟惯量控制策略，确定系统惯量时间常数；惯量水平确定模块105用于基于系统惯量时间常数，确定新型电力系统的惯量水平。
这种新型电力系统的惯量水平评估装置100由于包括了上述模型构建模块101、惯量确定模块102、控制策略确定模块103、惯量时间常数确定模块104以及惯量水平确定模块105，使得其可以执行上述任一实施例中的新型电力系统的惯量水平评估方法，此装置构建新型电力系统模型，新型电力系统模型包括电源侧系统模型、电网侧系统模型以及储能侧系统模型；基于新型电力系统模型的惯量响应过程，确定理论惯量以及计算惯量；基于理论惯量以及计算惯量，确定新型电力系统的虚拟惯量控制策略；基于虚拟惯量控制策略，确定系统惯量时间常数；以及基于系统惯量时间常数，确定新型电力系统的惯量水平。
这种新型电力系统的惯量水平评估装置100目的在于解决新型电力系统中存在惯量水平难以评估、惯量的严重缺失及频率不稳定问题。具体的，该方法提供一种含源-网-荷-储的新型电力系统惯量在线评估策略，可以准确可靠地对新型电力系统的惯量水平进行判断，进而提升新型电力系统的安全性以及稳定性，由此进一步提升了调控人员驾驭大电网的能力，保证了电网安全稳定运行。
下面，参考图6来描述根据本申请实施例的电子设备。
图6图示了根据本申请实施例的电子设备的框图。
如图6所示，电子设备10包括一个或多个处理器11和存储器12。
处理器11可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备10中的其他组件以执行期望的功能。
存储器12可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器11可以运行所述程序指令，以实现上文所述的本申请的各个实施例的新型电力系统的惯量水平评估方法以及/或者其他期望的功能。
在一个示例中，电子设备10还可以包括：输入装置13和输出装置14，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构(未示出)互连。
在该电子设备是单机设备时，该输入装置13可以是通信网络连接器，用于从第一设备和第二设备接收所采集的输入信号。
此外，该输入装置13还可以包括例如键盘、鼠标等等。
该输出装置14可以向外部输出各种信息，包括确定出的距离信息、方向信息等。该输出装置14可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。
当然，为了简化，图6中仅示出了该电子设备10中与本申请有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备10还可以包括任何其他适当的组件。
作为本申请的第三个方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，存储介质存储有计算机程序，计算机程序用于执行下列步骤：
构建新型电力系统模型，新型电力系统模型包括电源侧系统模型、电网侧系统模型以及储能侧系统模型；基于新型电力系统模型的惯量响应过程，确定理论惯量以及计算惯量；基于理论惯量以及计算惯量，确定新型电力系统的虚拟惯量控制策略；基于虚拟惯量控制策略，确定系统惯量时间常数；以及基于系统惯量时间常数，确定新型电力系统的惯量水平。
除了上述方法和设备以外，本申请的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序信息，计算机程序信息在被处理器运行时使得处理器执行本说明书中描述的根据本申请各种实施例的新型电力系统的惯量水平评估方法中的步骤。
计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本申请实施例操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
此外，本申请的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序信息，计算机程序信息在被处理器运行时使得处理器执行本说明书根据本申请各种实施例的新型电力系统的惯量水平评估方法中的步骤。
计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。
本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。
Claims (10)
1.一种新型电力系统的惯量水平评估方法，其特征在于，包括：
构建新型电力系统模型，所述新型电力系统模型包括电源侧系统模型、电网侧系统模型以及储能侧系统模型；
基于所述新型电力系统模型的惯量响应过程，确定理论惯量以及计算惯量；
基于所述理论惯量以及所述计算惯量，确定所述新型电力系统的虚拟惯量控制策略；
基于所述虚拟惯量控制策略，确定系统惯量时间常数；以及
基于所述系统惯量时间常数，确定所述新型电力系统的惯量水平。
2.根据权利要求1所述的新型电力系统的惯量水平评估方法，其特征在于，电源侧包括发电机组，所述构建新型电力系统模型，包括：
设置第一约束条件，所述第一约束条件包括所述发电机组的出力上下限、上下爬坡率极限值、线路热稳定极限、端点线路的传输功率；
基于所述第一约束条件，构建所述发电机组模型。
3.根据权利要求1所述的新型电力系统的惯量水平评估方法，其特征在于，所述构建新型电力系统模型，包括：
设置第二约束条件，所述第二约束条件包括电网侧的调制功率上下限；
基于所述第二约束条件，构建所述电网侧系统模型。
4.根据权利要求1所述的新型电力系统的惯量水平评估方法，其特征在于，所述构建新型电力系统模型，包括：
设置第三约束条件，所述第三约束条件包括储能系统的功平衡约束、储能功率约束、储能荷电约束以及储能容量约束；
基于所述第三约束条件，构建所述储能侧系统模型。
5.根据权利要求1所述的新型电力系统的惯量水平评估方法，其特征在于，在所述构建新型电力系统模型之后，所述新型电力系统的惯量水平评估方法，还包括：
构建负荷侧响应传递函数；
所述基于所述新型电力系统模型的惯量响应过程，确定理论惯量以及计算惯量，包括：
基于所述新型电力系统模型以及所述负荷侧响应传递函数的惯量响应过程，确定理论惯量以及计算惯量。
6.根据权利要求1所述的新型电力系统的惯量水平评估方法，其特征在于，所述基于所述新型电力系统模型的惯量响应过程，确定理论惯量以及计算惯量，包括：
基于所述新型电力系统模型的惯量响应过程，确定惯量时间常数；
基于所述惯量时间常数，确定所述理论惯量；
基于所述新型电力系统模型的惯量响应过程，检测所述电源侧于预设时间段内的频率变化量，确定电源侧的惯量响应程度；以及
基于所述频率变化量，确定所述计算惯量。
7.根据权利要求1所述的新型电力系统的惯量水平评估方法，其特征在于，所述基于所述虚拟惯量控制策略，确定系统惯量时间常数，包括：
基于所述虚拟惯量控制策略，采集电源侧的有功功率以及频率波动数据；
基于所述有功功率以及所述频率波动数据，确定所述新型电力系统模型的模型阶次；
基于所述模型阶次，计算所述系统惯量时间常数。
8.一种新型电力系统的惯量水平评估装置，其特征在于，包括：模型构建模块，用于构建新型电力系统模型，所述新型电力系统模型包括电源侧系统模型、电网侧系统模型以及储能侧系统模型；惯量确定模块，用于基于所述新型电力系统模型的惯量响应过程，确定理论惯量以及计算惯量；控制策略确定模块，用于基于所述理论惯量以及所述计算惯量，确定所述新型电力系统的虚拟惯量控制策略；惯量时间常数确定模块，用于基于所述虚拟惯量控制策略，确定系统惯量时间常数；以及惯量水平确定模块，用于基于所述系统惯量时间常数，确定所述新型电力系统的惯量水平。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
处理器；以及
用于存储所述处理器可执行信息的存储器；
其中，所述处理器用于执行上述权利要求1-7任一项所述的新型电力系统的惯量水平评估方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求1-7任一项所述的新型电力系统的惯量水平评估方法。
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|---|---|---|---|---|
| CN117318176A (zh) * | 2023-10-08 | 2023-12-29 | 东莞市典威电子有限公司 | 一种多时段联动的光伏连接器控制方法，系统及设备 |
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- 2023-06-19 CN CN202310726655.6A patent/CN116826716A/zh active Pending
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| CN117318176B (zh) * | 2023-10-08 | 2024-04-02 | 东莞市典威电子有限公司 | 一种多时段联动的光伏连接器控制方法，系统及设备 |
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