一种风电接入的电力系统等值简化方法技术方案

本发明专利技术提供了一种风电接入的电力系统等值简化方法，包括如下步骤：建立实际电力系统的等值简化模型，实际电力系统，包括发电机及负荷模型、汽轮机和调速器模型、水轮机和调速器模型、风电机组模型，实际电力系统的等值简化模型由发电机及负荷模型、汽轮机和调速器模型、水轮机和调速器模型、风电机组模型的等值简化模型构成；根据聚合公式对实际电力系统的等值简化模型的参数进行聚合；根据公式计算实际电力系统的等值简化模型的调频能力；计算实际电力系统的等值简化模型的稳态频率偏差和频率初始下降率。所建立的实际电力系统的等值简化模型可代替实际电力系统，从而将复杂的实际电力系统简化。实现了通过简单模型来研究复杂系统的效果。

An equivalent simplification method of power system for wind power integration

The present invention provides a power system wind power equivalent method, which comprises the following steps: equivalent simplified model of actual power system, the actual power system, including the generator and load model, and the turbine governor model, hydraulic turbine and governor model, the model of wind turbine, the equivalent simplified model of actual power system by equivalent a simplified model of the generator and load model, and the turbine governor model, hydraulic turbine and governor model, the model of wind turbine structure; polymerization according to the parameters of the equivalent simplified model of actual power system polymerization formula; calculation of the equivalent simplified model of actual power system according to the formula of frequency modulation ability; steady frequency deviation and the frequency of the initial calculation of equivalent a simplified model of the actual power system decline rate. The equivalent simplified model of the actual power system can be used instead of the actual power system to simplify the complex practical power system. The effect of complex system is studied by simple model.

【技术实现步骤摘要】
一种风电接入的电力系统等值简化方法
本专利技术涉及电力系统
，特别是涉及一种风电接入的电力系统等值简化方法。
技术介绍
近年来，风电已经成为世界上发展最快的新能源发电方式。电力系统中风电渗透率逐渐提高。由于双馈机组(3型)和全整流型风电机组(4型)具有故障率低、可靠性强、功率调节方便等优点，已逐渐成为风力发电的主流机型。这两种风电机组通过换流器并网，风电机组的转速以及输出功率随着风速变化而变化，与电网频率解耦。但当电力系统突然失去发电机组时，这两种风电机组不能像常规同步机组依靠机组的大惯性响应能力和一次调频备用容量满足频率响应指标要求。随着电力系统风电渗透率的升高，电力系统的频率响应能力将逐渐下降，频率稳定性将迎来很大挑战。因此，对实际系统频率响应的评估显得尤为重要。时域仿真法(逐步积分法)可用于评估系统的频率响应。该方法将电力系统各元件之间的拓扑关系形成全系统模型，建立一组微分方程组，以稳态工况和潮流解为初值，求解扰动下的数值解，逐步求得系统状态变量和代数变量随时间的变化曲线。这种方法适用于大规模的电力系统，可适用于各种元件模型。但是全系统时域仿真逐步积分计算速度较慢，仿真时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电接入的电力系统等值简化方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：建立实际电力系统的等值简化模型；步骤2：根据聚合公式对实际电力系统的等值简化模型的参数进行聚合；步骤3：计算实际电力系统的等值简化模型的调频能力；步骤4：计算实际电力系统的等值简化模型的稳态频率偏差和频率初始下降率。

【技术特征摘要】
1.一种风电接入的电力系统等值简化方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：建立实际电力系统的等值简化模型；步骤2：根据聚合公式对实际电力系统的等值简化模型的参数进行聚合；步骤3：计算实际电力系统的等值简化模型的调频能力；步骤4：计算实际电力系统的等值简化模型的稳态频率偏差和频率初始下降率。2.根据权利要求1所述的一种风电接入的电力系统等值简化方法，其特征在于，所述步骤1中的实际电力系统的等值简化模型由发电机及负荷模型、汽轮机和调速器模型、水轮机和调速器模型、风电机组模型的等值简化模型构成；所述发电机及负荷模型的等值简化模型搭建方法为：将发电机及负荷模型中的负荷以静态数学模型表示为：其中，PN为基准点稳态运行负荷有功功率，QN为基准点稳态运行负荷无功功率；P为负荷实际有功功率；Q为负荷实际无功功率；Δf为系统频率与额定频率fN的偏差；a0为恒功率有功负荷功率占总有功功率的百分比；a0′为恒功率无功负荷功率占总无功功率的百分比；a1为恒电流有功负荷功率占总有功功率的百分比；a'1为恒电流无功负荷功率占总无功功率的百分比；a2为恒阻抗有功负荷功率占总有功功率的百分比；a'2为恒阻抗无功负荷功率占总无功功率的百分比；KΣP为负荷有功频率调节效应系数；KΣQ为负荷无功频率调节系数；a0+a1+a2＝1；a'0+a'1+a'2＝1；当实际电力系统中有n组发电机及负荷模型时，将n组发电机及负荷模型等效为一组发电机及负荷模型，实际电力系统的功率平衡关系为：对上式进行拉普拉斯变换可得：发电机及负荷等值简化模型的传递函数为：上式中，ΔPm为实际电力系统等值发电机机械功率的变化；ΔPe为实际电力系统等值发电机电磁功率的变化；KΣ为实际电力系统负荷的频率调节效应系数；fave为平均频率，H为实际电力系统总的惯性时间常数，ΔF为实际电力系统的频率变化量，其中：式中，fave为平均频率；fi为每台机组工作频率；Hi为实际电力系统中每台发电机的惯性时间常数；Pmi为每台发电机机械功率；Pei为每台发电机电磁功率，Pm为实际电力系统中发电机总机械功率，Pe为实际电力系统中发电机总电磁功率。3.根据权利要求2所述的一种风电接入的电力系统等值简化方法，其特征在于，所述汽轮机和调速器模型，其等值简化模型搭建方法为：当实际电力系统中有n′组汽轮机和调速器模型时，将n′组汽轮机和调速器模型等效为一组汽轮机和调速器模型，传递函数如下：其中，TR是汽轮机等值再热时间常数，FH为汽轮机高压缸稳态输出功率占汽轮机总输出功率的比例，R为调速器等值调差系数，s为传递函数自变量；调速器等值调差系数R可等值计算如下：其中，Ri为实际电力系统中每台调速器调差系数；PNi为实际电力系统中每台发电机的额定容量。4.根据权利要求2所述的一种风电接入的电力系统等值简化方法，其特征在于，所述水轮机和调速器模型，其等值简化模型为：当实际电力系统中有n″组水轮机和调速器模型时，将n″组水轮机和调速器模型等效为一组水轮机和调速器模型，传递函数如下：其中，Tw是水轮机等值水流时间常数...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈武晖，苗翯，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32