【技术实现步骤摘要】
电力电子接入电力系统调频能力在线评价方法及系统
本专利技术属于电力系统自动化
，具体涉及一种电力电子接入电力系统调频能力在线评价方法及系统。
技术介绍
通常电力系统调频指标包括最大频率偏差、稳态频率偏差和一次调频调整速度等。由于在较慢的时间尺度上多机同步系统阻尼较为均匀，虽然各发电机内电势频率动态不可能完全一致，但采用单机等值模型分析同步系统的频率稳态值和动态过程是可以接受的，认为任意节点和机组将具有完全相同的频率动态过程。单机等值模型的关键参数包括等值发电机组惯量、调速器调差系数和等效时间常数、总阻尼系数(其中包括负荷的单位调节功率系数)，通过求解系统功率-频率变化的运动方程可以获得系统调频指标。高比例电力电子接口接入电网后，电力电子接口电源可以通过设计控制器使其呈现虚拟惯性、虚拟阻尼，电力电子接口电源的定制类型、参数存在很大差异，且低能量密度、海量机组的聚合性差，虚拟参数的分散性使得均匀阻尼假设难以满足，系统的频率动态将呈现多时间尺度复杂的动态过程。此外，风电和光伏机组出力变化频繁，系统的调频特性呈现出强时...
【技术保护点】
1.一种电力电子接入电力系统调频能力在线评价方法，其特征在于：包括如下步骤：/n基于电力系统当前运行方式系统调频能力特征量采用系统单机等值模型参数预测模型获得当前运行方式系统单机等值模型预测参数，通过预测参数预测得到频率安全预想故障下系统最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率，通过预测得到的系统最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率进行电力电子接入电网系统调频能力在线评价，得到系统调频能力在线评价结果；/n判断当前时间与上一次进行频率安全预想故障仿真计算的时间间隔是否大于设定值，若大于则进行当前运行方式频率安全预想故障的仿真计算，得到当前运行方式频率安全预想故障...
【技术特征摘要】
1.一种电力电子接入电力系统调频能力在线评价方法，其特征在于：包括如下步骤：
基于电力系统当前运行方式系统调频能力特征量采用系统单机等值模型参数预测模型获得当前运行方式系统单机等值模型预测参数，通过预测参数预测得到频率安全预想故障下系统最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率，通过预测得到的系统最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率进行电力电子接入电网系统调频能力在线评价，得到系统调频能力在线评价结果；
判断当前时间与上一次进行频率安全预想故障仿真计算的时间间隔是否大于设定值，若大于则进行当前运行方式频率安全预想故障的仿真计算，得到当前运行方式频率安全预想故障下的系统最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率，与预测得到的系统最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率进行比较，若三者中任一差值大于预先设定值，则将当前运行方式加入历史运行方式样本集合中重新进行参数预测模型训练；若小于等于则结束本方法。
2.根据权利要求1所述的一种电力电子接入电力系统调频能力在线评价方法，其特征在于：系统单机等值模型参数预测模型训练过程为：
1)通过求解优化函数获得电力系统历史运行方式样本集合中各个样本对应的系统单机等值模型参数；
2)选择所述样本集合中各个样本的系统调频能力特征量，结合各个样本对应的系统单机等值模型参数进行预测模型训练，得到系统单机等值模型参数预测模型。
3.根据权利要求2所述的一种电力电子接入电力系统调频能力在线评价方法，其特征在于：所述优化函数为：
式中，M为单机等值模型参数中的等值发电机组的惯量，R为单机等值模型参数中等值发电机调速器调差系数，T为单机等值模型参数中等值发电机调速器的等效时间常数，DT为总阻尼系数，Nf为频率安全预想故障集中的故障数，j为故障序号，j＝1,2…Nf；ηj为第j个频率安全预想故障频率安全裕度；f′H.L.j为第j个频率安全预想故障时域仿真得到的系统最高或最低频率，fH.L.et.j为根据系统单机等值模型估算的第j个频率安全预想故障最高或最低频率，t′H.L.j为第j个预想故障时域仿真得到的系统最高或最低频率时刻，tH.L.et.j为根据系统单机等值模型估算的第j个频率安全预想故障最高或最低频率时刻；f′ss.j为第j个预想故障时域仿真得到的系统稳态频率，fss.et.j为根据系统单机等值模型估算的第j个频率安全预想故障系统稳态频率；k1、k2和k3为多目标优化权重系数。
4.根据权利要求3所述的一种电力电子接入电力系统调频能力在线评价方法，其特征在于：所述频率安全预想故障时域仿真得到的系统最高或最低频率为系统惯性中心频率的最高值或最低值，系统惯性中心频率计算公式为：
式中，为系统惯性中心频率；Ji,ωi分别为第i台同步发电机组惯量、转速；N为同步发电机台数，i为同步发电机序号，i＝1,2…,N；
tH.L.et.j计算公式为：
其中，
fH.L.et.j计算公式为：
其中，fe为系统额定频率；K为故障后系统损失功率或过剩功率的标么值；t＝tH.L.et.j；
fss.et.j计算公式为：
其中，P为故障后系统损失功率或过剩功率标么值的基准值。
5.根据权利要求3所述的一种电力电子接入电力系统调频能力在线评价方法，其特征在于：求解优化函数获得系统单机等值模型参数，具体为：
根据KKT一阶最优性条件，导出优化函数非线性KKT方程：
应用牛顿法求解非线性KKT方程，得到系统单机等值模型参数M,R,T,DT。
6.根据权利要求2所述的一种电力电子接入电力系统调频能力在线评价方法，其特征在于：所述样本集合中各个样本的系统调频能力特征量包括：
各系统分区负荷水平、常规同步发电机机组总开机和总出力、各新能源发电基地机组总出力、各直流系统外送或受入功率。
7.根据权利要求2所述的一种电力电子接入电力系统调频能力在线评价方法，其特征在于：所述系统单机等值模型参数预测模型，具体为：
预测模型为系统调频能力特征量与等值发电机组的惯量M、等值发电机调速器调差系数R、等值发电机调速器的等效时间常数T和等值发电机总阻尼系数DT的多元线性回归关系。
8.根据权利要求1所述的一种电力电子接入电力系统调频能力在线评价方法，其特征在于：所述通过预测参数预测得到频率安全预想故障下系统最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率，具体为：
通过预测参数预测的频率安全预想故障下最高或最低频率时刻t′H.L.et.j计算公式为：
其中，
通过预测参数预测的频率安全预想故障下系统最高或最低频率f′H.L.et.j计算公式为：
其中，fe为系统额定频率；K’为故障后系统损失功率或过剩功率的标么值；t′＝t′H.L.et.j；
通过预测参数预测的稳态频率f′ss.et.j计算公式为：
其中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲍颜红，庄伟，江叶峰，张金龙，姚伟锋，崔占飞，徐伟，牟佳男，葛亚明，暴英凯，王大江，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，国网江苏省电力有限公司，国家电网有限公司，南瑞集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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