一种基于电网感知数据的频率稳定性预警方法技术

一种基于电网感知数据的频率稳定性预警方法，该方法先统计电网上一年度每天发生频率偏差越限的次数，再根据统计的数据进行频率偏差越限次数的概率分布函数拟合，并根据拟合得到的概率分布函数求取频率偏差越限次数的置信范围，然后以天为单位观测当前电网的频率偏差越限数，若连续两天的频率偏差越限次数超过置信范围的最大值，则判定电网存在发生频率失稳的风险，需对电网内机组调频特性进行监测。本设计实现了系统发生大扰动前对其频率稳定性的预警，有利于降低系统的频率失稳风险。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电网感知数据的频率稳定性预警方法
本专利技术属于电力系统安全稳定分析领域，具体涉及一种基于电网感知数据的频率稳定性预警方法。
技术介绍
随着新能源的快速发展，其从两个方面恶化了电力系统的频率特性。一方面，新能源出力主要由风光情况决定，其出力大小具有较强的随机性和波动性，大规模新能源并网增加了系统有功平衡的难度。另一方面，新能源机组的有功功率调节能力相对较差，对系统中频率波动的响应能力不足，进一步恶化了系统的频率调节能力。因此，当系统中新能源渗透率过高时，系统发生频率失稳的风险增加。2019年，英国发生了由于新能源发电占比过高引起的频率失稳事故，给广大用电客户和社会安全生产带来了巨大的损失。因此亟需提出系统频率失稳的预警方法，以便于对系统运行情况排查，有效降低系统频率失稳风险。针对电力系统频率稳定性问题，“李常刚，张恒旭，刘玉田，孙华东，汤涌。考虑机组低频保护的电力系统暂态频率稳定评估(电工技术学报，2013，28(2)：271-278)”定义了基于低频保护临界扰动功率的暂态频率稳定裕度指标，推导计及旋转备用和低频减载的频率响应解析解，以快速有效评估系统暂态频率稳定性，指导系统安全稳定运行；“仉怡超，闻达，王晓茹，林进钿。基于深度置信网络的电力系统扰动后频率曲线预测(中国电机工程学报，2019，39(17)：5095-5104)”提出了一种预测扰动后电力系统频率曲线的方法，这些方法主要用于大扰动情况下系统的频率变化趋势和频率稳定情况的紧急判断，给系统的频率控制提供依据，无法提前对系统的频率稳定性进行预警，为系统的故障排查和运行方式调整提供充足的时间裕度。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种能够在大扰动前进行稳定性预警的基于电网感知数据的频率稳定性预警方法。为实现以上目的，本专利技术的技术方案如下：一种基于电网感知数据的频率稳定性预警方法，依次包括以下步骤：步骤A、统计电网上一年度每天发生频率偏差越限的次数；步骤B、先根据步骤A统计的数据进行频率偏差越限次数的概率分布函数拟合，然后根据拟合得到的概率分布函数求取频率偏差越限次数的置信范围；步骤C、以天为单位观测当前电网的频率偏差越限数，若连续两天的频率偏差越限次数超过置信范围的最大值，则判定电网存在发生频率失稳的风险，需对电网内机组调频特性进行监测。步骤B中，所述根据步骤A统计的数据进行频率偏差越限次数的概率分布函数拟合依次包括以下步骤：B1、根据步骤A统计的数据计算不同频率偏差越限次数的发生概率；B2、以频率偏差越限次数为横坐标，其发生的概率为纵坐标绘制频率偏差越限次数概率分布直方图；B3、分别采用多种典型的概率分布函数对步骤B2得到的直方图进行拟合，得到多个概率分布函数；B4、分别计算各概率分布函数与直方图之间的累积误差，选取累积误差最小的概率分布函数作为频率偏差越限次数的概率分布函数。步骤B1中，所述不同频率偏差越限次数的发生概率采用以下公式计算得到：上式中，f(x)为发生x次频率偏差越限的概率，D(x)为上一年度中发生x次频率偏差越限的天数，DT为上一年度的总天数。步骤B中，所述根据拟合得到的概率分布函数求取频率偏差越限次数的置信范围是指：先计算拟合得到的概率分布函数的累积概率分布，再求取设定的置信度下电网每天发生频率偏差越限次数的置信范围。所述置信度m的取值范围为98％＜m＜100％。步骤A中，对于电网容量在300万千瓦或以上者，其频率偏差的阀值为±0.1Hz；对于电网容量在300万千瓦以下者，其频率偏差的阀值为±0.25Hz。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术一种基于电网感知数据的频率稳定性预警方法先统计电网上一年度每天发生频率偏差越限的次数，再根据统计的数据进行频率偏差越限次数的概率分布函数拟合，并根据拟合得到的概率分布函数求取频率偏差越限次数的置信范围，然后以天为单位观测当前电网的频率偏差越限数，若连续两天的频率偏差越限次数超过置信范围的最大值，则判定电网存在发生频率失稳的风险，需对电网内机组调频特性进行监测，该方法通过对电网发生频率失稳前表现出来的频率波动征兆进行特征分析，能够在系统发生大扰动前对系统频率稳定性进行预警，为系统运行方式的调整和事故排查提供了充足的时间，从而有效降低了系统的频率失稳风险。因此，本专利技术实现了系统发生大扰动前对其频率稳定性的预警，有利于降低系统的频率失稳风险。附图说明图1为本专利技术所述方法的流程图。图2为实施例1得到的频率偏差越限次数概率分布直方图。图3为实施例1拟合得到的多个概率分布函数。图4为实施例1计算得到的累积概率分布。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。参见图1，一种基于电网感知数据的频率稳定性预警方法，依次包括以下步骤：步骤A、统计电网上一年度每天发生频率偏差越限的次数；步骤B、先根据步骤A统计的数据进行频率偏差越限次数的概率分布函数拟合，然后根据拟合得到的概率分布函数求取频率偏差越限次数的置信范围；步骤C、以天为单位观测当前电网的频率偏差越限数，若连续两天的频率偏差越限次数超过置信范围的最大值，则判定电网存在发生频率失稳的风险，需对电网内机组调频特性进行监测。步骤B中，所述根据步骤A统计的数据进行频率偏差越限次数的概率分布函数拟合依次包括以下步骤：B1、根据步骤A统计的数据计算不同频率偏差越限次数的发生概率；B2、以频率偏差越限次数为横坐标，其发生的概率为纵坐标绘制频率偏差越限次数概率分布直方图；B3、分别采用多种典型的概率分布函数对步骤B2得到的直方图进行拟合，得到多个概率分布函数；B4、分别计算各概率分布函数与直方图之间的累积误差，选取累积误差最小的概率分布函数作为频率偏差越限次数的概率分布函数。步骤B1中，所述不同频率偏差越限次数的发生概率采用以下公式计算得到：上式中，f(x)为发生x次频率偏差越限的概率，D(x)为上一年度中发生x次频率偏差越限的天数，DT为上一年度的总天数。步骤B中，所述根据拟合得到的概率分布函数求取频率偏差越限次数的置信范围是指：先计算拟合得到的概率分布函数的累积概率分布，再求取设定的置信度下电网每天发生频率偏差越限次数的置信范围。所述置信度m的取值范围为98％＜m＜100％。步骤A中，对于电网容量在300万千瓦或以上者，其频率偏差的阀值为±0.1Hz；对于电网容量在300万千瓦以下者，其频率偏差的阀值为±0.25Hz。本专利技术的原理说明如下：传统频率失稳判断方法针对的是系统发生大扰动后频率出现明显失稳征兆的情况，预判此时系统频率失稳状态，无法实现未出现大扰动时系统频率失稳状态的预测。对此，本专利技术提供了一种基于电网感知数据的频率稳定性预警方法，该方法通过系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电网感知数据的频率稳定性预警方法，其特征在于：/n所述预警方法依次包括以下步骤：/n步骤A、统计电网上一年度每天发生频率偏差越限的次数；/n步骤B、先根据步骤A统计的数据进行频率偏差越限次数的概率分布函数拟合，然后根据拟合得到的概率分布函数求取频率偏差越限次数的置信范围；/n步骤C、以天为单位观测当前电网的频率偏差越限数，若连续两天的频率偏差越限次数超过置信范围的最大值，则判定电网存在发生频率失稳的风险，需对电网内机组调频特性进行监测。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于电网感知数据的频率稳定性预警方法，其特征在于：
所述预警方法依次包括以下步骤：
步骤A、统计电网上一年度每天发生频率偏差越限的次数；
步骤B、先根据步骤A统计的数据进行频率偏差越限次数的概率分布函数拟合，然后根据拟合得到的概率分布函数求取频率偏差越限次数的置信范围；
步骤C、以天为单位观测当前电网的频率偏差越限数，若连续两天的频率偏差越限次数超过置信范围的最大值，则判定电网存在发生频率失稳的风险，需对电网内机组调频特性进行监测。


2.根据权利要求1所述的一种基于电网感知数据的频率稳定性预警方法，其特征在于：
步骤B中，所述根据步骤A统计的数据进行频率偏差越限次数的概率分布函数拟合依次包括以下步骤：
B1、根据步骤A统计的数据计算不同频率偏差越限次数的发生概率；
B2、以频率偏差越限次数为横坐标，其发生的概率为纵坐标绘制频率偏差越限次数概率分布直方图；
B3、分别采用多种典型的概率分布函数对步骤B2得到的直方图进行拟合，得到多个概率分布函数；
B4、分别计算各概率分布函数与直方图之间的累积误差，选取累积误差最小的概率分布函数作为频率偏差越限次数的概率分布函数。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘巨，赵红生，杜治，王博，杨东俊，艾小猛，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，国网湖北省电力有限公司经济技术研究院，华中科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11