一种计及储能的新型电力系统惯量水平评估方法技术方案

本发明专利技术公开了一种计及储能的新型电力系统惯量水平评估方法，本发明专利技术的方法包括：从转动惯量、系统动能、惯性常数、惯性时间常数等不同角度构建了新型电力系统惯量水平评估模型；拟定电源发展规划、电力需求水平、电力外送规模等边界条件基础；确定燃煤机组、大型水轮机组、中小水电机组、风电光伏机组的典型惯性常数；针对电网不同典型运行方式下的新能源渗透率及系统惯量常数进行计算；评估不同储能配置比例下的系统惯量水平。本发明专利技术基于系统等效惯量评估模型，并充分考虑了高比例新能源发展带来的大规模储能配置影响，以中长期电力系统随机生产模拟结果为基础，使评估结果更全面，与实际更相符，指导意义更强。指导意义更强。指导意义更强。

【技术实现步骤摘要】
一种计及储能的新型电力系统惯量水平评估方法


[0001]本专利技术涉及电力系统领域，尤其是一种计及储能的新型电力系统惯量水平评估方法。

技术介绍

[0002]由于新能源出力具有较强的波动性与间歇性，且新能源大量替代同步机后，将导致电力系统惯量水平下降，恶化系统频率响应特性，削弱系统抵御功率差额的能力，电力系统频率稳定面临新的挑战。

技术实现思路

[0003]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例，在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0004]鉴于上述和/或现有技术中所存在的问题，提出了本专利技术。
[0005]因此，本专利技术所要解决的技术问题是新能源大量替代同步机后，将导致电力系统惯量水平下降，恶化系统频率响应特性，削弱系统抵御功率差额的能力，电力系统频率稳定面临新的挑战。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种计及储能的新型电力系统惯量水平评估方法，包括以下步骤，
[0007]拟定待评估系统边界条件基础；
[0008]从不同角度构建新型电力系统惯量水平评估模型；
[0009]确定电力系统元件的惯性常数；
[0010]针对电网不同典型运行方式下的新能源渗透率及系统惯量常数进行计算；
[0011]评估不同储能配置比例下的系统惯量水平。
[0012]作为本专利技术所述计及储能的新型电力系统惯量水平评估方法的一种优选方案，其中：所述拟定待评估系统包括以待评估电力系统对象的电网发展规划、系统设计研究报告为基础，拟定系统电源发展规模、电力需求水平、电力外送规模边界条件基础数据。
[0013]作为本专利技术所述计及储能的新型电力系统惯量水平评估方法的一种优选方案，其中：所述新型电力系统惯量水平评估模型包括：
[0014]从转动惯量J、系统动能E、惯性常数H、惯性时间常数T
j
等不同角度表征：
[0015][0016]式中：r为转动半径；d
m
为对变量m进行微分计算；m为刚体质量；w为发电机实际转子机械角速度；w
n
为发电机额定转子机械角速度；S
n
为电力系统额定装机容量。
[0017]作为本专利技术所述计及储能的新型电力系统惯量水平评估方法的一种优选方案，其中：含高比例新能源的新型电力系统中可以提供旋转动能的元件包括含虚拟惯量控制的储能，计及储能后系统总旋转动能之和E
sys
：
[0018][0019]式中：为第i台同步发电机组的惯性时间常数，单位MW
·
s；为第i台同步发电机组的额定容量，单位MW；为第j个储能电站的惯性时间常数单位MW
·
s；为第j个储能电站的额定容量单位MW；x
i
表示第i台同步发电机组的开机状态，0表示停机，1表示开机；m为系统内同步发电机组数量；n为系统内储能电站数量。
[0020]作为本专利技术所述计及储能的新型电力系统惯量水平评估方法的一种优选方案，其中：系统总开机容量
[0021][0022]式中：为第i台同步发电机组的开机容量，单位MW；为第j个新能源电站的开机容量，单位MW；m为系统内同步发电机组数量；N为系统内新能源电站数量。
[0023]作为本专利技术所述计及储能的新型电力系统惯量水平评估方法的一种优选方案，其中：系统等效惯性常数H
sys
：
[0024][0025]作为本专利技术所述计及储能的新型电力系统惯量水平评估方法的一种优选方案，其中：所述确定电力系统元件的惯性常数包括：确定燃煤机组、大型水轮机组、中小水电机组、风电光伏机组电力系统元件的惯性常数。
[0026]作为本专利技术所述计及储能的新型电力系统惯量水平评估方法的一种优选方案，其中：所述针对电网不同典型运行方式下的新能源渗透率及系统惯量常数进行计算包括电网典型大方式、典型小方式运行情况。
[0027]作为本专利技术所述计及储能的新型电力系统惯量水平评估方法的一种优选方案，其中：所述燃煤机组惯性常数典型值为3.5s～5s、大型水轮机组惯性常数典型值为3s～5s、中小水电机组惯性常数典型值为3s～4s、风电光伏惯性常数为0s，不考虑负荷侧惯性常数。
[0028]本专利技术的有益效果：专利技术研究了新型电力系统频率稳定问题机理，分析了高渗透
率下新能源电力系统动态频率响应特性与系统惯量之间的关系，从转动惯量、系统动能、惯性常数、惯性时间常数等不同角度构建了新型电力系统惯量水平评估模型，并以某省构建以新能源为主体的新型电力系统为例，测算了计及储能后的新能源高占比电力系统惯量水平进行计算与评估，基于系统等效惯量评估模型，并充分考虑了高比例新能源发展带来的大规模储能配置影响，以电力系统随机生产模拟结果为基础，使评估结果更全面，与实际更相符，指导意义更强。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0030]图1为本专利技术的流程示意图；
[0031]图2为典型大方式下新能源渗透率及系统惯量常数(不配储能)评估结果图；
[0032]图3为典型小方式下新能源渗透率及系统惯量常数(不配储能)评估结果图；
[0033]图4为典型大方式下新能源渗透率及系统惯量常数(配20％储能)评估结果图；
[0034]图5为典型小方式下新能源渗透率及系统惯量常数(配20％储能)评估结果图。
具体实施方式
[0035]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。
[0036]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0037]其次，本专利技术结合示意图进行详细描述，在详述本专利技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0038]再其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
[0039]实施例
[0040]参照图1～5，本实施例提供了一种计及储能的新型电力系统惯量水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计及储能的新型电力系统惯量水平评估方法，其特征在于：包括以下步骤，拟定待评估系统边界条件基础；从不同角度构建新型电力系统惯量水平评估模型；确定电力系统元件的惯性常数；针对电网不同典型运行方式下的新能源渗透率及系统惯量常数进行计算；评估不同储能配置比例下的系统惯量水平。2.根据权利要求1所述的计及储能的新型电力系统惯量水平评估方法，其特征在于：所述拟定待评估系统包括以待评估电力系统对象的电网发展规划、系统设计研究报告为基础，拟定系统电源发展规模、电力需求水平、电力外送规模边界条件基础数据。3.根据权利要求1或2所述的计及储能的新型电力系统惯量水平评估方法，其特征在于：所述新型电力系统惯量水平评估模型包括：从转动惯量J、系统动能E、惯性常数H、惯性时间常数T
j
等不同角度表征：式中：r为转动半径；d
m
为对变量m进行微分计算；m为刚体质量；w为发电机实际转子机械角速度；w
n
为发电机额定转子机械角速度；S
n
为电力系统额定装机容量。4.根据权利要求3所述的计及储能的新型电力系统惯量水平评估方法，其特征在于：含高比例新能源的新型电力系统中可以提供旋转动能的元件包括含虚拟惯量控制的储能，计及储能后系统总旋转动能之和E
sys
：式中：为第i台同步发电机组的惯性时间常数，单位MW
·
s；为第i台同步发电机组的额定容...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宇，王志敏，刘民伟，赵爽，张秀钊，王凌谊，刘娟，陈雯，李俊杰，万航羽，秦文龙，陈诗佳，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：