基于调速器死区内动作的频率稳定量化控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于调速器死区内动作的频率稳定量化控制方法及装置。其中，方法包括：获取电网扰动后发电机的频率响应曲线，检测频率中频率偏差的最大值，在最大值大于设置的三道防线启动阈值的情况下，对发电机进行控制操作，确定采取控制措施后的发电机的控制频率响应曲线；根据频率响应曲线，确定未采取控制措施时系统频率偏差最大值以及未采取控制措施时系统频率偏差最大值出现时间；根据控制频率响应曲线，确定采取控制措施时系统频率偏差最大值；利用控制量计算公式，根据上述参数，计算发电机控制措施量，其中控制措施量用于防止扰动后发电机的频率偏差最大值超过预设阈值。值。值。

【技术实现步骤摘要】
基于调速器死区内动作的频率稳定量化控制方法及装置


[0001]本专利技术涉及电力系统
，并且更具体地，涉及一种基于调速器死区内动作的频率稳定量化控制方法及装置。

技术介绍

[0002]大规模以风电、光伏为代表的电力电子电源接入电网，并替代了部分同步机，导致系统惯量水平逐渐降低，频率调节能力逐渐减弱；加之高压大容量直流输电投入使用，阻断了各区域间惯量共享和频率相互支援，系统频率支撑和调节能力逐渐减弱。在高比例新能源电力系统中，扰动类型复杂多样且扰动功率冲击大，电力电子电源故障导致的频率稳定问题频发，除传统的同步发电机跳闸外，还涌现出了新的故障类型，例如直流闭锁和新能源脱网等，严重威胁了系统频率安全。综合上述因素，扰动下的频率特性逐渐恶化，频率偏差增大，触发第三道防线造成切机、切负荷的风险越来越大。
[0003]传统针对频率的安控措施，大多是基于频率最大偏差的第三道频率防线，即低频切负荷与高频切机。在功率缺额扰动下，当系统频率最低点低于阈值，切除部分负荷，从而减小系统不平衡功率，使系统频率恢复；在功率盈余扰动下，当频率最高点高于阈值，切除部分机组减小系统不平衡功率，使系统频率恢复。由于第三道防线切负荷将造成用户停电，在实际系统运行时，应避免触发低频减载防线，保障系统安全稳定运行。因此，为防止扰动下系统频率触发第三道防线，同时尽量减少控制措施带来的影响，提出一种发电机调速器死区内动作的频率稳定量化控制方法。根据频率偏差预测值，判断是否达到三道防线启动阈值。若将触发三道防线，则在扰动初期调速器尚未动作时，采取控制措施，减小高频情况切机和低频情况切负荷措施带来的影响。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种基于调速器死区内动作的频率稳定量化控制方法及装置。
[0005]根据本专利技术的一个方面，提供了一种基于调速器死区内动作的频率稳定量化控制方法，包括：
[0006]获取电网扰动后发电机的频率响应曲线，检测频率中频率偏差的最大值，在最大值大于设置的三道防线启动阈值的情况下，对发电机进行控制操作，确定采取控制措施后的发电机的控制频率响应曲线；
[0007]根据频率响应曲线，确定未采取控制措施时系统频率偏差最大值以及未采取控制措施时系统频率偏差最大值出现时间；
[0008]根据控制频率响应曲线，确定采取控制措施时系统频率偏差最大值；
[0009]利用控制量计算公式，根据未采取控制措施时系统频率偏差最大值、未采取控制措施时系统频率偏差最大值出现时间、采取控制措施时系统频率偏差最大值以及系统扰动大小，计算发电机控制措施量，其中控制措施量用于防止扰动后发电机的频率偏差最大值
超过预设阈值。
[0010]可选地，还包括：
[0011]在扰动后的频率偏差达到预设阈值的情况下对发电机进行控制操作，记录控制措施时刻。
[0012]可选地，控制量计算公式如下：
[0013][0014]其中，f
m
为未采取控制措施时系统频率偏差最大值，f
′
m
为采取控制措施时系统频率偏差最大值，t
m
为未采取控制措施时系统频率偏差最大值出现时间，t1为采取控制措施时刻，ΔP为控制量大小，ΔP0为系统扰动大小，T
J
为发电机组的惯性时间常数。
[0015]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种基于调速器死区内动作的频率稳定量化控制装置，包括：
[0016]第一确定模块，用于获取电网扰动后发电机的频率响应曲线，检测频率中频率偏差的最大值，在最大值大于设置的三道防线启动阈值的情况下，对发电机进行控制操作，确定采取控制措施后的发电机的控制频率响应曲线；
[0017]第二确定模块，用于根据频率响应曲线，确定未采取控制措施时系统频率偏差最大值以及未采取控制措施时系统频率偏差最大值出现时间；
[0018]第三确定模块，用于根据控制频率响应曲线，确定采取控制措施时系统频率偏差最大值；
[0019]计算模块，用于利用控制量计算公式，根据未采取控制措施时系统频率偏差最大值、未采取控制措施时系统频率偏差最大值出现时间、采取控制措施时系统频率偏差最大值以及系统扰动大小，计算发电机控制措施量，其中控制措施量用于防止扰动后发电机的频率偏差最大值超过预设阈值。
[0020]根据本专利技术的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，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本专利技术上述任一方面所述的方法。
[0021]根据本专利技术的又一个方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现本专利技术上述任一方面所述的方法。
[0022]从而，本专利技术针对电力系统扰动后暂态频率偏差最大值约束，计算调速器尚未动作时控制措施的控制启动时刻及所需控制量大小，能够避免频率偏差最大值超过阈值，触发电力系统三道防线，同时减小高频情况切机和低频情况切负荷措施带来的影响，为提高系统频率稳定性有重要指导意义。
附图说明
[0023]通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本专利技术的示例性实施方式：
[0024]图1是本专利技术一示例性实施例提供的基于调速器死区内动作的频率稳定量化控制方法的流程示意图；
[0025]图2是本专利技术一示例性实施例提供的基于调速器死区内动作的频率稳定量化控制系统不平衡功率与频率响应曲线流程示意图；
[0026]图3是本专利技术一示例性实施例提供的IEEE9节点接线图示意图；
[0027]图4是本专利技术一示例性实施例提供的采取和不采取控制措施时频率偏差曲线示意图；
[0028]图5是本专利技术一示例性实施例提供的采取和不采取控制措施时发电机机械功率曲线示意图；
[0029]图6是本专利技术一示例性实施例提供的基于调速器死区内动作的频率稳定量化控制装置的结构示意图；
[0030]图7是本专利技术一示例性实施例提供的电子设备的结构。
具体实施方式
[0031]下面，将参考附图详细地描述根据本专利技术的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是本专利技术的全部实施例，应理解，本专利技术不受这里描述的示例实施例的限制。
[0032]应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。
[0033]本领域技术人员可以理解，本专利技术实施例中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。
[0034]还应理解，在本专利技术实施例中，“多个”可以指两个或两个以上，“至少一个”可以指一个、两个或两个以上。
[0035]还应理解，对于本专利技术实施例中提及的任一部件、数据或结构，在没有明确限定或者在前后文给出相反启示的情况下，一般可以理解为一个或多个。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于调速器死区内动作的频率稳定量化控制方法，其特征在于，包括：获取电网扰动后发电机的频率响应曲线，检测所述频率中频率偏差的最大值，在所述最大值大于设置的三道防线启动阈值的情况下，对所述发电机进行控制操作，确定采取控制措施后的所述发电机的控制频率响应曲线；根据所述频率响应曲线，确定未采取控制措施时系统频率偏差最大值以及未采取控制措施时系统频率偏差最大值出现时间；根据所述控制频率响应曲线，确定采取控制措施时系统频率偏差最大值；利用控制量计算公式，根据所述未采取控制措施时系统频率偏差最大值、所述未采取控制措施时系统频率偏差最大值出现时间、所述采取控制措施时系统频率偏差最大值以及系统扰动大小，计算所述发电机控制措施量，其中所述控制措施量用于防止扰动后发电机的频率偏差最大值超过预设阈值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在扰动后的所述频率偏差达到预设阈值的情况下对所述发电机进行控制操作，记录控制措施时刻。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制量计算公式如下：其中，f
m
为未采取控制措施时系统频率偏差最大值，f
′
m
为采取控制措施时系统频率偏差最大值，t
m
为未采取控制措施时系统频率偏差最大值出现时间，t1为采取控制措施时刻，ΔP为控制量大小，ΔP0为系统扰动大小，T
J
为发电机组的惯性时间常数。4.一种基于调速器死区内动作的频率稳定量化控制装置，其特征在于，包括：第一确定模块，用于获取电网扰动后发电机的频率响应曲线，检测所述频率中频率偏差的最大值，在所述最大值大于设置的三道防线启动阈值的情况下，对所述发电机进行控制操作，确定采取控制措施...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙华东，陈锦辉，赵兵，王宝财，吴萍，程奕，樊明鉴，黄东敏，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：