一种风电占比灵敏度分析方法技术

本发明专利技术属于电网调频影响因素分析技术领域，尤其涉及一种风电占比灵敏度分析方法，更具体的是涉及一种考虑风火协同的风电占比灵敏度分析方法。本发明专利技术包括以下步骤：在电力系统仿真软件ADPSS中建立风机参与调频的仿真模型，并输入参数，获得电网频率动态过程仿真轨迹；通过调整仿真参数分析仿真轨迹，找到影响权重大的相关参数，将其定义为频率动态过程灵敏度的特征指标；通过确定灵敏度的特征指标，将其作为变量从而建立考虑风火协同的系统频率评估函数；根据考虑风火协同的系统频率评估函数，对风电占比进行灵敏度分析。本发明专利技术能够更有效和可靠的进行对风电占比进行灵敏度分析，为风火协同系统的低频减载稳定运行提供技术依据和实用方法。术依据和实用方法。术依据和实用方法。

【技术实现步骤摘要】
一种风电占比灵敏度分析方法


[0001]本专利技术属于电网调频影响因素分析
，尤其涉及一种风电占比灵敏度分析方法，更具体的是涉及一种考虑风火协同的风电占比灵敏度分析方法。

技术介绍

[0002]近年来新能源大量并网，新能源并网给我们带来经济效益的同时也给电网的运行带来一些负面影响。风电具有随机性，波动性以及可预测性低等特点；故障穿越能力不足易导致故障扰动后的大规模脱网发生；同时，风电通过电力电子化并网，与系统耦合性弱，风光接入后系统的等效惯量较低。由于上述不同于常规电源的若干特性，高渗透风电并网后系统频率稳定运行风险将加大，系统的频率安全控制难度增加，高渗透率风电并网后的频率紧急控制将面临一系列挑战。
[0003]其中，风电脱网是最为突出的问题之一，其直接后果就是对系统造成大额不平衡功率扰动，从而导致系统频率的下降；当输电通道或者输变电等重要元器件发生开断等严重故障时，受端都将缺失大量电力引起低频问题，大规模风电接入受端后使得低频问题及相应的紧急控制措施变得复杂。低频减载是当电力系统在实际运行过程中，由于扰动造成有功缺额后，迅速切除一部分负荷从而使频率恢复至额定值附近，防止频率崩溃的一种安全控制措施。低频减载作为电网安全稳定控制中第三道防线的重要措施，可防止大停电事故发生、保障系统频率稳定性，整定的合理与否关系到电网的安全稳定运行，尤其是高渗透率风电等电网新的格局、特征出现。
[0004]解决问题的关键是如何权衡风电占比对整个系统低频减载的影响。该影响的复杂性在于，一方面，要考虑系统不同参数对应不同风电占比的影响，另一方面，要考虑风电占比发生改变对整个系统的影响，进而明确后续改善的低频减载策略的调整方向。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术中存在的不足之处，本专利技术提供了一种风电占比灵敏度分析方法。其目的是为了实现通过在电力系统仿真软件ADPSS中建立风机参与调频的仿真模型，建立考虑风火协同的系统频率评估函数，对风电占比进行灵敏度分析的专利技术目的。
[0006]本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：
[0007]一种风电占比灵敏度分析方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1.在电力系统仿真软件中建立风机参与调频的仿真模型，并输入参数，获得电网频率动态过程仿真轨迹；
[0009]步骤2.通过调整仿真参数分析仿真轨迹，找到影响权重大的相关参数，将其定义为频率动态过程灵敏度的特征指标；
[0010]步骤3.通过确定灵敏度的特征指标，将其作为变量从而建立考虑风火协同的系统频率评估函数；
[0011]步骤4.根据考虑风火协同的系统频率评估函数，对风电占比进行灵敏度分析。
[0012]更进一步的，步骤1所述在电力系统仿真软件ADPSS中建立风机参与调频的仿真模型，并输入参数，获得电网频率动态过程仿真轨迹；包括：
[0013]步骤(1)建立风机参与调频的惯性控制模型和备用功率控制模型；
[0014]所述惯性控制模型和备用功率控制模型适用于风机调频的不同风速情况，将二者结合得到适用于各种情况的风机参与调频的仿真模型
[0015]所述建立风机参与调频的惯性控制模型，指以电网频率变化率和电网频率变化量Δf
w
，为输入变量，一旦超出死区，双馈风电机组将迅速释放或者吸收转子动能，进而改变风机的有功出力，参与一次调频的目的,用数学方程表示为：
[0016][0017]其中，
△
P表示惯性控制环节的输出量，P
jf
和P
ff
为公式的代称无实际意义，
△
f表示电网频率与参考频率的差值，是电网频率变化率，Δf
w
表示电网频率变化量，K
j
和K
f
是比例倍数；
[0018]步骤(2)利用电力系统仿真软件中的自定义建模功能建立考虑风电调频的系统模型；
[0019]所述电力系统仿真软件中的自定义建模功能是指在电力系统仿真软件无须了解程序内部结构和编程设计的条件下，根据计算分析的需要设计各种模型；
[0020]步骤(3)输入参数进行仿真，指根据电网实际情况，选取和建立电气元件模型和录入相关参数；是在仿真软件中设置运行方式并设置故障，运行电力系统仿真软件，得到频率仿真轨迹；
[0021]步骤(4)获得电网频率动态过程仿真轨迹。
[0022]更进一步的，所述风机参与调频的备用功率控制模型，是指由两种调频方法进行结合，一种是桨距角调频：通过改变风电机组中的桨距角进而调节功率因数使风电机组有备用有功功率；另一种是超速调频：在风电机组运行时不断改变转子运行转速，改变在运行位置，以实现减载运行。
[0023]更进一步的，所述参数包括：火电机组的数目和机组容量、风电机组的数目和机组容量、风电机组的惯性时间常数、额定风速、不同类型负荷占比、风火比以及模拟故障时损失的系统容量等。
[0024]更进一步的，所述频率动态过程灵敏度的特征指标，是指以如下特征指标衡量系统调频效果：a、稳态频率偏差；b、最大频率偏差；c、到达频率最低点时间。
[0025]更进一步的，所述系统频率评估函数，是指依据上述特征指标，建立考虑风火协同的系统频率评估函数：
[0026]F(s)＝k1α1s+k2α2s+k3α3s+b
[0027]其中，s为风电占比，α1为稳态频率偏差，α2为最大频率偏差；α3为到达频率最低点时间，k1、k2、k3为相关系数，b为相关常数。
[0028]更进一步的，所述灵敏度分析，是指根据上述的考虑风火协同的系统频率评估函
数，让风电占比分别对稳态频率偏差、最大频率偏差、频率最低点时间求偏导数，分别以各权重系数乘以偏导数再求和，得到考虑风火协同的风电占比灵敏度函数，通过调整参数观察函数值的变化，进行灵敏度分析。
[0029]一种风电占比灵敏度分析装置，包括：电力系统仿真模块，用于实现电力系统仿真模拟。
[0030]一种计算机设备，包括存储介质、处理器及存储在存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现任一所述的一种风电占比灵敏度分析方法的步骤。
[0031]一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一所述的一种风电占比灵敏度分析方法的步骤。
[0032]本专利技术具有以下有益效果及优点：
[0033]本专利技术采用的这种灵敏度分析方法，考虑启动过程中风电机组占比对这个系统低频减载的影响，能够更有效和可靠的进行对风电占比进行灵敏度分析，为风火协同系统的低频减载稳定运行提供技术依据和实用方法。
[0034]本专利技术提出的这种考虑风火协同的风电占比灵敏度分析方法的基本思想是：基于电力系统仿真软件ADPSS中的自定义建模功能，考虑系统启动过程中各种运行条件，建立风机参与调频的惯性控制模型和备用功率控制模型，并在考虑风电占比的条件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电占比灵敏度分析方法，其特征是：包括以下步骤：步骤1.在电力系统仿真软件中建立风机参与调频的仿真模型，并输入参数，获得电网频率动态过程仿真轨迹；步骤2.通过调整仿真参数分析仿真轨迹，找到影响权重大的相关参数，将其定义为频率动态过程灵敏度的特征指标；步骤3.通过确定灵敏度的特征指标，将其作为变量从而建立考虑风火协同的系统频率评估函数；步骤4.根据考虑风火协同的系统频率评估函数，对风电占比进行灵敏度分析。2.根据权利要求1所述的一种风电占比灵敏度分析方法，其特征是：步骤1所述在电力系统仿真软件ADPSS中建立风机参与调频的仿真模型，并输入参数，获得电网频率动态过程仿真轨迹；包括：步骤(1)建立风机参与调频的惯性控制模型和备用功率控制模型；所述惯性控制模型和备用功率控制模型适用于风机调频的不同风速情况，将二者结合得到适用于各种情况的风机参与调频的仿真模型所述建立风机参与调频的惯性控制模型，指以电网频率变化率和电网频率变化量Δf
w
为输入变量，一旦超出死区，双馈风电机组将迅速释放或者吸收转子动能，进而改变风机的有功出力，参与一次调频的目的,用数学方程表示为：其中，
△
P表示惯性控制环节的输出量，P
jf
和P
ff
为公式的代称无实际意义，
△
f表示电网频率与参考频率的差值，是电网频率变化率，Δf
w
表示电网频率变化量，K
j
和K
f
是比例倍数；步骤(2)利用电力系统仿真软件中的自定义建模功能建立考虑风电调频的系统模型；所述电力系统仿真软件中的自定义建模功能是指在电力系统仿真软件无须了解程序内部结构和编程设计的条件下，根据计算分析的需要设计各种模型；步骤(3)输入参数进行仿真，指根据电网实际情况，选取和建立电气元件模型和录入相关参数；是在仿真软件中设置运行方式并设置故障，运行电力系统仿真软件，得到频率仿真轨迹；步骤(4)获得电网频率动态过程仿真轨迹。3.根据权利要求2所述的一种风电占比灵敏度分析方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡姝博，张强，冯悦新，徐秋敏，戈阳阳，谢赐戬，叶鹏，王雪杰，赵毅，马欣彤，张潇桐，付尧，李明珠，范维，董鹤楠，李平，孙广宇，牛明，
申请(专利权)人：沈阳工程学院国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：