高比例新能源电网惯量稳定裕度评估方法技术

本发明专利技术涉及高比例新能源电网惯量稳定裕度评估方法，包括如下步骤：获取考虑电网中的并网新能源后的电网等效惯性时间常数H

【技术实现步骤摘要】
高比例新能源电网惯量稳定裕度评估方法


[0001]本专利技术属于新能源电网稳定裕度评估
，尤其涉及高比例新能源电网惯量稳定裕度评估方法。

技术介绍

[0002]未来电网中的新能源比例将显著提升，新能源将逐渐代替火电机组成为新型电力系统中的发电主力，这一电源占比的改变也将影响电网的惯量裕度。传统火电机组是旋转的同步发电机，为电网的稳定运行提供了重要的惯性支撑，使得电网在故障下可维持频率和发电机功角稳定，但随着新能源并网比例的不断提升，旋转的同步电机比例逐渐下降，电网相对应的惯性也在逐渐下降，这给电网的安全稳定运行带来了极其不利的影响。当前，还未有方法从惯量角度评估新能源高比例并网对电网惯量稳定裕度的影响。
[0003]为此，本专利技术提出一种高比例新能源城市电网惯量稳定裕度评估方法，将新能源这种以静止的电力电子设备并网的发电机组看做零惯量设备，并与电网中旋转的同步电机共同计算电网整体的惯量值，提出量化指标，评估电网的惯量稳定裕度。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
[0005]高比例新能源电网惯量稳定裕度评估方法，包括如下步骤：
[0006]获取考虑电网中的并网新能源后的电网等效惯性时间常数H
total
；
[0007]计算考虑极限惯量的电网极限新能源消纳裕度W
max
：
[0008][0009]式中，H
min
表示电网可承受的最小等小时间常数，n表示电网中同步发电机的台数，S
i
表示第i台同步发电机的额定容量，H
i
表示第i台同步发电机的惯性时间常数；
[0010]根据计算得到的新能源消纳裕度W
max
，为电网消纳新能源的极限量值提供参考。
[0011]进一步的，根据计算得到的新能源消纳裕度W
max
，为电网消纳新能源的极限量值提供参考的方法为：
[0012]若此时电网已经并入的新能源量值大于W
max
，则电网的安全运行可能受到威胁，需要进一步详细校核电网的稳定水平；若此时电网并入的新能源量值还未达到W
max
，则说明电网仍有一定的新能源消纳空间。
[0013]进一步的，获取考虑电网中的并网新能源后的电网等效惯性时间常
[0014]数H
total
的方法为：
[0015][0016]式中，G
j
表示第j个新能源的额定容量；m为新能源机组的总数量；n表示电网中同
步发电机的台数，S
i
表示第i台同步发电机的额定容量，H
i
表示第i台同步发电机的惯性时间常数；
[0017]其中，H
i
根据下式获得：
[0018][0019]式中，J
i
表示该发电机的旋转设备的转动惯量，w
i
为该发电机的额定转速。
[0020]本专利技术的优点和积极效果是：
[0021]本专利技术所提出的高比例新能源城市电网惯量稳定裕度评估方法可量化评价在高比例新能源并网下，零惯量的新能源对电网的稳定产生的冲击，并给出电网达到稳定裕度极限情况下新能源的并网容量限制，为电网在安全稳定的前提下科学消纳新能源提供量化评价指标。
附图说明
[0022]以下将结合附图和实施例来对本专利技术的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本专利技术范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
[0023]图1为本专利技术实施例提供的电网的等效惯量惯性时间常数变化趋势图。
具体实施方式
[0024]首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本专利技术的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本专利技术形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本专利技术的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。
[0025]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0026]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0027]本实施例提供的高比例新能源电网惯量稳定裕度评估方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0028]获取电网所有同步发电机的等效惯性时间常数H
total
；
[0029]获取考虑电网中的并网新能源后的电网等效惯性时间常数H
total
；
[0030]计算考虑极限惯量的电网极限新能源消纳裕度W
max
：
[0031][0032]式中，H
min
表示电网可承受的最小等小时间常数，n表示电网中同步发电机的台数，S
i
表示第i台同步发电机的额定容量，H
i
表示第i台同步发电机的惯性时间常数；
[0033]根据计算得到的新能源消纳裕度W
max
，可为电网消纳新能源的极限量值提供参考，若此时电网已经并入的新能源量值大于W
max
，则电网的安全运行可能受到威胁，需要进一步详细校核电网的稳定水平。若此时电网并入的新能源量值还未达到W
max
，则说明电网仍有一定的新能源消纳空间；因此，此参数W
max
可作为衡量电网消纳新能源的量是否在电网安全允许范围内的重要指标。
[0034]需要说明的是，获取考虑电网中的并网新能源后的电网等效惯性时
[0035]间常数H
total
的方法为：
[0036][0037]式中，G
j
表示第j个新能源的额定容量；m为新能源机组的总数量；n表示电网中同步发电机的台数，S
i
表示第i台同步发电机的额定容量，H
i
表示第i台同步发电机的惯性时间常数；
[0038]其中，H
i
根据下式获得：
[0039][0040]式中，J
i
表示该发电机的旋转设备的转动惯量，w
i
为该发电机的额定转速。
[0041]作为举例，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高比例新能源电网惯量稳定裕度评估方法，其特征在于，包括如下步骤：获取考虑电网中的并网新能源后的电网等效惯性时间常数H
′
total
；计算考虑极限惯量的电网极限新能源消纳裕度W
max
：式中，H
min
表示电网可承受的最小等小时间常数，n表示电网中同步发电机的台数，S
i
表示第i台同步发电机的额定容量，H
i
表示第i台同步发电机的惯性时间常数；根据计算得到的新能源消纳裕度W
max
，为电网消纳新能源的极限量值提供参考。2.根据权利要求1所述高比例新能源电网惯量稳定裕度评估方法，其特征在于：根据计算得到的新能源消纳裕度W
max
，为电网消纳新能源的极限量值提供参考的方法为：若此时电网已经并入的新能源量值大于W
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张天宇，王魁，罗涛，雷铮，李媛媛，宋佳，董逸超，何平，王伟臣，李慧，宣文博，刘忠义，闫大威，周进，魏联滨，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：