一种基于响应的频率稳定判别和控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于响应的频率稳定判别和控制方法及系统，包括：根据联络线功率和频率响应信息，确定有功功率扰动区域；计算所述有功功率扰动区域的扰动功率值，并基于所述扰动功率值确定频率最大偏差预测值；当所述频率最大偏差预测值大于预设启动阈值时，确定频率失稳，并计算防止频率失稳需求的总控制措施量；基于所述总控制措施量进行控制措施量的分配，以基于分配的控制措施量进行频率控制。本发明专利技术能够有效应对高比例新能源电力系统运行方式复杂多变、不确定故障扰动形态造成的频率失稳问题，弥补基于预想故障集的传统故障匹配式控制系统难以应对非预想故障形态的缺陷，强化大电网安全稳定屏障。化大电网安全稳定屏障。化大电网安全稳定屏障。

【技术实现步骤摘要】
一种基于响应的频率稳定判别和控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力系统安全稳定控制
，并且更具体地，涉及一种基于响应的频率稳定判别和控制方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，高比例新能源电网频率崩溃引发的大停电事故频发。在多直流送端电网，交直流扰动与新能源故障穿越特性耦合，存在新能源机端暂态过电压引发其大规模连锁脱网风险，导致大量有功缺额；在含大量分布式新能源的多直流馈入受端电网，交流故障易引发多回直流换相失败，使得新能源机端低电压引起有功出力大幅下降，导致系统频率快速下跌，威胁电网安全稳定运行。
[0003]传统的频率控制主要集中在电力系统的第二道防线和第三道防线，第二道防线基于预想故障集，用离线仿真分析稳定特性、在线匹配控制的策略表模式，无法适应高比例新能源电力系统运行方式多变、故障形态不定的特征，存在失效风险；第三道防线在系统频率严重偏离正常运行状态时，大量采取切机切负荷控制措施，导致大面积停电，影响民生。因此，急需发展快速、准确、可靠的频率稳定判别以及控制技术，不依赖于仿真模型和运行方式，根据实时测量信息，对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于响应的频率稳定判别和控制方法，其特征在于，所述方法包括：根据联络线功率和频率响应信息，确定有功功率扰动区域；计算所述有功功率扰动区域的扰动功率值，并基于所述扰动功率值确定频率最大偏差预测值；当所述频率最大偏差预测值大于预设启动阈值时，确定频率失稳，并计算防止频率失稳需求的总控制措施量；基于所述总控制措施量进行控制措施量的分配，以基于分配的控制措施量进行频率控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据联络线功率和频率响应信息，确定有功功率扰动区域，包括：根据联络线母线采集的每条联络线的频率数据确定每条联络母线的频率变化值，并根据所有联络母线的频率变化值中的最大值确定系统频率变化值；根据每条联络线的功率变化值之和确定联络断面功率变化值；根据所述系统频率变化值和联络断面功率变化值确定有功功率扰动区域。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述系统频率变化值和联络断面功率变化值确定有功功率扰动区域，包括：当且时，确定送端区域为有功功率盈余扰动区域；当且时，确定受端区域为有功功率盈余扰动区域；当且时，确定受端区域为有功功率缺额扰动区域；当且时，确定送端区域为有功功率缺额扰动区域；其中，为系统频率变化值；为联络断面功率变化值；为预设频率判断动作死区阈值；为预设功率判断动作死区阈值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述有功功率扰动区域的扰动功率值，并基于所述扰动功率值确定频率最大偏差预测值，包括：，，，，
，，，其中，频率最大偏差预测值；R为机组一次调频等效调差系数；为扰动功率值；T1和T2为中间变量；T
R
为机组再热器时间常数；为频率最大偏差预测值出现的时间；H为系统惯性常数；Sn为系统额定容量；df/dt为扰动初期平均频率变化率；f0为扰动前t0时刻频率，当df/dt大于预设扰动阈值的时刻为t0时刻；为阻尼比；为自然振荡角频率；K
L
为负荷调频系数；F
H
为高压缸功率比例。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算防止频率失稳需求的总控制措施量，包括：，，，，，，
，其中，为控制启动时刻t1时的频率最大偏差值，根据频率最大偏差值为预设频率偏差阈值时的时刻确定控制启动时刻t1；R为机组一次调频等效调差系数；为扰动功率值；K
L
为负荷调频系数；T1和T2为中间变量；T
R
为机组再热器时间常数；为频率最大偏差预测值出现的时间；为阻尼比；为自然振荡角频率；H为系统惯性常数；F
H
为高压缸功率比例；为预设的允许的最大频率偏差阈值；为扰动功率值；为总控制措施量。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述总控制措施量进行控制措施量的分配，包括：当时，确定直流调制量充足，按照如下方式进行控制措施量的分配,包括：，其中，为总控制措施量；为受扰电网中所有直流的可调制总量，，n为受扰电网的直流条数；为直流j的可调制量；为直流j的控制措施量；当时，确定直流调制量不足，按照如下方式进行控制措施量的分配，包括：S1，优先调制直流，所有直流均按照最大调制量进行控制，此时直流j的控制措施量为：，所有直流的直流控制总量为：；S2，根据频率空间分布特性，对允许切机或切负荷的控制点按照频率偏差由大到小的顺序进行排序，确定控制点序列，并基于所述控制点序列中控制点的顺序进行控制措施量的分配；其中，对于任一第i个控制点，若该任一第i个控制点的措施量充足，则该任一第i个控
制点的控制措施量为：；对于任一第i个控制点，若该任一第i个控制点的措施量不足，则按照该任一第i个控制点的最大量措施量确定该任一第i个控制点的控制措施量，直至控制点r的措施量充足且满足总控制措施量要求时，确定控制点r的控制措施量为：；其中，为第s个控制点的最大措施量。7.一种基于响应的频率稳定判别和控制系统，其特征在于，所述系统包括：扰动区域确定单元，用于根据联络线功率和频率响应信息，确定有功功率扰动区域；频率最大偏差确定单元，用于计算所述有功功率扰动区域的扰动功率值，并基于所述扰动功率值确定频率最大偏差预测值；总控制措...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙华东，赵兵，吴萍，王宝财，陈锦辉，程奕，黄东敏，樊明鉴，
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：