电压跌落引发短时功率冲击对频率影响评估方法、装置、存储介质及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了电力系统及其自动化领域的一种电压跌落引发短时功率冲击对频率影响评估方法、装置、存储介质及设备，包括：构建含有高比例新能源的电力系统的系统节点导纳矩阵；根据系统节点导纳矩阵计算电力系统中新能源和负荷的电压跌落程度；根据新能源和负荷的电压跌落程度，计算新能源和负荷的短时功率特性；根据新能源和负荷的短时功率特性得到电压跌落造成的系统短时功率冲击对电力系统频率的影响评价指标；根据影响评价指标得到电压跌落造成的系统短时功率冲击对电力系统频率的影响评估结果。本发明专利技术能够较好的表征电压跌落带来的短时功率冲击对系统频率的影响趋势和程度，有利于相关人员快速了解电力系统频率稳定风险。定风险。定风险。

【技术实现步骤摘要】
电压跌落引发短时功率冲击对频率影响评估方法、装置、存储介质及设备


[0001]本专利技术涉及一种电压跌落引发短时功率冲击对频率影响评估方法、装置、存储介质及设备，属于电力系统及其自动化


技术介绍

[0002]在高比例新能源的接入下，电力系统的安全稳定运行将迎来新的风险和挑战。
[0003]随着大量新能源替代同步机接入电力系统，系统频率的抗扰能力和动态无功支撑能力急剧下降。由于新能源呈现规模化、聚集化的发展，同时随着电网发展电网间电气距离不断缩短，使得电网短时短路故障下引起的新能源低电压穿越范围扩大且恢复缓慢，故障后的短时电压扰动引起新能源功率波动将造成全网短时性功率冲击，引发系统频率稳定风险，因此系统频率的安全稳定将成为提升新能源接纳能力的制约因素。但是目前还没有针对电压跌落造成的系统短时功率冲击对系统频率影响的评估方法，严重影响了电力系统的进一步发展。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种电压跌落引发短时功率冲击对频率影响评估方法、装置、存储介质及设备，针对电压跌落造成的系统短时功率冲击的情况，通过电力系统中新能源和负荷的电压跌落程度分析系统短时功率冲击对电力系统频率的影响，进而得到影响评估结果，为高比例新能源电网承受短时功率冲击的网架电源规划设计和防御控制提供依据和支撑。
[0005]为达到上述目的/为解决上述技术问题，本专利技术是采用下述技术方案实现的。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种电压跌落引发短时功率冲击对频率影响评估方法，包括如下步骤：
[0007]基于电机暂态等效模型得到含有高比例新能源的电力系统的系统节点导纳矩阵；
[0008]针对电压跌落造成的系统短时功率冲击，根据所述系统节点导纳矩阵计算电力系统中新能源和负荷的电压跌落程度；
[0009]根据所述新能源和负荷的电压跌落程度，计算新能源和负荷的短时功率特性；
[0010]根据所述新能源和负荷的短时功率特性得到电压跌落造成的系统短时功率冲击对电力系统频率的影响评价指标；
[0011]根据所述影响评价指标得到电压跌落造成的系统短时功率冲击对电力系统频率的影响评估结果。
[0012]结合第一方面，进一步的，针对电压跌落造成的系统短时功率冲击，根据所述系统节点导纳矩阵计算电力系统中新能源和负荷的电压跌落程度，包括：
[0013]电力系统中第j个新能源节点的电压跌落变化值ΔU
j
为：
[0014][0015]其中，Z
ij
为电力系统中第j个新能源节点与第i个故障点之间的互阻抗，Z
ii
为第i个故障点的自阻抗，ΔU
i
为第i个故障点的电压跌落变化值，i＝1,2,...,n，n为电力系统中故障点总数，j＝1,2,...,m，m为电力系统中新能源节点总数；
[0016]电力系统中第k个负荷节点的电压跌落变化值ΔU
k
为：
[0017][0018]其中，Z
ik
为电力系统中第k个负荷节点与第i个故障点之间的互阻抗，k＝1,2,
…
,l，l为电力系统中负荷节点总数。
[0019]结合第一方面，进一步的，新能源的短时功率特性包括新能源低电压穿越状态的短时功率冲击缺额能量和新能源穿越恢复状态的短时功率冲击缺额能量；
[0020]设新能源低电压穿越状态有功电流占初始电流的h％，新能源穿越恢复状态以r％额定功率每秒的速率恢复，根据新能源的电压跌落程度计算新能源的短时功率特性，包括：
[0021]新能源低电压穿越期间的功率存在如下关系：
[0022][0023](1
‑
h％)P
j0
＝r％P
jn
T2[0024]其中，P
j0
表示第j个新能源节点进入低电压穿越前的初始功率，P
j
(t)表示电压跌落期间第j个新能源节点t时刻的实时功率，u
jt
为第j个新能源节点处低电压穿越状态新能源端口t时刻的d轴电压，i
jt
为第j个新能源节点处低电压穿越状态新能源端口t时刻的d轴电流，u
j0
为第j个新能源节点进入低电压穿越前的初始d轴电压，i
j0
为第j个新能源节点进入低电压穿越前的初始d轴电流，ΔU
jt
为第j个新能源节点t时刻的电压跌落变化值，ΔU
it
为第i个故障点t时刻的电压跌落变化值，P
jn
为第j个新能源节点处的新能源机组额定功率，T2为新能源穿越恢复状态的持续时长；
[0025]根据新能源低电压穿越期间的功率关系式，计算新能源低电压穿越状态的短时功率冲击缺额能量：
[0026][0027]其中，E
lvrt_j
表示第j个新能源节点低电压穿越状态的短时功率冲击缺额能量，t0为新能源低电压穿越状态的初始时刻，t1为新能源低电压穿越状态的结束时刻，T1为新能源低电压穿越状态的持续时长，T1＝t1‑
t0；
[0028]根据新能源低电压穿越期间的功率关系式，计算新能源穿越恢复状态的短时功率冲击缺额能量：
[0029][0030]其中，E
rec_j
表示第j个新能源节点穿越恢复状态的短时功率冲击缺额能量，t2为新能源穿越恢复状态的结束时刻。
[0031]结合第一方面，进一步的，根据负荷的电压跌落程度计算负荷的短时功率特性，包括：
[0032]负荷节点在电压跌落后的功率为：
[0033][0034]其中，P
k
(t)为第k个负荷节点在电压跌落期间t时刻的功率，P
k0
为第k个负荷节点电压跌落前的初始功率，P1、P2、P3分别为电力系统中恒阻抗负荷、恒电流负荷、恒功率负荷占比，U
kt
为第k个负荷节点t时刻的实际电压，U
k0
为第k个负荷节点的稳态运行电压，ΔU
kt
为第k个负荷节点t时刻的电压跌落变化值，ΔU
it
为第i个故障点t时刻的电压跌落变化值；
[0035]根据负荷节点在电压跌落后的功率计算负荷节点在电压跌落期间的短时功率冲击缺额能量：
[0036][0037]其中，E
L_k
表示第k个负荷节点在电压跌落期间的短时功率冲击缺额能量，t3为负荷的电压跌落初始时刻，t4为负荷的电压跌落结束时刻，T3为负荷的电压跌落持续时长，T3＝t4‑
t3。
[0038]结合第一方面，进一步的，根据所述新能源和负荷的短时功率特性得到电压跌落造成的系统短时功率冲击对电力系统频率的影响评价指标，包括：
[0039]根据所有新能源节点和负荷节点的短时功率特性计算电力系统总的短时功率冲击能量：
[0040][0041]其中，E
P
为电力系统总的短时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电压跌落引发短时功率冲击对频率影响评估方法，其特征在于，包括如下步骤：基于电机暂态等效模型得到含有高比例新能源的电力系统的系统节点导纳矩阵；针对电压跌落造成的系统短时功率冲击，根据所述系统节点导纳矩阵计算电力系统中新能源和负荷的电压跌落程度；根据所述新能源和负荷的电压跌落程度，计算新能源和负荷的短时功率特性；根据所述新能源和负荷的短时功率特性得到电压跌落造成的系统短时功率冲击对电力系统频率的影响评价指标；根据所述影响评价指标得到电压跌落造成的系统短时功率冲击对电力系统频率的影响评估结果。2.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于，针对电压跌落造成的系统短时功率冲击，根据所述系统节点导纳矩阵计算电力系统中新能源和负荷的电压跌落程度，包括：电力系统中第j个新能源节点的电压跌落变化值ΔU
j
为：其中，Z
ij
为电力系统中第j个新能源节点与第i个故障点之间的互阻抗，Z
ii
为第i个故障点的自阻抗，ΔU
i
为第i个故障点的电压跌落变化值，i＝1,2,
…
,n，n为电力系统中故障点总数，j＝1,2,
…
,m，m为电力系统中新能源节点总数；电力系统中第k个负荷节点的电压跌落变化值ΔU
k
为：其中，Z
ik
为电力系统中第k个负荷节点与第i个故障点之间的互阻抗，k＝1,2,
…
,l，l为电力系统中负荷节点总数。3.根据权利要求2所述的评估方法，其特征在于，新能源的短时功率特性包括新能源低电压穿越状态的短时功率冲击缺额能量和新能源穿越恢复状态的短时功率冲击缺额能量；设新能源低电压穿越状态有功电流占初始电流的h％，新能源穿越恢复状态以r％额定功率每秒的速率恢复，根据新能源的电压跌落程度计算新能源的短时功率特性，包括：新能源低电压穿越期间的功率存在如下关系：(1
‑
h％)P
j0
＝r％P
jn
T2其中，P
j0
表示第j个新能源节点进入低电压穿越前的初始功率，P
j
(t)表示电压跌落期间第j个新能源节点t时刻的实时功率，u
jt
为第j个新能源节点处低电压穿越状态新能源端口t时刻的d轴电压，i
jt
为第j个新能源节点处低电压穿越状态新能源端口t时刻的d轴电流，u
j0
为第j个新能源节点进入低电压穿越前的初始d轴电压，i
j0
为第j个新能源节点进入低电压穿越前的初始d轴电流，ΔU
jt
为第j个新能源节点t时刻的电压跌落变化值，ΔU
it
为第i个故障点t时刻的电压跌落变化值，P
jn
为第j个新能源节点处的新能源机组额定功率，T2为新能源穿越恢复状态的持续时长；
根据新能源低电压穿越期间的功率关系式，计算新能源低电压穿越状态的短时功率冲击缺额能量：其中，E
lvrt_j
表示第j个新能源节点低电压穿越状态的短时功率冲击缺额能量，t0为新能源低电压穿越状态的初始时刻，t1为新能源低电压穿越状态的结束时刻，T1为新能源低电压穿越状态的持续时长，T1＝t1‑
t0；根据新能源低电压穿越期间的功率关系式，计算新能源穿越恢复状态的短时功率冲击缺额能量：其中，E
rec_j
表示第j个新能源节点穿越恢复状态的短时功率冲击缺额能量，t2为新能源穿越恢复状态的结束时刻。4.根据权利要求2所述的评估方法，其特征在于，根据负荷的电压跌落程度计算负荷的短时功率特性，包括：负荷节点在电压跌落后的功率为：其中，P
k
(t)为第k个负荷节点在电压跌落期间t时刻的功率，P
k0
为第k个负荷节点电压跌落前的初始功率，P1、P2、P3分别为电力系统中恒阻抗负荷、恒电流负荷、恒功率负荷占比，U
kt
为第k个负荷节点t时刻的实际电压，U
k0
为第k个负荷节点的稳态运行电压，ΔU
kt
为第k个负荷节点t时刻的电压跌落变化值，ΔU
it
为第i...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱玲，薛峰，冯瑞，黄锡芳，赖业宁，王玉，摆世彬，李威，刘福锁，李兆伟，田志浩，徐广，雷杰，刘刚，李桐，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司国网宁夏电力有限公司，
类型：发明
国别省市：