【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统及其自动化领域，尤其涉及一种储能紧急控制的最大能量计算及控制方法和系统。
技术介绍
1、与传统电力系统不同，新型电力系统中的高比例新能源挤占了常规电源的发电空间，从而造成电网转动惯量、调频能力的下降，暂态频率安全已经成为制约新型电力系统发展的瓶颈问题，国内外近年来已发生多起大频差扰动事件。
2、但是新型电力系统中威胁电网稳定运行的低频问题不止有风电脱网和直流闭锁等带来有功阶跃扰动的故障。对于新能源占比不断提高的新型电力系统来说，在受到新能源低电压穿越等短时功率冲击后也会出现频率的快速变化，在调频措施尚未发挥作用时，系统频率便已突破防线。目前对欧洲某电网最大非同步电源渗透率的相关研究中指出了电网故障引起的风电机组低穿对频率的影响可能比大机组跳闸更严重，若低频触发风电转速变化率(rocof)保护、电网低频防线将会造成更严重的影响。也有研究指出东北电网存在单一电网故障引起大面积新能源进入低电压穿越的风险，进而威胁电网频率安全。
3、目前对新能源的低穿能力、低穿特性以及低穿控制策略已经做了大量的研究，但对于大规模新能源低穿引起的暂态频率不安全问题缺少解决方案。
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术解决的技术问题是：如何解决大规模新能源低穿引起的暂态频率不安全问题。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
4、第一方面，本专利技术实施例提供了一种储能紧急控
5、根据实际电网数据，确定发生单一电网故障后的新能源低穿扰动曲线；
6、基于所述新能源低穿扰动曲线构建叠加储能紧急控制功率和新能源低穿过程短时冲击功率的系统频率响应模型，并通过拉普拉斯反变换得到系统频率对应的时域模型；
7、分别计算所述时域模型存在两个极小值点和一个极小值点时，储能释放能量以及对应的释放功率和释放持续时间；
8、比较储能释放能量的大小，确定最大储能释放能量以及对应的释放功率和释放持续时间，得到储能紧急控制策略，以及评估储能释放能量合理性的最大量化标准。
9、作为储能紧急控制的最大能量计算及控制方法的一种优选方案，其中：
10、所述实际电网数据包括潮流文件和稳定文件，所述稳定文件包括与频率仿真相关的负荷模型以及各类元件的模型与参数；
11、所述新能源低穿扰动曲线包括新能源进入低电压穿越的有功功率缺额p，低电压穿越时间t1和低电压穿越恢复时间t2。
12、作为储能紧急控制的最大能量计算及控制方法的一种优选方案，其中：
13、所述基于所述新能源低穿扰动曲线构建叠加储能紧急控制功率和新能源低穿过程短时冲击功率的系统频率响应模型，并通过拉普拉斯反变换得到系统频率对应的时域模型包括：
14、构建叠加储能紧急控制功率和新能源低穿过程短时冲击功率的系统频率响应模型，表示为：
15、
16、其中，s为拉普拉斯算子，δg(s)表示系统的频率-有功传递函数，m为和转动惯量相关的转子时间常数，l为负荷的有功频率响应系数，ps为储能释放功率，p为新能源进入低电压穿越的有功功率缺额，t1为低电压穿越时间，t2为低电压穿越恢复时间，t3为储能释放持续时间；
17、通过拉普拉斯反变换、改写、求导得到系统频率变化率关于t的分段函数表达式，表示为：
18、
19、作为储能紧急控制的最大能量计算及控制方法的一种优选方案，其中：
20、所述分别计算所述时域模型存在两个极小值点和一个极小值点时，储能释放能量以及对应的释放功率和释放持续时间包括：
21、计算所述时域模型中存在两个极小值点时，储能工作期间频率超调值小于限定值δωlimit1，且最小值大于低频减载保护阈值δωlimit的储能释放能量c1以及对应的释放功率ps1和释放持续时间ts1；计算该时域模型中存在一个极小值点时，储能工作期间频率超调值小于限定值δωlimit1，且最小值大于低频减载保护阈值δωlimit的储能释放能量c2以及对应的释放功率ps2和释放持续时间ts2。
22、作为储能紧急控制的最大能量计算及控制方法的一种优选方案，其中：
23、所述分别计算所述时域模型存在两个极小值点和一个极小值点时，储能释放能量以及对应的释放功率和释放持续时间还包括：
24、求解系统频率响应存在两个极小值点的条件：当同时满足δωlimit1＝δω(t1+t3)≥0、即即时，系统的频率响应曲线有两个极小值点存在，k＝l/m，极小值点的时间和值表示为：
25、
26、
27、其中，tb1表示第一个极小值点的时间，ωb1表示第一个极小值点的值；
28、
29、
30、其中，tb2表示第一个极小值点的时间，ωb2表示第一个极小值点的值；
31、求解系统频率响应存在一个极小值点的条件：当同时满足δωlimit1＝δω(t1+t3)≥0、即即时，系统频率响应曲线只有一个极小值点存在，极小值点的时间和值表示为：
32、
33、
34、其中，tb1表示极小值点的时间，ωb1表示极小值点的值；
35、制定单目标优化函数，计算频率曲线存在两个极小值点时，储能工作期间频率超调值小于限定值δωlimit1且最小值大于低频减载保护阈值δωlimit的储能最大释放能量c1以及对应的释放功率ps1和释放持续时间ts1：
36、
37、作为储能紧急控制的最大能量计算及控制方法的一种优选方案，其中：
38、所述分别计算所述时域模型存在两个极小值点和一个极小值点时，储能释放能量以及对应的释放功率和释放持续时间还包括：
39、制定单目标优化函数，计算频率曲线存在一个极小值点时，储能工作期间频率超调值小于限定值δωlimit1且最小值大于低频减载保护阈值δωlimit的储能最大释放能量c2以及对应的释放功率ps2和释放持续时间ts2：
40、
41、第二方面，本专利技术实施例提供了储能紧急控制的最大能量计算及控制系统，包括：
42、故障信息确认模块，用于根据实际电网数据，确定发生单一电网故障后的新能源低穿扰动曲线；
43、构建频率响应模型模块，用于基于所述新能源低穿扰动曲线构建叠加储能紧急控制功率和新能源低穿过程短时冲击功率的系统频率响应模型，并通过拉普拉斯反变换得到系统频率对应的时域模型；
44、能量计算模块，用于分别计算所述时域模型存在两个极小值点和一个极小值点时，储能释放能量以及对应的释放功率和释放持续时间；
45、能量比较模块，用于比较储能释放能量的大小，确定最大储能释放能量以及对应的释放功率和释放持续时间，得到储能紧急控制策略，以及评估储能释放能本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种储能紧急控制的最大能量计算及控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的储能紧急控制的最大能量计算及控制方法，其特征在于，所述实际电网数据包括潮流文件和稳定文件，所述稳定文件包括与频率仿真相关的负荷模型以及各类元件的模型与参数；
3.如权利要求2所述的储能紧急控制的最大能量计算及控制方法，其特征在于，所述基于所述新能源低穿扰动曲线构建叠加储能紧急控制功率和新能源低穿过程短时冲击功率的系统频率响应模型，并通过拉普拉斯反变换得到系统频率对应的时域模型包括：
4.如权利要求3所述的储能紧急控制的最大能量计算及控制方法，其特征在于，所述分别计算所述时域模型存在两个极小值点和一个极小值点时，储能释放能量以及对应的释放功率和释放持续时间包括：
5.如权利要求4所述的储能紧急控制的最大能量计算及控制方法，其特征在于，所述分别计算所述时域模型存在两个极小值点和一个极小值点时，储能释放能量以及对应的释放功率和释放持续时间还包括：
6.如权利要求5所述的储能紧急控制的最大能量计算及控制方法，其特征在于，所述分别计算所述时域模
7.一种储能紧急控制的最大能量计算及控制系统，其特征在于，包括：
8.如权利要求7所述的储能紧急控制的最大能量计算及控制系统，其特征在于，包括：
9.一种计算设备，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求1至6任意一项所述储能紧急控制的最大能量计算及控制方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种储能紧急控制的最大能量计算及控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的储能紧急控制的最大能量计算及控制方法，其特征在于，所述实际电网数据包括潮流文件和稳定文件，所述稳定文件包括与频率仿真相关的负荷模型以及各类元件的模型与参数；
3.如权利要求2所述的储能紧急控制的最大能量计算及控制方法，其特征在于，所述基于所述新能源低穿扰动曲线构建叠加储能紧急控制功率和新能源低穿过程短时冲击功率的系统频率响应模型，并通过拉普拉斯反变换得到系统频率对应的时域模型包括：
4.如权利要求3所述的储能紧急控制的最大能量计算及控制方法，其特征在于，所述分别计算所述时域模型存在两个极小值点和一个极小值点时，储能释放能量以及对应的释放功率和释放持续时间包括：
5.如权利要求4所述的储能紧急...
【专利技术属性】
技术研发人员：李碧君，魏玖明，李兆伟，吴雪莲，黄慧，孙仲卿，赖业宁，李威，薛峰，刘福锁，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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