【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统，特别涉及一种电网频率响应时空分布模型建立方法及系统，尤其是涉及一种考虑新能源场站与共享储能的区域电网频率响应时空分布模型。
技术介绍
1、当今电力系统由于互联区域的增加及其规模容量扩大等导致电网结构复杂度越来越高。而频率作为电能质量、电力系统运行状态监测与控制的关键指标，是系统稳定性研究的热点问题。电力系统在运行时始终受到外部扰动作用，如负荷变化、机组开停、线路投切、短路及断线故障等。扰动会导致系统功率不平衡，频率响应出现过渡过程，随着广域测量技术的发展及应用，广域互联系统频率的时空分布特性已经得到证实，即频率随时间变化的同时也因观测的节点不同而各异。并且近年来，随着新能源和电力电子装备的占比不断提高，电力系统的频率安全稳定性发生重大变化。因此研究含有新能源电力系统的频率时空分布特性，对提高系统频率稳定性、合理规划新能源机组并网、采取调频策略等具有重要意义。
2、目前国内外有不少学者研究了包含新能源系统的频率响应模型建立方法以及频率的时空分布特性。有的定量分析了风电接入对系统等效惯性、阻尼常数的影响，通过对传统sfr模型参数的修正，提出了一种考虑风电接入的系统频率响应模型。有的通过分析风电机组的有功-频率特性，结合等值负荷的频率特性推导了简化的风电场-负荷等效模型，结合传统的sfr模型提出了一种考虑风电的送端电网频率响应等值模型，有的在风电场和储能系统频率特性模型的基础上，建立了风储联合调频下电力系统的频率特性模型。有的在火电机组频率响应模型的基础上，利用渗透率表征新能源加入系统，提出了一种考
3、然而，目前的相关做法仍有以下缺点：1、模型只考虑了传统独立储能参与调频，而目前由于新能源渗透率的不断提高，共享储能逐步加入电力系统调节频率，建立的模型应该反映出共享储能的调频特性。2、现有的模型都是单一的频率响应模型，所得出的频率变化为电力系统惯性中心的频率变化，然而电力系统由于互联区域的增加及其规模容量扩大等导致电网结构复杂度越来越高，区域电网的频率呈现时空分布特性，频率响应模型应该更加精确到具体节点。3.部分考虑频率时空分布特性的频率响应模型都是基于传统火电机组，对新能源和共享储能的加入没有考虑。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供了一种电网频率响应时空分布模型建立方法及系统，以解决现有技术中的上述技术问题。
2、为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
3、根据本专利技术实施例的第一方面，提供了一种电网频率响应时空分布模型建立方法。
4、在一个实施例中，所述电网频率响应时空分布模型建立方法，包括：
5、建立含新能源场站与共享储能的单机等值sfr模型；
6、对区域电网进行分析，计算区域电网中任意两个节点之间的最短电气距离及该最短电气距离所在路径；
7、基于所述最短电气距离和所述最短电气距离所在路径，计算每条线路上的惯性时间常数；并标幺化负荷扰动节点到每个测试节点间的最短电气距离及其惯性时间常数，得到最短电气距离标幺值和对应惯性时间常数标幺值；
8、根据所述最短电气距离标幺值和所述时间常数标幺值，计算出关键参数的系统惯性时间常数时空分布因子；
9、将所述系统惯性时间常数时空分布因子引入至所述单机等值sfr模型，建立考虑新能源场站与共享储能的区域电网频率响应时空分布模型。
10、在一个实施例中，建立含新能源场站与共享储能的单机等值sfr模型包括：在传统sfr模型基础上，附加共享储能调频环节，得到新的sfr模型；基于新的sfr模型，利用单机等值法将系统多个机组参数等值为一个机组，得到单机等值sfr模型。
11、在一个实施例中，对区域电网进行分析，计算区域电网中任意两个节点之间的最短电气距离及该最短电气距离所在路径包括：对区域电网进行分析，采用floyed算法计算区域电网中任意两个节点之间的最短电气距离及该最短电气距离所在路径。
12、在一个实施例中，所述惯性时间常数的计算公式为：
13、
14、式中，ta-li-j为发电机始端节点a分布在路径a-c中线路li-j上的惯性时间常数；za-c为节点a到节点c的最短电气距离；zi-j为节点i到节点j的最短电气距离；ta为发电机的惯性时间常数，若发电机为风力发电机，则ta＝twb+tb+，twb为风电和自配储能的惯性时间常数；tb+为共享储能的惯性时间常数；n为发电机组个数，tli-j为每条线路li-j上的惯性时间常数；k为发电机编号，tk-li-j为第k个发电机分布到线路li-j上的惯性时间常数。
15、在一个实施例中，在标幺化负荷扰动节点到每个测试节点间的最短电气距离及其惯性时间常数，得到最短电气距离标幺值和对应惯性时间常数标幺值时，标幺化公式为：
16、
17、式中，zb为阻抗基准值；tb为惯性时间常数基准值；zli-j为线路li-j上的阻抗；ta为发电机处的惯性时间常数；z*vf-vt为负荷扰动节点到测试节点的最短电气距离的标幺值；zvf-vt为负荷扰动节点到测试节点的最短电气距离；t*vf-vt为负荷扰动节点到测试节点的惯性标幺值；t+li-j为负荷扰动节点到测试节点所有线路惯性之和。
18、在一个实施例中，所述响应时空分布因子的计算公式为：
19、
20、式中，λ为系统惯性时间常数时空分布因子；z*vf-vt为负荷扰动节点到测试节点的最短电气距离的标幺值；t*vf-vt为负荷扰动节点到测试节点的惯性标幺值。
21、在一个实施例中，在将所述系统惯性时间常数时空分布因子引入至所述单机等值sfr模型时的计算公式为：
22、
23、式中，λ为系统惯性时间常数时空分布因子；h^sys为系统具有时空分布特性的总惯性时间常数，t^s为汽轮机具有时空分布特性的等值惯性时间常数，t^e为具有时空分布特性的共享储能响应时间常数，k^e为共享储能具有时空分布特性的下垂控制系数，m^e为共享储能具有时空分布特性的虚拟惯性控制系数，hsys为系统的总惯量，ts为汽轮机的等值惯性时间常数，te为共享储能响应时间常数，ke为共享储能下垂控制系数me为共享储能虚拟惯性控制系数。
24、根据本专利技术实施例的第二方面，提供了一种电网频率响应时空分布模型建立系统。
25、在一个实施例中，所述电网频率响应时空分布模型建立系统，包括：
26、响应模型建立模块，用于建立含新能源场站与共享储能的单机等值sfr模型；
27、区域电网分析模块，用于对区域电网进行分析，计算区域电网中任意两个节点之间的最短电气距离及该最短电气距本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电网频率响应时空分布模型建立方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电网频率响应时空分布模型建立方法，其特征在于，建立含新能源场站与共享储能的单机等值SFR模型包括：
3.根据权利要求1所述的电网频率响应时空分布模型建立方法，其特征在于，对区域电网进行分析，计算区域电网中任意两个节点之间的最短电气距离及该最短电气距离所在路径包括：
4.根据权利要求1所述的电网频率响应时空分布模型建立方法，其特征在于，所述惯性时间常数的计算公式为：
5.根据权利要求1所述的电网频率响应时空分布模型建立方法，其特征在于，在标幺化负荷扰动节点到每个测试节点间的最短电气距离及其惯性时间常数，得到最短电气距离标幺值和对应惯性时间常数标幺值时，标幺化公式为：
6.根据权利要求1所述的电网频率响应时空分布模型建立方法，其特征在于，所述响应时空分布因子的计算公式为：
7.根据权利要求1所述的电网频率响应时空分布模型建立方法，其特征在于，在将所述系统惯性时间常数时空分布因子引入至所述单机等值SFR模型时的计算公式为：
...【技术特征摘要】
1.一种电网频率响应时空分布模型建立方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电网频率响应时空分布模型建立方法，其特征在于，建立含新能源场站与共享储能的单机等值sfr模型包括：
3.根据权利要求1所述的电网频率响应时空分布模型建立方法，其特征在于，对区域电网进行分析，计算区域电网中任意两个节点之间的最短电气距离及该最短电气距离所在路径包括：
4.根据权利要求1所述的电网频率响应时空分布模型建立方法，其特征在于，所述惯性时间常数的计算公式为：
5.根据权利要求1所述的电网频率响应时空分布模型建立方法，其特征在于，在标幺化负荷扰动节点到每个测试节点间的最短电气距离及其惯性时间常数，得到最短电气距离标幺值和对应惯性时间常数标幺值时，标幺化公式为：
6.根据权利要求1所述的电网频率响应时空分布模型建立方法，其特征在于，所述响应时空分布因子的计算公式为：
7.根据权利要求1所述的电网频率响应时空分布模型建立方法，其特征在于，在将所述系统惯性时间常数时空分布因子引入至所述单机等值sfr模型时的计算公式为：
8.一种电网频率响应时空分布模型建立系统，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的电网频率响应时空分布模型建立系统，其特征在于，所述响应模型建立模块在建立含新能源场站与共享储能的单机等值sfr模型时，在传统sfr模型基础上，附加共享储能调频环节，得到新的sfr模型；基于新的sfr模型，利用单机等...
【专利技术属性】
技术研发人员：王士柏，程艳，周光奇，苗伟威，赵晋斌，于芃，王楠，王成龙，关逸飞，刘奕元，王玥娇，邢家维，杨颂，刘军，李俊恩，袁帅，王彦卓，李庆华，常万拯，赵帅，张志豪，曾志伟，崔啸宇，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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