【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及新能源電力系統頻率分析，具體涉及一種基于綜合慣量控制的新能源機組頻率分布分析方法及裝置。
技術介紹
1、電力系統在運行時常常會因為負荷變化、線路故障、機組啟停等擾動因素導致其功率不平衡，有功-頻率響應過程中，頻率會表現出較為明顯的空間分布特性。電網頻率的空間分布特性是指電網在受到擾動后各個節點的頻率在時間、空間上的差異性。隨著新能源機組及大量電力電子元件接入電網，部分地區慣量水平明顯下降，其結果是頻率空間分布特性愈專利技術顯，嚴重影響系統頻率的保護、控制、分析行為。新能源機組在電網中的占比愈發變高，新能源機組或將成為電力系統主要的“調頻角色”，進而通過新能源機組的虛擬慣量控制來改善電網頻率空間分布特性具有可行性。傳統虛擬慣量控制是目前常用的新能源機組調頻方法，但在實際應用中其向電力系統提供的慣量支撐并不能保證新型電力系統頻率的穩定性。因此，為保證新型電力系統安全穩定運行，需進一步考慮新能源機組的慣量控制方法來改善新型電力系統的頻率空間分布特性。
2、目前，針對電網頻率的空間分布特性，國內學者已經對此做了不少的研究。在《大規模電網中頻率動態空間分布特性及影響機理研究》中，將電網中的擾動傳播看成“頻率波”的形式，將輸電線路看成傳播介質，借助波動學理論，建立將空間分布特性考慮在內的電網頻率動態的空間演變模型，通過經驗正交函數等方法，分析頻率動態響應的空間分布特性?！稄V域電力系統高階頻率響應模型及空間動態分布關系研究》在傳統的sfr(systemfrequency?response,sfr)模型基礎上，提出了電
3、因此，亟需研究適用于滲透率較高的新型電力系統頻率穩定控制方法。
技術實現思路
1、為此，本專利技術提供一種基于綜合慣量控制的新能源機組頻率分布分析方法及裝置，針對新型電力系統頻率空間分布特性愈專利技術顯的問題，在傳統單一的虛擬慣量控制方法基礎上提出了一種綜合慣量控制方法；結合傳統火電機組的頻率響應模型，建立包含新能源綜合慣量控制的電力系統頻率響應模型；基于系統節點頻率偏差表達式，分析影響電網頻率空間分布特性的因素，提出用來刻畫頻率空間分布特性的數學模型，為定量分析系統節點頻率空間分布特性，提出分析頻率空間分布特性的慣量化評估指標。
2、為了實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：基于綜合慣量控制的新能源機組頻率分布分析方法，包括：
3、根據新能源機組的特點，構建風電機組綜合慣量控制模型；所述風電機組綜合慣量控制模型用于緩解電力系統的頻率空間特性；
4、根據火電機組頻率響應模型，結合所述風電機組綜合慣量控制模型，建立考慮綜合慣量控制的電力系統頻率響應模型；通過所述考慮綜合慣量控制的電力系統頻率響應模型計算處理，獲得電力系統的頻率偏差；
5、根據風力發電機組并網對電力系統頻率空間特性的影響，結合獲得的電力系統的所述頻率偏差，構建電力系統頻率響應空間分布特性模型；通過所述電力系統頻率響應空間分布特性模型計算處理，獲得電力系統頻率響應空間分布特性；
6、設置分散程度系數，通過所述分散程度系數對所述電力系統頻率響應空間分布特性進行量化評估。
7、作為基于綜合慣量控制的新能源機組頻率分布分析方法的優選方案，通過所述風電機組綜合慣量控制模型計算獲得風電機組的慣量控制功率增量、轉矩控制增量、向系統提供的有功功率增量；
8、風電機組的所述慣量控制功率增量、所述轉矩控制增量、所述向系統提供的有功功率增量的計算公式分別為：
9、
10、pref＝pf-δptp
11、式中，pf、δpt、pref分別為風電機組的慣量控制功率增量、轉矩控制增量、向系統提供的有功功率增量；kd、kp、kt分別為虛擬慣量控制系數、下垂控制系數、轉矩控制系數；s為自控理論中的常數；td為濾波器時間常數；δf、δωr分別為頻率偏差和轉子轉速偏差；ωro為風電機組轉子初始轉速。
12、作為基于綜合慣量控制的新能源機組頻率分布分析方法的優選方案，在通過所述考慮綜合慣量控制的電力系統頻率響應模型計算處理，獲得電力系統的所述頻率偏差的過程中，所述頻率偏差的計算表達式為：
13、
14、式中，δfsys為電力系統頻率偏差；δpsys為電力系統的功率擾動；hsys為電力系統等效慣量；d為火電機組的阻尼系數；α為新能源機組滲透率，且滿足0＜α＜1；gi(s)為火電機組的調速器特性。
15、作為基于綜合慣量控制的新能源機組頻率分布分析方法的優選方案，所述電力系統頻率響應空間分布特性模型的數學表達式為：
16、
17、式中，δfi為節點i的頻率偏差；ηp(i)、ηh(i)分別為有功功率擾動分布系數、慣量分布系數；hi為節點i的慣量大??；δpi為各節點注入的有功功率；δpsys為電力系統擾動。
18、作為基于綜合慣量控制的新能源機組頻率分布分析方法的優選方案，所述分散程度系數的表達式為：
19、
20、式中，θ為分散程度系數；δfmax,coi為慣性中心頻率最大偏差；為各節點最大頻率偏差；m為系統中節點數量。
21、本專利技術還提供基于綜合慣量控制的新能源機組頻率分布分析裝置，基于以上基于綜合慣量控制的新能源機組頻率分布分析方法，包括：
22、風電機組綜合慣量控制模型構建模塊，用于根據新能源機組的特點，構建風電機組綜合慣量控制模型；所述風電機組綜合慣量控制模型用于緩解電力系統的頻率空間特性；
23、考慮綜合慣量控制的電力系統頻率響應模型構建及處理模塊，用于根據火電機組頻率響應模型，結合所述風電機組綜合慣量控制模型，建立考慮綜合慣量控制的電力系統頻率響應模型；通過所述考慮綜合慣量控制的電力系統頻率響應模型計算處理，獲得電力系本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.基于綜合慣量控制的新能源機組頻率分布分析方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于綜合慣量控制的新能源機組頻率分布分析方法，其特征在于，通過所述風電機組綜合慣量控制模型計算獲得風電機組的慣量控制功率增量、轉矩控制增量、向系統提供的有功功率增量；
3.根據權利要求2所述的基于綜合慣量控制的新能源機組頻率分布分析方法，其特征在于，在通過所述考慮綜合慣量控制的電力系統頻率響應模型計算處理，獲得電力系統的所述頻率偏差的過程中，所述頻率偏差的計算表達式為：
4.根據權利要求3所述的基于綜合慣量控制的新能源機組頻率分布分析方法，其特征在于，所述電力系統頻率響應空間分布特性模型的數學表達式為：
5.根據權利要求4所述的基于綜合慣量控制的新能源機組頻率分布分析方法，其特征在于，所述分散程度系數的表達式為：
6.基于綜合慣量控制的新能源機組頻率分布分析裝置，采用權利要求1-5任一項所述的基于綜合慣量控制的新能源機組頻率分布分析方法，其特征在于，包括：
7.根據權利要求6所述的基于綜合慣量控制的新能源機組頻率分布
8.根據權利要求7所述的基于綜合慣量控制的新能源機組頻率分布分析裝置，其特征在于，所述考慮綜合慣量控制的電力系統頻率響應模型構建及處理模塊中，在通過所述考慮綜合慣量控制的電力系統頻率響應模型計算處理，獲得電力系統的所述頻率偏差的過程中，所述頻率偏差的計算表達式為：
9.根據權利要求8所述的基于綜合慣量控制的新能源機組頻率分布分析裝置，其特征在于，所述電力系統頻率響應空間分布特性模型構建及處理模塊中，所述電力系統頻率響應空間分布特性模型的數學表達式為：
10.根據權利要求9所述的基于綜合慣量控制的新能源機組頻率分布分析裝置，其特征在于，所述電力系統頻率響應空間分布特性量化評估模塊中，所述分散程度系數的表達式為：
...【技術特征摘要】
1.基于綜合慣量控制的新能源機組頻率分布分析方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于綜合慣量控制的新能源機組頻率分布分析方法，其特征在于，通過所述風電機組綜合慣量控制模型計算獲得風電機組的慣量控制功率增量、轉矩控制增量、向系統提供的有功功率增量；
3.根據權利要求2所述的基于綜合慣量控制的新能源機組頻率分布分析方法，其特征在于，在通過所述考慮綜合慣量控制的電力系統頻率響應模型計算處理，獲得電力系統的所述頻率偏差的過程中，所述頻率偏差的計算表達式為：
4.根據權利要求3所述的基于綜合慣量控制的新能源機組頻率分布分析方法，其特征在于，所述電力系統頻率響應空間分布特性模型的數學表達式為：
5.根據權利要求4所述的基于綜合慣量控制的新能源機組頻率分布分析方法，其特征在于，所述分散程度系數的表達式為：
6.基于綜合慣量控制的新能源機組頻率分布分析裝置，采用權利要求1-5任一項所述的基于綜合慣量控制的新能源機組頻率分布分析方法，其特征在...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張浩，羅永楠，王亮，荊瀾濤，李家玨，張強，
申請(專利權)人：沈陽工程學院，
類型：發明
國別省市：
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