[发明专利]电力系统频率安全性在线监视与评估方法

权利要求书

1.一种电力系统频率安全性在线监视与评估方法，其特征在于，它的步骤为：

(1)根据电网管理方对电力系统频率安全的要求，设定暂态频率安全二元表[f_cr，t_cr]，f_cr表示对频率偏移幅度的要求，t_cr表示对频率偏出f_cr的时间要求；

(2)从能量管理系统EMS获得电力系统各监测点的实时频率数据；

(3)基于移动均值方法，对各监测点动态频率数据进行滤波；

(4)对频率数据进行初步分析，以确定后续进行低频安全评估还是高频安全评估；

(5)对每组频率动态数据进行分析，依据频率曲线与二元表[f_cr，t_cr]的关系，分三类情形计算频率安全裕度指标：(1)t_b＝0；(2)0＜t_b＜t_cr；(3)t_b＞t_cr，t_b为观察窗口内频率曲线实际偏出f_cr的时间；频率安全裕度计算采用考虑频率偏移累积效应的频率安全量化评估方法；

(6)综合分析各监测点的频率安全裕度计算结果，取裕度值最小者为系统频率安全裕度，并将系统频率安全裕度返回能量管理系统，用于信息显示。

2.根据权利要求1所述的电力系统频率安全性在线监视与评估方法，其特征是，步骤(5)中频率安全性量化评估采用考虑累积效应的频率安全评估方法，步骤如下所示：

1)根据电网管理方对电力系统频率安全的要求，设定暂态频率安全二元表[f_cr，t_cr]，f_cr表示对频率偏移幅度的要求，t_cr表示对频率偏出f_cr的时间要求；

2)以t_cr和(f_N-f_cr)的乘积表征频率由额定值f_N偏移至f_cr、历时t_cr的累积，作为基准用于构造频率安全裕度指标；频率响应曲线与f＝f_cr所表示直线在时间窗t_cr内的包围面积从频率偏移累积层面表征了频率响应曲线与安全限值的距离，其与基准值的比值作为标么化后的安全裕度指标：

η=Sd(fN-fcr)tcr---(4)]]>

S_d表示以宽度为t_cr的观察窗内频率曲线与直线f＝f_cr所包围最小面积，可表示为

Sd=min∫tsts+tcr(f-fcr)dt---(5)]]>

式中：t_s为观察窗的起始位置，T为仿真时长；

3)根据频率曲线与二元表[f_cr，t_cr]的关系，分为以下三类情形计算S_d，从而监测频率安全裕度指标：

1)t_b＝0

在此类情况下，S_d即为S₀，此时安全裕度实际为：

η=Sd(fN-fcr)tcr=S0S0+S2---(6)]]>

该情形下安全裕度为正，且频率响应曲线越接近直线f＝f_cr，安全裕度越小；

2)0＜t_b＜t_cr

该情形下频率响应曲线与直线f＝f_cr有交点，但频率偏出f_cr的时间小于t_cr，即0＜t_b＜t_cr。此时S_d＝S₁+S₃-S₂，安全裕度为：

η=Sd(fN-fcr)tcr=S1+S3-S2S1+S3+S4---(7)]]>

此类情形包含安全裕度为零的特殊情况，也即S₁+S₃＝S₂时；

3)t_b＞t_cr

该情形下，频率响应曲线与直线f＝f_cr有交点，且t_b＞t_cr；此时频率偏出f_cr的范围不仅在一个宽度为t_cr的窗口内，还应将频率低于安全限值过程的累积效应考虑在内，S_d的计算不再仅限于t_cr宽度的时间窗，应是频率曲线与直线f＝f_cr包围的整个面积也即-S₂(S₂＞0)；此时安全裕度表示为：

η=Sd(fN-fcr)tcr=-S2S1---(8).]]>