[发明专利]面向大功率缺失的电网频率安全程度划分方法及装置

说明书

本发明公开了面向大功率缺失的电网频率安全程度划分方法及装置，确定电力系统的暂态频率最低点的变化量与准稳态频率的变化量之间的映射关系，得到比值系数；计算电网发生扰动后系统的准稳态频率的变化量；利用比值系数与准稳态频率的变化量，计算系统的暂态频率最低点；比较发生扰动后系统的暂态频率最低点与功率阈值之间的关系，进行电网频率安全程度划分。本发明对于特定系统，在发生扰动后，系统暂态频率最低点与准稳态频率具有近似比值关系，可依据系统准稳态频率近似估算系统暂态频率最低点，进而确定系统的频率安全程度；具有普适性，可针对具体电网调整系统频率分级原则与分级数目，从而确定电网频率响应紧急程度。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及面向大功率缺失的电网频率安全程度划分方法及装置。

背景技术

随我国电网特高压交直流混联电网逐渐成型、新能源大规模并网，以及节能环保等国家政策要求的提高，我国电网转动惯量减小、一次调频能力减弱，且容量较小的火电机组已逐渐被大容量火电、核电机组所代替，这些转变共同使得我国电网面临的大功率缺失故障风险显著增加。

专利CN108631301A公开了一种考虑多种快速频率响应资源的安全裕度划分方法，具体步骤为：S1：建立考虑多种调频资源的快速频率响应系统模型：S2：根据S1中建立的快速频率响应系统模型，计算在电力系统发生一次扰动后频率下降达到的最低点频率以及频率下降达到的最低点的时间；S3：设计考虑多种快速频率响应资源的安全裕度划分方案。本发明提出了另一种方法。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供面向大功率缺失的电网频率安全程度划分方法及装置，旨在解决我国电网面临的大功率缺失故障风险显著增加的问题。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种面向大功率缺失的电网频率安全程度划分方法，包括：

映射步骤，确定电力系统的暂态频率最低点的变化量与准稳态频率的变化量之间的映射关系，得到比值系数；

第一计算步骤，计算电网发生扰动后系统的准稳态频率的变化量；

第二计算步骤，利用比值系数与准稳态频率的变化量，计算系统的暂态频率最低点；

划分步骤，比较发生扰动后系统的暂态频率最低点与功率阈值之间的关系，进行电网频率安全程度划分。

在上述实施例的基础上，优选的，所述映射步骤，具体为：

利用SFR模型分析电网频率动态过程，确定电力系统暂态频率最低点的变化量△f_C与准稳态频率的变化量△f_B之间的映射关系；

在阶跃扰动P_step下，暂态频率最低点f_C的变化量△f_C为：

式中，R为调差系数；P_step＝P_m-P_e；P_m为汽轮机机械功率的标幺值；P_e为发电机组电磁功率的标幺值；F_H为高压缸功率系数；T_R为再热时间常数；H为惯性时间常数；D为负荷阻尼系数；K_m为机械功率增益因子；

准稳态频率f_B的变化量△f_B为：