[发明专利]一种计及风电接入的低频减载方案整定方法

说明书

本发明提出了一种计及风电接入的低频减载方案整定方法，在传统低频减载方案的基础上，计及风电接入对低频减载实施效果的影响，从而得到风电并网后的低频减载方案。该模型通过对不平衡功率实施动态计算，来解决风电出力的波动影响和等值惯性时间常数等问题；将负荷频率特性纳入其中来构建减载的选址定容模型，在一定程度上提高了低频减载方案的适应性。

技术领域

本发明涉及一种计及风电接入的低频减载方案整定方法，属于系统安稳控制中第三道防线的紧急控制措施。

背景技术

据国家能源局发布的数据显示，2017年新增并网风电装机1503万千瓦，累计并网装机容量达到1.64亿千瓦，占全部发电装机容量的9.2％。随着新能源的发展，常规机组逐渐被替代，风电在电网中的渗透率不断提高，电力系统安全稳定运行面临着一系列新的挑战。

风电具有随机性，波动性以及可预测性低等特点；故障穿越能力不足易导致故障扰动后的大规模脱网发生；同时，风电通过电力电子化并网，与系统耦合性弱，风光接入后系统的等效惯量较低。由于上述不同于常规电源的若干特性，高渗透风电并网后系统频率稳定运行风险将加大，系统的频率安全控制难度增加，高渗透率风电并网后的低频减载控制措施将面临一系列挑战。

传统的低频减载方案并未计及风电的特性及其影响，随着高渗透率风电接入电网，电网的频率特性更加复杂，原有低频减载方案的适应性有待商榷，因此研究计及风电接入的低频减载方案整定成为目前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种计及风电接入的低频减载方案整定方法，该方法可以适应风电接入下的运行状况，提高方案的适应性，满足不同功率扰动下的切负荷要求，保证频率跌落不致过低并能迅速恢复。本发明为解决以上技术问题采用以下技术方案：

一种计及风电接入的低频减载方案整定方法，需考虑风电接入对低频减载的影响：

1)当风力发电机正常运行时，通常处于一定的功率水平，可以认为存在一个基本功率与之对应。在一个分钟级的时间尺度内，风机的输出功率可分解为3个主要分量：基本分量P_a、随机分量P_t以及渐变分量P_r，则公式表示为

P_w＝P_a+P_t+P_r (1)

2)而在风电并网后，对风电进行适当处理，将风电的出力看作“负”的负荷，则电力系统的等效负荷为

P_eq＝P_l-P_w (2)

其中，P_eq为风电接入系统的等效负荷功率；P_l为系统中原始负荷功率；P_w为风电的输出功率。

3)这样，风电并网后等效负荷的波动增量为

ΔP_eq＝ΔP_l-ΔP_w (3)

其中，ΔP_w为原始负荷的波动量；ΔP_w为风电有功功率的增量。

4)风电机组的模拟惯量控制，即“虚拟同步机”思想，通过控制风机的旋转动能使其参与频率调节，实现对系统的惯性支持，如图2所示。

则ΔP_w的大小如式(4)所示

其中，H_w为风力发电机的虚拟惯量；其取值通常与风电机组的惯性时间常数T_w有关。