[发明专利]受制于频率稳定性约束的无惯量电源接入能力估算方法

权利要求书

1.受制于频率稳定性约束的无惯量电源接入能力估算方法，其特征在于，包括以下步骤：

基于预先采集的与频率特性相关的系统参数确定系统大功率扰动故障的类别；针对不同的故障扰动类型，估算各类扰动故障下的常规机组的最小开机台数和无惯量电源的最大出力；

估算出该系统受制于频率稳定性约束的无惯量电源的接入能力；

确定系统大功率扰动故障的类别的方法如下：

对于故障扰动导致系统中存在永久性或者持续时间超过阈值的功率缺额划分为功率缺额故障；

对于导致系统瞬时功率缺额且能够在预设时间内恢复的故障划分为功率冲击故障；

对于由非直接功率缺额故障间接导致的功率扰动量与无惯量电源出力相关的瞬时功率扰动划分为不确定性功率扰动故障。

2.根据权利要求1所述的受制于频率稳定性约束的无惯量电源接入能力估算方法，其特征在于，所述系统参数包括系统总负荷量、常规发电机组的平均动能、平均最小出力、系统额定频率和频率稳定的边界；所述频率稳定的边界包括：系统可承受的频率最大变化率和最大频率偏差。

3.根据权利要求1所述的受制于频率稳定性约束的无惯量电源接入能力估算方法，其特征在于，估算不同的故障扰动类型下系统所需的常规机组的最小开机台数和无惯量电源的最大出力的方法，具体方法包括如下：

对于功率缺额故障，根据系统可承受的频率最大变化率、系统最大频率偏差以及功率缺额故障下紧急控制的响应延时计算功率缺额故障对应的频率稳定的边界；并根据所述功率缺额故障对应的频率稳定的边界确定对应的系统最小惯量，最后根据系统总负荷量、系统平均最小出力以及对应的系统最小惯量确定功率缺额故障对应的系统最大可接入的无惯量电源；

对于功率冲击故障，根据系统可承受的频率最大变化率、系统最大频率偏差以及连续功率冲击故障的总持续时间，计算功率冲击故障对应的频率稳定的边界；并根据所述功率冲击故障对应的频率稳定的边界确定对应的系统最小惯量，最后根据系统总负荷量、系统平均最小出力以及对应的系统最小惯量确定功率冲击故障对应的系统最大可接入的无惯量电源；

对于不确定性功率扰动故障，根据系统可承受的频率最大变化率、系统最大频率偏差以及不确定性功率扰动故障的持续时间，确定不确定性功率扰动故障对应的频率稳定的边界；并根据所述不确定性功率扰动故障对应的频率稳定的边界确定对应的系统最小惯量，最后根据系统总负荷量、系统平均最小出力、电源无惯量电源出力的摄动值以及对应的系统最小惯量确定不确定性功率扰动故障对应的系统最大可接入的无惯量。

4.根据权利要求3所述的受制于频率稳定性约束的无惯量电源接入能力估算方法，其特征在于，

对于功率缺额故障，对应的频率稳定的边界的计算表达式如下：

df₁＝min[(df/dt)_max,dΔf_max/t₁]

其中df₁为功率缺额故障对应频率稳定的边界，(df/dt)_max为系统可承受的频率最大变化率，Δf_max为系统最大频率偏差，t₁为功率缺额故障下紧急控制的响应延时；

则对应的系统最小惯量为

其中E_MWS1为功率缺额故障对应的系统最小惯量；E_MWS.avr为常规发电机组的平均动能，f₀为系统额定频率，ΔP₁为功率缺额故障对应功率缺额量；n₁为功率缺额故障对应的系统最小惯量E_MWS1与常规发电机组的平均动能E_MWS.avr的比值；

此时常规机组的开机台数取不小于n₁的最小整数N₁；

功率缺额故障对应的系统最大可接入的无惯量电源的计算表达式为

P_new1＝L-N₁P_min

其中P_new1为功率缺额故障对应的系统最大可接入的无惯量电源，L为系统总负荷量，P_min为系统平均最小出力。