[发明专利]一种用于确定电力系统新能源最大占比的方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于确定电力系统新能源最大占比的方法及系统，属于电力系统运行控制技术领域。本发明方法，包括：根据新能源电力系统建立单机系统模型；确定新能源发电机单机模型向母线注入功率、同步发电机单机模型向母线注入电磁功率、电力系统负荷吸收电磁功率及新能源占比的关系式；确定新能源发电机单机模型可以平衡掉的不平衡功率；根据确定同步发电机单机模型需要提供的平衡不平衡功率的调节功率；确定能源电力系统新能源占比。本发明可以在保证计算结果准确性的同时，简化分析计算难度，具有较高的工程适用性，可以有效保障电网的安全、稳定运行。

技术领域

本发明涉及电力系统运行控制技术领域，并且更具体地，涉及一种用于确定电力系统新能源最大占比的方法及系统。

背景技术

能源危机使得人们对新能源的研究和利用越来越重视，而新能源发电是利用新能源的主要途径。新能源发电机组不同于传统同步发电机组，由于加入了变流器控制环节，实现了机电解耦，其稳定特性发生改变。中国的新能源发电比例正逐渐提高，并将继续提高。大规模新能源发电替代传统同步机组发电后，会引起电力系统频率稳定特性的改变。新能源发电占比提高后，系统对频率的暂态支撑能力变弱、稳态调节能力降低，其本质原因为电网惯量水平和调频容量相对下降，导致频率稳定问题突出。随着新能源比例的不断提高，系统需要新能源具有一定的调频能力。对应此需求，目前已有新能源机组厂家着手生产具有一定调频能力的新能源机组。研究考虑新能源具有频率调节能力时，为保证电力系统稳态频率稳定，系统最大可消纳的新能源比例，具有重要工程和实践意义。

电力系统是典型的高阶非线性系统，在建立各个模型的详细数学模型后，可以利用全状态时域仿真法进行数值求解，全面地得到系统的频率动态响应特性。但全状态时域仿真法计算量大，一般只适用于离线分析。目前有方法实现了电力系统在扰动后的稳态频率快速计算，但现有方法中均未考虑新能源发电的接入对稳态频率计算的影响，也未考虑新能源参与系统调频对稳态频率计算的影响，更未曾考虑新能源参与调频时系统最大可接纳的新能源比例的上限问题。无法应对和解决我国新能源发电占比越来越多、频率稳定越来越突出的现实问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种用于确定电力系统新能源最大占比的方法，包括：

根据新能源电力系统建立新能源发电机单机模型及同步发电机单机模型；

确定新能源发电机单机模型向母线注入功率P_r，同步发电机单机模型向母线注入电磁功率P_s，电力系统负荷吸收电磁功率P_L，以及确定P_L、P_r和P_s与新能源占比k的关系式；

当母线注入电磁功率实时平衡，稳态时，确定P_s+P_r＝P_L；

当负荷吸收电磁功率变化量为ΔP，ΔP＝αP_L，新能源发电最大可提供补偿不平衡功率的量为β倍的发电功率，且不平衡功率为α，αβ0时确定新能源单机模型平衡掉的不平衡功率ΔP₁；当新能源单机模型平衡掉的不平衡功率ΔP₁不能满足需补偿的不平衡功率时，根据ΔP₁确定同步发电机单机模型需要提供的平衡不平衡功率的调节功率αP_L-ΔP₁＝(α+βk)P_L；

根据调节功率αP_L-ΔP₁＝(α+βk)P_L确定改变同步机发电机单机模型的转子转速ω，根据所述转子转速ω确定电力系统功率波动后频率偏差，根据所述电力系统功率波动后频率偏差确定能源电力系统新能源占比k。

可选的，根据所述转子转速ω确定电力系统功率波动后频率偏差，具体为：