[发明专利]电力电子接入电力系统调频能力在线评价方法及系统

说明书

本发明公开了一种电力电子接入电力系统调频能力在线评价方法及系统，基于电力系统当前运行方式系统调频能力特征量采用系统单机等值模型参数预测模型获得当前运行方式系统单机等值模型预测参数，通过预测参数预测得到频率安全预想故障下系统最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率，通过预测得到的系统最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率进行电力电子接入电网系统调频能力在线评价，得到系统调频能力在线评价结果；不需要每次进行仿真计算，速度快，定期更新模型，准确率高。

技术领域

本发明属于电力系统自动化技术领域，具体涉及一种电力电子接入电力系统调频能力在线评价方法及系统。

背景技术

通常电力系统调频指标包括最大频率偏差、稳态频率偏差和一次调频调整速度等。由于在较慢的时间尺度上多机同步系统阻尼较为均匀，虽然各发电机内电势频率动态不可能完全一致，但采用单机等值模型分析同步系统的频率稳态值和动态过程是可以接受的，认为任意节点和机组将具有完全相同的频率动态过程。单机等值模型的关键参数包括等值发电机组惯量、调速器调差系数和等效时间常数、总阻尼系数(其中包括负荷的单位调节功率系数)，通过求解系统功率-频率变化的运动方程可以获得系统调频指标。

高比例电力电子接口接入电网后，电力电子接口电源可以通过设计控制器使其呈现虚拟惯性、虚拟阻尼，电力电子接口电源的定制类型、参数存在很大差异，且低能量密度、海量机组的聚合性差，虚拟参数的分散性使得均匀阻尼假设难以满足，系统的频率动态将呈现多时间尺度复杂的动态过程。此外，风电和光伏机组出力变化频繁，系统的调频特性呈现出强时变性。

对电力系统当前运行方式进行频率安全预想故障的仿真计算，可以得到系统最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率，根据这些参数即可判断出系统调频能力，但系统仿真计算耗时较长，难以实现在线实时评价调频能力，因此需要提出一种针对实时运行方式进行高比例电力电子接入电力系统调频能力在线评价的方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种电力电子接入电力系统调频能力在线评价方法及系统，可以适应高比例电力电子接入电网后多时间尺度复杂的系统频率动态过程，计算速度快和准确性高。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：一种电力电子接入电力系统调频能力在线评价方法，包括如下步骤：

基于电力系统当前运行方式系统调频能力特征量采用系统单机等值模型参数预测模型获得当前运行方式系统单机等值模型预测参数，通过预测参数预测得到频率安全预想故障下系统最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率，通过预测得到的系统最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率进行电力电子接入电网系统调频能力在线评价，得到系统调频能力在线评价结果；

判断当前时间与上一次进行频率安全预想故障仿真计算的时间间隔是否大于设定值，若大于则进行当前运行方式频率安全预想故障的仿真计算，得到当前运行方式频率安全预想故障下的系统最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率，与预测得到的系统最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率进行比较，若三者中任一差值大于预先设定值，则将当前运行方式加入历史运行方式样本集合中重新进行参数预测模型训练；若小于等于则结束本方法。

进一步的，系统单机等值模型参数预测模型训练过程为：

1)通过求解优化函数获得电力系统历史运行方式样本集合中各个样本对应的系统单机等值模型参数；

2)选择所述样本集合中各个样本的系统调频能力特征量，结合各个样本对应的系统单机等值模型参数进行预测模型训练，得到系统单机等值模型参数预测模型。

进一步的，所述优化函数为：