[发明专利]一种考虑风电-直流辅助调频的电网频率态势在线预测方法

说明书

本发明提供了一种考虑风电‑直流辅助调频的电网频率态势在线预测方法，考虑了火电机组、风电机组、直流输电系统和抽水蓄能电站在系统频率调整中发挥的作用，通过在线采集电网运行状态数据和机组设备信息，建立火电机组、风电机组、直流输电系统和抽水蓄能电站参与频率调整的聚合模型。该聚合模型以传递函数的形式对火电机组、风电机组、直流输电系统和抽水蓄能电站参与调频过程进行表征。与现有的方法相比，采用本方法可以计及风电机组和直流输电系统在频率调节中发挥的作用，更加快速地预测系统频率变化的动态过程，从而提高电网频率态势预测的感知能力和精度，对于电网调度具有重要的指导意义。

技术领域

本发明属于电力系统态势感知及趋势预测技术领域，涉及一种考虑风电-直流辅助调频的电网频率态势在线预测方法。

背景技术

随着可再生能源发电、直流远距离输电等技术的快速发展，电力系统的电力电子化程度不断提升，电力电子变换器的快速灵活特性已开始深刻影响电力系统的动态行为，为电网的安全、高效运行带来机遇及挑战。以华中电网为例，新能源机组的大量投产、多直流的密集馈入，将造成系统中常规火电机组被大量替代，系统转动惯量和等效规模将不断减小，电网频率稳定特性将进一步恶化。但目前还缺乏大规模常规机组被替代后，电网频率特性变化的态势预测方法以及应对措施，缺乏考虑多时间尺度的频率协同控制策略。因此需要进一步考虑计及风电、直流等发电方式的辅助调频特性，从源-网-荷的频率响应特性对系统频率进行自动调节，对电网频率态势更加精确的预测。其中电源侧的频率调节能力源于多种发电机组的一次调频动作，电网侧的频率调节能力归根于直流输电系统频率调制功能，负荷侧的频率调节能力则是负荷对频率变化响应的结果。

由此可见，传统的系统频率响应模型只考虑了火电机组的调频作用，针对可再生能源并网后，系统电源组成复杂，该模型在电网频率态势在线预测中将不够全面。因此一种综合考虑火电机组、风电机组、直流调制和抽水蓄能电站在系统频率响应中的调节作用，将提高电网频率态势预测的精度，提高电力系统频率预测的能力，对于电网调度具有重要的指导意义。

发明内容

为解决电力电子化趋势下电网频率态势在线预测的问题，本发明提供了一种根据系统运行状态数据以及机组设备信息，源网荷多资源进行电网频率态势在线预测的方法。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种考虑风电-直流辅助调频的电网频率态势在线预测方法，包括如下步骤：

(1)实时监控分析电网的运行状态，判断是否发生了功率缺额事件；

(2)若电网没有发生功率缺额事件，则返回步骤(1)继续监控；若电网发生了功率缺额事件，则进入步骤(3)；

(3)采集电网的运行状态数据以及各个机组的设备信息；

(4)基于传统系统频率响应模型，建立考虑风电-直流辅助调频能力的电网频率态势预测聚合模型，所述电网频率态势预测聚合模型中加入风电机组的虚拟惯量调频模型、直流频率调制控制器模型，以及抽水蓄能电站的调频模型，并对各个模型中关键参数进行等值聚合；

(5)根据步骤(3)中采集到的电网的功率缺额值以及相关运行数据整定电网频率态势预测聚合模型中的参数信息；

(6)对所建立的电网频率态势预测聚合模型进行仿真计算或者根据模型推导所得的s域表达式给出相应运行工况下电网频率态势的在线预测结果。