[发明专利]一种光伏并网电力系统频率暂态稳定性分析方法

权利要求书

1.一种光伏并网电力系统频率暂态稳定性分析方法，其特征在于，基于一个光伏并网系统多重故障扰动模型,该扰动模型基于n台常规发电机组系统在节点k处发生多重故障的扰动模型，将其中m台常规机组替换为光伏发电机组，光伏发电机组为规模化光伏并网系统模型，模型由多个光伏发电单元和并网系统模型构成；所述的光伏发电单元由三部分模块组成：光伏电池阵列、低压箱式变压器和电压型逆变器及其控制系统；所述光伏并网系统模型结构为：多个光伏发电单元并联接入，首先经过升压变电器升压，然后通过通道110kV汇集线路将光伏发电系统的有功输送到汇集站，规模化光伏并网系统包括了若干条光伏发电汇集支路的并联传输，光伏并网系统多重故障扰动模型：

式中：ΔP_ei和ΔP分别表示第i台发电机组电磁功率的变化量和扰动功率；P_sik表示节点i、k间的整步功率系数；T_Ji和R_i分别表示第i台发电机的惯性时间常数和调差系数；n'表示剩余常规机组的台数，分析方法具体包括：

不同光伏渗透率下大扰动对系统频率波动的影响分析步骤；

步骤1：设置电力系统内某节点为光伏接入节点；

步骤2：确定系统常规机组装机容量最大的节点，令光伏渗透率分别为该节点常规机组装机容量的0～100％；

步骤3：设置大扰动故障，借助PSD-BPA软件仿真得到不同渗透率下发生大扰动时系统的频率动态特性曲线；

光伏接入节点的频率动态特性评价与预测步骤：

步骤1：通过在PSD-BPA中进行遍历仿真的方法获取光伏接入节点的频率动态特性的评价指标数据，评价指标包括：扰动功率、最大节点频率偏差绝对值、电气距离；

步骤2：通过改进B样条法对由BPA仿真获得的数据进行插值后拟合，生成节点频率特性曲面并进行精度校验；

步骤3：保持最大节点频率偏差绝对值不变，根据光伏并网节点的位置确定电气距离，并在拟合的曲面上取点得到对应的扰动功率，将其作为光伏渗透容量的临界值；

基于大容量机组调频参数优化的频率稳定性改善步骤：

步骤1：构建节点频率支撑能力评价指标：频率裕度、临界扰动量；

步骤2：分析常规机组的一次调频参数，机组的动态特性主要影响因素为：调差系数、调速器响应时间、引导阀门时间常数和调速器死区；

步骤3：从优化调差系数和调速器死区两个方面，分析基于大容量机组调频参数优化对频率稳定性的改善情况；

所述三个步骤是基于光伏扰动模型的独立步骤；通过对不同光伏渗透率下大扰动对系统频率波动的影响进行分析，可以确定系统频率动态特性与光伏渗透率的关系；通过光伏接入节点的频率动态特性评价与预测，可以确定系统内某点光伏装机容量的临界值；通过基于大容量机组调频参数优化的频率稳定性改善措施，可以增大并网节点的临界光伏容量，提高光伏并网后系统的频率稳定性。

2.如权利要求1所述的一种光伏并网电力系统频率暂态稳定性分析方法，其特征在于：所述影响分析步骤的步骤3中，频率动态特性包括：系统的节点最低最高频率动态过程、公共接入节点的节点频率动态过程、负荷最大且离并网较近节点的节点频率动态过程。