[发明专利]以暂态频率跌落基准轨迹为统一尺度的广义惯性测度方法

说明书

本发明公开了一种以暂态频率跌落基准轨迹为统一尺度的广义惯性测度方法，于所述方法包括如下步骤：步骤一、暂态频率跌落基准轨迹的生成；步骤二、以暂态频率跌落基准轨迹为参照的广义惯性度量；步骤三、以暂态频率跌落基准轨迹为标准的新能源电源临界渗透率的测算。本发明可针对系统中多种功率不平衡扰动事件、源‑网‑荷‑储设备和控制措施相继动作与联合作用效应的综合影响，定量描述广义惯性的时空分布情况，从而实现对新型复杂电力系统广义惯性的、具有高泛化能力的评估，可为系统规划和运行过程提供频率稳定分析与控制等方面的可靠技术支撑。

技术领域

本发明属于电力系统稳定分析技术领域，涉及一种以暂态频率跌落基准轨迹为统一尺度的电力系统广义惯性测度方法。

背景技术

电力系统广义惯性表征系统遭受功率不平衡扰动事件后在有功/频率方面表现出的一种御扰维稳能力，是衡量系统稳定性的重要指标之一。其受多种功率不平衡扰动事件、源-网-荷-储设备和控制措施相继动作与联合作用效应的综合影响，具有时空分布特性。在以新能源为主体的新型电力系统中，大量旋转式的火电机组被静止式的风电和光伏机组等取代。许多无附加控制措施或缺乏主动电网支撑能力的静止式机组，使电源侧与电网侧的功频特性在电气上处于不同程度的隔离甚至完全隔离的状态，导致其失去了旋转式机组的固有惯量，恶化了系统频率动态品性。此外，高占比的静止式电力电子装置同样无法为系统直接提供旋转惯量，也会进一步加剧系统频率稳定运行态势的恶化。新型电力系统将面临不断攀升的新能源主体化发展态势导致的旋转惯量急剧下降后的调控压力，亟需开展如何通过非旋转惯量手段增强和优化系统惯性分布、提高系统有功/频率调节能力的基础理论和应用技术研究。

由牛顿经典力学中惯性系统运动的一般规律知，电力系统的惯性越大，其抵御功率不平衡扰动、维持系统暂态频率稳定的能力就越强。电力系统惯性降低将导致频率变化率(Rate of Change of Frequency，RoCoF)增大、暂态频率跌落最低点进一步降低。为量化系统频率维稳能力、明晰系统运行边界，亟需开展广义惯性评估技术研究。现有技术主要从暂态频率响应、等效惯性辨识、新型调频方案等角度，探讨电力系统惯性与频率稳定的评估与附加控制等问题，为进一步开发新技术奠定了良好的基础。然而，在新型电力系统环境下，既存在新能源电源多种出力场景、负荷多种运行方式和多种功率不平衡扰动场景的高维组合条件，更存在多种源-网-荷-储设备和控制措施的相继动作与联合作用效应。面对如此复杂的系统环境，现有评估模型所需信息量多、泛化能力不足的问题逐渐凸显，且存在因度量尺度不统一导致测度方法适用性受到严重制约的问题。针对此技术现状，若能够开发出一类技术方法，其只需从反映系统频率运动行为的轨迹中采集少量信息，通过特殊整定的某一统一尺度对其进行度量，就能准确且高效测度出系统广义惯性的相对和绝对变化程度及其时空分布情况，则有望在克服上述技术难点的基础上更好地评估出系统惯性水平、辨识出系统惯性薄弱环节、测算出新能源电源临界渗透率，并针对性地规划出更优的惯性增强措施或策略。

发明内容

针对现有惯性评估方法在新型电力系统环境下应用的新技术难点，本发明提供了一种以暂态频率跌落基准轨迹为统一尺度的广义惯性测度方法。该方法通过生成的满足相关技术规范或运行导则要求的暂态频率跌落基准轨迹为统一尺度，基于不同观测对象(观测点)采集的暂态频率轨迹信号，从过程化角度准确测度具有时空分布特性的瞬时广义惯性水平；通过定义的系统频率临界御扰维稳能力指标，以暂态频率跌落基准轨迹为标准，实现对新型电力系统中新能源电源临界渗透率的有效测算。本发明可针对系统中多种功率不平衡扰动事件、源-网-荷-储设备和控制措施相继动作与联合作用效应的综合影响，定量描述广义惯性的时空分布情况，从而实现对新型复杂电力系统广义惯性的、具有高泛化能力的评估，可为系统规划和运行过程提供频率稳定分析与控制等方面的可靠技术支撑。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种以暂态频率跌落基准轨迹为统一尺度的广义惯性测度方法，包括如下步骤：

步骤一、暂态频率跌落基准轨迹的生成

(1)固定参照机组的选择