[发明专利]一种根据异步电动机负荷占比调整系统调频裕度的调度控制策略

说明书

本发明提供一种根据异步电动机负荷占比调整系统调频裕度的调度控制策略，属于电力系统运行状态量化评估领域。当发电机组并联运行于电力系统时，在机组调速系统的作用下，发电机输出功率随电力系统频率变化而变化，根据异步电动机占比确定系统有频率变化率，进而判断一定时间周期内的系统频率调节程度，叠加已有的系统热备用功率，调整频率调节裕度。本发明所提算法可量化分析负荷侧的系统频率响应能力，特别是发生扰动后异步电动机对系统频率的影响；在调控运行中，可根据β预判系统发生扰动后df/dt的变化趋势，进而提出相应的频率裕度控制策略，提升电网安全水平。

技术领域

本发明属于电力系统运行状态量化评估领域，涉及负荷侧异步电动机占比与 系统频率变化率函数关系，提供一种已知异步电动机负荷占比求系统频率变化 率趋势的方法，并根据系统频率变化率调整调频裕度的调度控制策略。

背景技术

客观上对新形势下电力系统状态，特别是更具时效的系统频率变化率感知方 法和更加可靠的扰动后系统状态分析评估手段提出更高要求。

文献交直流互联受端电网故障特征变异分析指出，由于部分地区异步电动机 负荷占比超过60％，几十秒内的系统负荷动态过程主要是由感应电动机引起的。 系统发生大扰动后，如果频率变化率过快，则会引起低频减载等电网保护动作， 造成切除负荷等严重的电网运行事故。但是目前很少有已知负荷侧异步电动机 占比和电力系统发生大扰动后的系统频率变化率趋势之间关系的研究。事实上， 二者存在函数关系，因为发电侧和负荷侧频率特性共同影响系统频率变化，而 由于异步电动机是负荷的重要组成部分，因此求得异步电动机占比与大扰动后 系统频率变化率趋势之间的关系尤其重要。

发明内容

针对负荷侧异步电动机占比与发生扰动后系统频率变化率关系不明确的问 题，本发明提供一种量化求取异步电动机负荷占比与系统频率变化率关系的方 法，并根据系统频率变化率调整调频裕度的调度控制策略。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种根据异步电动机负荷占比调整系统调频裕度的调度控制策略，是一种已 知异步电动机负荷占比求系统频率变化率的方法，并根据系统频率变化率调整 调频裕度的调度控制策略。该方法在确立负荷侧异步电动机占比、系统发生扰 动的类型等信息后，可以量化给出其他条件不变情况下，负荷侧异步电动机占 比与发生扰动后系统频率变化率之间的函数关系。具体包括以下步骤：

1)建立异步电动机占比与系统频率变化趋势关系模型

感应电动机可以看成d、q轴完全对称的一种特殊同步电机。因此在某些电 力系统暂态分析程序中，将感应电动机和同步电机的模型做同一处理。在感应 电动机单独处理的情况下，为简单起见，常忽略其次暂态过程，将转子考虑成 具有相同结构的f和g绕组(f绕组短路)，标幺值表示的感应电动机方程为

上式中，U_q、U_d分别为q轴和d轴机端电压，S为转差率，e_q`、e<sub>d</sub>`为q、d轴 感应电动势一次导数，R_s为定子侧电阻i_q、i_d分别为q轴和d轴电流，X、X`和 Td0`可以用定子和转子绕组的漏抗X_s、X_r，互电抗X_m，以及转子绕组R_r表示。

X＝X_s+X_r

在实际应用中，需将式(1)中各量的d、q分量转换成x、y分量以便统一进 行电网计算。

对于综合负荷，可以进行简化处理。文献现代电网频率表控制应用技术指 出，对应用综合负荷中的感应电动机部分，有：