[发明专利]一种基于源荷综合影响的风电接入系统频率稳定评估方法

说明书

本发明公开了一种基于源荷综合影响的风电接入系统频率稳定评估方法，在含大规模风电的电力系统中，常规机组所占比例下降，电力系统的对频率惯性响应能力减弱，当系统发电侧和负荷侧之间有功不平衡时，相比于等含等容量常规电源的电力系统，系统频率变化率和频率动态偏差都将会变大，当系统频率达到低频减载频率启动点即被认为系统调频出现了瓶颈。该方法通过评估不同负荷阶跃量、系统负荷水平、风电渗透率和风速突变对频率影响，识别出大规模风电接入电力系统的调频瓶颈，进而评估系统的频率稳定性。

技术领域

本发明涉及电力系统规划技术领域，具体涉及一种基于源荷综合影响的风电接入系统频率稳定评估方法。

背景技术

常规发电机组一次能源是可控的，因而其出力是稳定和确定的，但风力发电的出力取决于风能的大小，在发电过程中是不可控的，具有波动性和不确定性。与传统电力系统的负荷类似，净负荷(即负荷与风电出力之差)须由常规发电机的出力来承担，然而与相对可预测的负荷不同的是，净负荷波动范围更大、波动速率更快且不可准确预测，例如容易出现剧烈爬坡事件。因此，在大规模风电并网的情况下，风电场的波动性和不确定性对保证系统的时空功率平衡带来了新的挑战。大规模风电接入后的系统频率特性不仅与风电本身的波动性和不确定性有关，也与系统本身的动态特性相关。因此，急需一种全面评估风电接入系统的频率特性评估方法，从而为工程实际提供更加全面的参考结果。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于源荷综合影响的风电接入系统频率稳定评估方法，该评估方法通过评估不同负荷阶跃量、系统负荷水平、风电渗透率和风速突变对频率影响，识别出大规模风电接入电力系统的调频瓶颈，进而评估系统的频率稳定性。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种基于源荷综合影响的风电接入系统频率稳定评估方法，包括如下步骤：

(1)基于给定的阶跃负荷，从0开始，通过一定步长dS不断增加风电渗透率S，但系统中常规电源和风电场装机容量的总和保持不变，判断系统频率是否满足技术安全，直到找到使系统出现调频瓶颈的最小风电渗透率，确定在某一给定阶跃负荷下，使系统出现调频瓶颈的风电渗透率范围为[S，100％]；

(2)对于不同的阶跃负荷，重复进行步骤(1)，以确定不同阶跃负荷下使系统出现调频瓶颈的风电渗透率范围为[Si，100％]，直到找出阶跃负荷临界值，使系统出现调频瓶颈的最小风电渗透率为0，即此时系统发电全部用常规机组也会出现瓶颈；

(3)基于给定的阶跃负荷和风电渗透率，从风电运行最小稳态风速Vmin开始，通过一定步长dV不断增加风电场的稳态风速V，判断系统频率是否满足技术安全，直到找到使系统出现调频瓶颈的最大稳态风速，确定在某一阶跃负荷和风电渗透率下，使系统出现调频瓶颈的风机运行稳态风速范围[Vmin，V-dV]；

(4)对于给定的阶跃负荷和不同风电渗透率，重复进行步骤(3)，确定不同风电渗透率 [Si，100％]下，使系统出现调频瓶颈的风机运行稳态风速范围[Vmin，Vi-dV]；

(5)对于不同阶跃负荷和不同风电渗透率，重复进行步骤(2)到步骤(4)，确定不同阶跃负荷和不同风电渗透率[Sij，100％]下，使系统出现调频瓶颈的风机运行稳态风速范围 [Vmin，Vij-dV]；

(6)基于给定的初始稳态风速V和系统负荷水平P，给定不同的突变风速值V'，判断系统频率是否满足技术安全，直到找到使系统出现调频瓶颈的最大突变风速值，确定在初始稳态风速和系统负荷水平下，使系统出现调频瓶颈的风速突变范围[0，V']；

(7)对于给定的初始稳态风速和不同的系统负荷水平Pi，重复进行步骤(6)，确定不同负荷水平下，使系统出现调频瓶颈的风速突变范围[0，Vi']。