[发明专利]一种基于数据驱动的互联电力系统频率响应模型辨识方法

说明书

本发明公开了一种基于数据驱动的互联电力系统频率响应模型辨识方法，包括以下步骤：区域1频率响应模型参数估计、区域2频率响应模型参数估计以及构建两区域系统等效频率响应模型。本发明能够在互联电力系统结构复杂且参数未知时，通过在待辨识区域外施加功率扰动，在该区域联络线上获取区域频率和区域传输功率数据，根据频率响应的分时间尺度特性分阶段进行待辨识区域的频率响应模型辨识，且本发明能够在区域内各类型机组，水电机组和火电机组配置情况未知时，以一个二阶环节等效区域等值机组的涡轮机动态，有效地解决了不同类型机组涡轮机动态相互耦合时难以获取系统频率响应模型的问题。

技术领域

本发明涉及一种电力系统频率响应建模控制领域，具体是一种基于数据驱动的互联电 力系统频率响应模型辨识方法。

背景技术

电力系统频率稳定是衡量电力系统安全稳定运行的重要指标。随着现代电力系统呈现 多区域互联特征，系统的频率动态越发复杂，并且随着大型水电站和抽水蓄能电站的建成， 水轮机的水锤效应将进一步恶化系统的频率稳定性。所以有必要建立可靠的互联电力系统 频率响应模型，进而评估系统的频率稳定性。

在现有工作中，往往将互联系统中每个区域简化为一台等值同步机组，以构建系统的 等效频率响应模型。当互联系统内网络结构复杂且参数未知时，无法通过参数聚合方法获 得区域等值机组的聚合参数，有必要通过数据驱动的方式辨识系统频率响应模型。所需辨 识的参数或环节有区域等效惯量、调速率与区域等效涡轮机动态。当系统内包含多种类型 同步机组，火电机组和水电机组时，还需要计及不同机组涡轮机动态的差异性。

对于区域等效惯量的估计，现有基于摇摆方程的多项式拟合方法，但估计精度受到扰 动功率量测和频率变化率量测的影响。采用动态模式分解(DMD)算法提取机电振荡过程 中的固有特性以估计机组的等效惯量，该方法需要量测区域内所有发电机频率和电磁功 率，经济性较差。基于机电振荡响应的区域整体惯量估计方法，但系统受扰后的振荡模态 较为复杂，该方法的可靠性值得讨论，鲜有研究考虑区域内含多种类型发电机组时等效涡 轮机动态的辨识。所以，现有研究缺乏一种能够合理表征复杂互联电力系统频率动态的数 据驱动型建模方法来解决区域结构复杂且区域内水、火电机组控制参数未知时，难以构建 系统频率响应模型的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于数据驱动的互联电力系统频率响应模型辨识方法，以 解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于数据驱动的互联电力系统频率响应模型辨识方法，包括以下步骤：

步骤一：区域1频率响应模型参数估计

(1)在区域1外施加功率扰动，并保持区域1内部不发生变化；

(2)就地量测联络线靠近区域1侧的三相电压电流，计算区域1传输至区域2的有功功率P_trans；

(3)利用锁相环技术对上一步中获得的三相电压进行锁相，获得区域1等值同步机组频率ω₁；

(4)获得区域1传输至区域2的有功功率P_trans与区域1等值同步机组频率ω₁后，即进行区域1频率响应模型参数H₁、R₁、a_2,1、a_1,1、b_2,1、b_1,1的估计；