[发明专利]一种计及光伏低压穿越的系统频率最低点定量提升方法

说明书

本发明公开了一种计及光伏低压穿越的系统频率最低点定量提升方法，包括：基于发电设备的多机电力系统，构建简化频率相应模型并分析功率扰动下的系统总体频率响应特性；结合光伏低压穿越场景，得到光伏低压穿越过程中系统等效阶跃频率响应模型，并解析频率跌落最低点，获取频率最低点解析式；基于频率最低点解析式，通过优化算法得到满足调频需求的系统最小调频参数，提升频率最低点到要求值。本发明能够利用系统等效阶跃频率响应模型分析光伏低压穿越场景下的系统频率特性，并获得频率跌落最低点解析表达式，进一步通过优化系统调频参数来定量提升系统频率跌落最低点，有利于更好支撑系统频率。

技术领域

本发明涉及电力系统调频技术领域，尤其涉及一种计及光伏低压穿越的系统频率最低点定量提升方法。

背景技术

随着光伏等新能源的大量接入，以同步机为主导的传统电力系统正在向着电力电子化的新型电力系统转变。这导致系统的惯量、调频能力下降，系统的频率响应特性劣化。

在高比例新能源电力系统中，光伏在电网发生故障时保持运行并向系统提供支撑的能力逐渐受到重视。由于光伏低电压穿越期间一般采用无功优先控制，有功出力受限。并且，故障切除后光伏有功也不会立即恢复，而是按给定的较慢速率提升，以避免机组荷载突然大幅增加，延长光伏的使用寿命。可见，该过程中系统将受到持续的有功缺额影响，可能出现频率最低点过低导致保护动作的情况，存在潜在的频率失稳风险。因此，有必要分析考虑光伏低电压穿越过程的系统频率响应，以设计调频控制以提升系统频率稳定性。

在考虑光伏低电压穿越过程的系统频率响应方面，目前有研究揭示了当光伏不参与系统调频时，渗透率越高，系统惯量较小，低电压穿越期间频率稳定问题会更加严重。然而，上述研究都只是定性分析了风机低电压穿越过程中的系统频率响应，而缺乏对最低点等频率稳定关键影响因素的定量计算。

因此，有必要研究考虑光伏低电压穿越过程系统频率最低点的解析方法并通过优化系统调频参数来定量提升系统频率跌落最低点。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的技术问题是：现有方法只是定性分析了风机低电压穿越过程中的系统频率响应，而缺乏对最低点等频率稳定关键影响因素的定量计算的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于发电设备的多机电力系统，构建简化频率相应模型并分析功率扰动下的系统总体频率响应特性；

结合光伏低压穿越场景，得到光伏低压穿越过程中系统等效阶跃频率响应模型，并解析频率跌落最低点，获取频率最低点解析式；

基于频率最低点解析式，通过优化算法得到满足调频需求的系统最小调频参数，提升频率最低点到要求值。

作为本发明所述的计及光伏低压穿越的系统频率最低点定量提升方法的一种优选方案，其中：所述发电设备包括同步机和光伏机组。

作为本发明所述的计及光伏低压穿越的系统频率最低点定量提升方法的一种优选方案，其中：所述功率扰动下的系统总体频率响应特性的分析包括，

设定多机电力系统一共有n台可参与调频发电设备，功率阶跃扰动为ΔP_L(s)，那么所述功率阶跃扰动ΔP_L(s)的计算包括，

ΔP_L(s)＝-ΔP_L/s

其中，s表示拉普拉斯算子，ΔP_L表示扰动大小；