[发明专利]一种风电穿透功率极限计算方法、装置及存储介质

说明书

本发明涉及一种风电穿透功率极限计算方法、装置及存储介质，包括：根据预设的第一扰动功率表达式和海上油田群电网等值频率响应传递函数计算得到暂态频率安全约束下的风电穿透功率极限；根据预设的第二扰动功率表达式和海上油田群电网等值频率响应传递函数计算得到稳态频率安全约束下的风电穿透功率极限；选取暂态频率安全约束和稳态频率安全约束下的风电穿透功率极限中的较小值作为电网风电穿透功率极限。本发明能够综合考虑风机低惯性、波动性对电网暂态、稳态频率安全的影响并快速求解海上油田群电网风电穿透功率极限，更好的满足了海上油田群电网安全稳定需求。

技术领域

本发明涉及风电并网控制领域，具体涉及一种风电穿透功率极限计算方法、装置及存储介质。

背景技术

在“双碳”背景下，海上油田群电网将逐步增加风电接入容量。但风电的低惯性、波动性极易威胁海上油田群电网的安全稳定运行，有必要研究并确定其风电穿透功率极限。风电穿透功率极限定义为满足安全稳定运行条件下，电网可接入的最大风电容量与电网最大负荷之比。

由于海上油田群电网发电容量小且常运行于孤岛状态，风电接入对其频率稳定的影响非常显著。特别的，这种小型电网的频率易因风机出力波动或海底电缆故障而大幅变动，除稳态频率安全问题外，还面临着暂态频率安全问题的挑战。然而，综合考虑暂态、稳态频率安全约束的风电穿透功率极限计算方法均针对陆上电网，计算模型以再热式蒸汽轮机为原动机-调速器，对于以燃气轮机为主体的海上油田群电网不适用；考虑燃气轮机响应速度的海上电网风电穿透功率极限计算方法主要根据预期风电出力或预设调度周期，以稳态频率安全为约束。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种风电穿透功率极限计算方法、装置及存储介质，弥补了海上电网风电穿透功率极限计算在考虑暂态问题上的不足，更好的满足了海上油田群电网安全稳定运行要求。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种风电穿透功率极限计算方法，应用于海上油田群电网，包括：

根据预设的第一扰动功率表达式和海上油田群电网等值频率响应传递函数计算得到暂态频率安全约束下的风电穿透功率极限；

根据预设的第二扰动功率表达式和海上油田群电网等值频率响应传递函数计算得到稳态频率安全约束下的风电穿透功率极限；

选取暂态频率安全约束和稳态频率安全约束下的风电穿透功率极限中的较小值作为海上油田群电网风电穿透功率极限。

进一步地，上述海上油田群电网等值频率响应传递函数表示为：

其中，ΔP_d为扰动功率，ΔP_d以发电侧出力增加或负荷侧功率减少为正，Δf为任一扰动功率ΔP_d对应的频率响应结果，H为海上油田群电网惯性时间常数，D为海上油田群电网阻尼系数，R为海上油田群电网调差系数，X为燃气轮机进料控制参数，T_F为燃气轮机阀门位置调节时间常数，T_CD为燃气轮机压气机排气时间常数。

进一步地，上述构建风机出力波动概率密度函数包括：

计算风机出力波动数据ΔP_w(t)，计算公式为：

其中，P_w(t)为t时刻风电场总出力，设风电场出力数据时间跨度为0～t₀，t取值范围为[0,t₀-Δt],Δt为计算波动数据过程中的波动时间间隔，n为风机接入台数；风机出力波动数据ΔP_w的取值范围为[-1,1]；