[发明专利]一种在线主动测量电网的有功功率与频率特性系数的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电网运行参数的在线检测技术领域，更具体地说，涉及一种在线主动测量所接入电网的有功功率与频率的动特性与静特性系数的测量方法。

背景技术

随着智能电网的建设需要，柔性直流输配电技术被广泛应用于电网，特别是分布式能源发电通过电力电子逆变装置接入电网中，电网的运行保护与调度需要在线主动识别电网的有功功率与频率特性系数，从而为电网的并网或孤网运行、并网与孤网运行模式的转换提供重要的电网运行参数，而且，可灵活控制的电力电子逆变装置为在线主动测量所接入电网的有功功率与频率的动特性与静特性系数提供了技术的可行性。

电网的有功功率与频率特性系数是运行保护与调度的重要参数，为保证分布式能源发电可实现即插即用方式接入电网，更迫切需要在线主动识别所接入电网的有功功率与频率特性系数，达到协调各电源之间的优化运行，也为电网频率的稳定控制提供准确的运行参数。传统的有功功率与频率特性系数测量方法，由于发电机均具有转子惯量而不能提供其输出有功功率的突变，只能通过切合电网中的负荷来产生有功功率的突变量，因而希望精确在线控制负荷来进行测量该系数不现实。然而，分布式能源发电通过电力电子逆变装置接入电网中，由于电力电子逆变器是通过电子信号控制电力器件的导通或关断，没有旋转机械部件，可以被看作没有惯量的发电机，因而能够产生突变的有功功率输出，为本测量方法提供了可行性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种在线主动测量电网的有功功率与频率特性系数的方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现。

一种在线主动测量电网的有功功率与频率特性系数的方法，该方法基于与电网连接的电力电子逆变装置，具体包括如下步骤：

(1)测量逆变器出口的有功功率即功率P₀和频率f₀；

(2)根据逆变器功率P₀与额定功率P_n，设定功率的变化量ΔP、测量总次数2M，且满足0<P₀+M*ΔP≤P_n；并初始化测量计数i＝1；

(3)给定逆变器的突变量为i*ΔP，调节逆变器的输出功率为P_i＝P₀+i*ΔP；

(4)按设定的时间间隔与测量点数，多次同步测量逆变器出口的有功功率P和频率f；

(5)计算在(3)～(4)设定条件下的功率与频率动特性系数、静特性系数和最大频率偏移值Δf_max1i；

(6)给定逆变器的突变量为-i*ΔP，调节逆变器的输出功率为P₀；

(7)按设定的时间间隔与测量点数，多次同步测量逆变器出口的有功功率P和频率f；

(8)计算(6)～(7)设定条件下的功率与频率动特性系数、静特性系数和最大频率偏移值Δf_max2i；

(9)判断最大频率偏移值Δf_max＝max{|Δf_max1i|,|Δf_max2i|}是否大于预设的定值f_set：如果大于f_set，则转至步骤(11)。

(10)判断测量计数i是否小于M：如果i<M，则使i值加1，转至步骤(3)，继续测量；否则，转至步骤(11)。

(11)计算2i次测量的功率与频率动特性系数、静特性系数的平均值与标准偏差，输出测量结果；测量结束。

本发明能在线主动测量有功功率与频率动特性系数、有功功率与频率静特性系数、最大频率偏移值等参数，采用多次同步测量电力电子逆变器交流出口得到两个测量列：有功功率测量列和频率测量列。本方法的测量条件设定特征为：有功功率的变化量是基于当前电力电子逆变器交流出口输出功率的一定比例，且有功功率变化量采用一正一负的变化量作为一对设定的测量条件。本发明可以同步完成有功功率与频率动特性系数、有功功率与频率静特性系数的测量，也可以单独完成其中的任一项。本发明还可以得到各个设定测量条件下的最大频率偏移值。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：