[发明专利]一种考虑风电和需求侧响应的电网频率态势在线预测方法

权利要求书

1.一种考虑风电和需求侧响应的电网频率态势在线预测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

a、实时监测电力系统的运行状态，判断电力系统是否有功率缺额；

b、若电力系统没有发生功率缺额，则返回步骤a继续监测；若电力系统发生功率缺额，则进入步骤c；

c、采集电力系统中火电机组、风电机组的设备信息和运行状态信息；

d、综合考虑火电机组、风电机组、需求侧响应在电力系统频率响应中的调节作用，建立电网频率态势预测聚合模型；

e、根据电力系统功率缺额值以及步骤c中采集到的信息整定电网频率态势预测聚合模型中的参数；

f、对所建立的电网频率态势预测聚合模型进行仿真计算或者根据电网频率态势预测聚合模型推导所得的时域表达式，得出相应运行工况下电网频率态势在线预测结果。

2.根据权利要求1所述的一种考虑风电和需求侧响应的电网频率态势在线预测方法，其特征在于：步骤c中，所述火电机组、风电机组的设备信息和运行状态信息包括：第i台火电机组惯性时间常数H_i、阻尼常数D_i、机械功率增益K_mi、汽轮机时间常数T_Ri、一次调频系数R_i；第j台风电机组风机虚拟惯性系数H_wj、等效阻尼系数D_wj。

3.根据权利要求2所述的一种考虑风电和需求侧响应的电网频率态势在线预测方法，其特征在于：步骤e中，所述整定电网频率态势预测聚合模型中的参数是指：根据发电机组的基准功率，对各采集信息进行归化、聚合，对于电力系统中的N台火电机组，M台风电机组，则定义火电机组总基准功率为风电机组总基准功率为其归化、聚合方法如下：

其中，K_m、T_R、R分别为聚合后火电机组机械功率增益、汽轮机时间常数、火电机组一次调频系数；H_w、D_w分别表示聚合后风电机组虚拟惯性系数与等效阻尼系数；H表示电力系统惯性时间常数；D表示电力系统阻尼常数。

4.根据权利要求3所述的一种考虑风电和需求侧响应的电网频率态势在线预测方法，其特征在于：步骤d中，建立以传递函数形式表征的电网频率态势预测聚合模型，其表达形式如图2所示；

步骤f中，所述对所建立的电网频率态势预测聚合模型进行仿真计算是指：由电网频率态势预测聚合模型可知，当电力系统发生功率缺额ΔP_d时，则有：

其中，Δω为频率偏差，K_DR为负荷调频系数，对上式变形得到电力系统频率响应为：

其中，ω_n为自然频率，为阻尼比；

所述时域表达式通过以下步骤得到：假设电力系统的扰动量是一个阶跃扰动，即ΔP_d＝P_stepu(t)，P_step为扰动的大小，u(t)为阶跃函数，由拉普拉斯变换得到电力系统频率响应的频域表达式：

将上式转换为时域表达式：

其中，