[发明专利]一种计及风电虚拟惯性/一次调频响应的自适应低频减载方法

说明书

本发明提供了一种计及风电虚拟惯性/一次调频响应的自适应低频减载方法。风电机组施加典型虚拟惯性控制策略条件下，解析求解了风电虚拟惯量及电力系统等效惯性时间常数(H_∑)。依据所求实时H_∑，结合初始系统频率变化率，计算了系统精确的总有功功率缺额。同时在风电机组施加典型一次调频控制策略时，求解了风电场一次调频响应传递函数及一次调频响应的有功增量，结合求解的风电虚拟惯量动态计算低频减载过程中逐轮操作的功率缺额，并据此优化减载量。算例分析结果表明，因充分考虑风电虚拟惯性和一次调频作用，对含风电调频的电力系统，所提方法能更准确计算系统功率缺额、更精确操作各伦次低频减载，频率恢复动态过程和稳态更符合真实情况。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体涉及到一种计及风电虚拟惯性/一次调频响应的自适应低频减载方法。

背景技术

当系统机组故障或者负荷突然增大时，产生功率缺额，系统频率降低。特别当系统发生大扰动时，仅靠自身的频率调节作用不能抑制频率的持续下降，严重的情况下可能会导致系统崩溃和大面积停电事故。低频减载作为系统稳定运行的最后一道防线，应先切除部分负荷以尽快恢复频率稳定，防止不可控连锁反应，造成大范围、长时间的停电。

近年来，风电装机容量持续增长，电力系统中风电的渗透率越来越高。而变速风机的转子转速与电网频率解耦，使得风电机组不具惯性响应及辅助调频能力，增加了电网频率调节压力。因此，在新形势下对低频减载的研究不得不考虑更多的因素，能有效利用风电机组参与调频对于系统频率稳定有重大意义。

在考虑风电参与调频后的低频减载过程中，对于施加了虚拟惯性控制的风电机组，其等值惯性时间常数通常难以解析。就目前而言，研究者一般是将其设置为一个定值，与实际值有一定误差，影响了所求得功率缺额的精确性。若能求得等值惯性时间常数随时间变化的动态值，对减载过程中功率缺额的校正更新有重大意义。此外，当前对于风电机组的低频减载研究极少考虑一次调频的影响，而风电参与一次调频对频率稳定有很大作用。因此，在高风电渗透率下研究虚拟惯性控制与一次调频响应相结合后的低频减载对于频率稳定运行有重大意义。

发明内容

以大规模风电接入电力系统为对象，针对低频减载方案现有技术的前述缺陷，本发明提供一种计及风电虚拟惯性/一次调频响应的自适应低频减载方法，能更准确计算系统功率缺额、更精确操作各伦次低频减载，频率恢复动态过程和稳态更符合真实情况。

本发明采取的技术方案为：

一种计及风电虚拟惯性/一次调频响应的自适应低频减载方法，风电机组施加典型虚拟惯性控制策略条件下，解析求解了风电虚拟惯量及电力系统等效惯性时间常数(H_∑)，依据所求实时H_∑，结合初始系统频率变化率，计算了系统精确的总有功功率缺额。同时在风电机组施加典型一次调频控制策略时，求解了风电场一次调频响应传递函数及一次调频响应的有功增量，结合求解的风电虚拟惯量动态计算低频减载过程中逐轮操作的功率缺额，并据此优化减载量。

一种计及风电虚拟惯性/一次调频响应的自适应低频减载方法，包括以下步骤：

步骤1：对含有施加了虚拟惯性控制的风电机组的电力系统等效惯性时间常数进行解析计算；

步骤2：依据求得的含风电虚拟惯性的电力系统等效惯性时间常数，计算电力系统有功功率缺额；

步骤3：根据单台风电机组的一次调频传递函数模型，利用加权等值聚合方法，求得风电场一次调频的有功增量；

步骤4：根据电力系统初始有功功率缺额来做减载量计划；

步骤5：根据负荷的重要程度，确定减载地点；

步骤6：依据准确的电力系统等效惯性时间常数，以及一次调频的有功增量，逐轮次地动态优化减载量。