[发明专利]一种含有储能系统的电力系统惯性时间常数获得方法

说明书

一种含有储能系统的电力系统惯性时间常数获得方法，涉及电力系统转动惯量等效领域。本发明是为了解决目前缺乏对电力系统中储能系统转动惯量等效方法的问题。本发明所述的一种含有储能系统的电力系统惯性时间常数获得方法，首先建立电力系统中每个储能系统的模型，根据储能系统的模型求取各储能系统的等效惯量时间常数；然后建立电力系统的模型，根据电力系统的模型求取电力系统的总等效惯量时间常数；最后将储能系统模型的等效惯量时间常数等效为电力系统模型的等效惯量时间常数，获得含有储能系统时，电力系统的总等效惯性时间常数。适用于超级电容储能系统进行等效。

技术领域

本发明属于电力系统中储能系统，尤其涉及转动惯量等效方法。

背景技术

电力系统转动惯量是影响电力系统稳定性的重要指标。转动惯量是刚体绕轴转动时惯性的量度。对于电力系统来说，转动惯量表明了系统中出现扰动时，系统维持原来运动状态的能力。电力系统转动惯量越大，在扰动下，系统维持自身稳定的能力越强，电力系统稳定性越好。对于电力系统来说，等效惯性时间常数是系统转动惯量的体现。

在风电等新能源大规模并网环境下，随着新能源渗透率的不断提高，同步发电机的比例逐渐减小。随着风电等新能源发电系统在电力系统中的比重不断上升，会导致系统等效惯量减小，从而影响系统的频率稳定性。如果缺失的这部分惯量得不到补充，将使系统在扰动下的频率变化率增加、频率最低点降低、稳态频率偏差增加，发生的频率稳定性问题更频繁。

与此同时，随着能源结构的变更与调整，电力系统中的储能系统也逐渐涌现。储能系统可以实现电力系统能量的存储和释放，从而有助于维持系统的能量动态平衡。在系统出现能量缺额时，储能系统放出能量；当系统出现能量过剩的情况时，储能系统吸收并将这部分能量存储起来。储能系统的存在对于提高电力系统的转动惯量具有重要的意义。

目前对于储能系统在电力系统中的等效转动惯量模拟研究较少，对于储能系统惯量等效的方法几乎空白。

发明内容

本发明是为了解决目前缺乏对电力系统中储能系统转动惯量等效方法的问题，现提供一种含有储能系统的电力系统惯性时间常数获得方法。

一种含有储能系统的电力系统惯性时间常数获得方法，包括以下步骤：

步骤一：建立电力系统中每个储能系统的模型；

步骤二：根据储能系统的模型求取各储能系统模型的等效惯量时间常数；

步骤三：建立电力系统的模型；

步骤四：根据电力系统的模型求取电力系统模型的总等效惯量时间常数；

步骤五：将储能系统模型的等效惯量时间常数等效为电力系统模型的等效惯量时间常数，获得含有储能系统时，电力系统模型的总等效惯性时间常数。

步骤一中，依据储能系统的工作原理推导其等效系统模型，所述储能系统适用于转动惯量等效。

步骤二中，储能系统模型的等效惯量时间常数为：额定条件下，储能系统由充满能量的状态到放空所有能量的状态所经历的时间。

步骤三中，根据电网调频原理、机组种类建立用于电力系统调频分析的电力系统模型。

步骤四中，电力系统模型的总等效惯量时间常数为：

其中，T_αΣ表示不含储能系统时电力系统模型的总等效惯性时间常数；α_i表示第i台发电机组所占电力系统的功率份额；T_ai表示第i台发电机组自身的等效惯性时间常数；M表示电力系统中机组的总数量；i＝1,2,3,...,M。

步骤五中，含有储能系统时电力系统模型的总等效惯性时间常数为：