[发明专利]一种基于惯性分布指数的电力系统惯性水平评估方法

说明书

本申请公开了一种基于惯性分布指数的电力系统惯性水平评估方法，包括：根据系统内机组的惯性时间常数与额定容量，计算系统等效惯性常数。设置典型故障，计算惯性分布指数；根据所述系统等效惯性常数、所述惯性分布指数，分析系统惯量是否满足系统运行的最低惯量需求，判定电力系统惯性水平的高低。本申请提供的电力系统惯性水平评估方法能够对系统内所有节点惯量的相对大小进行量化分析，在分析系统惯量的分布特性时，可以细化至节点层面，提高了量化精度；所需数据除了来源于电力系统实际运行的历史数据集外，也可通过仿真获得，而不被PMU装置配置条件所约束，评估的覆盖面更广，具有较高的准确性，有利于实现电力系统惯性水平的综合评估。

技术领域

本申请涉及电力系统安全技术领域，尤其涉及一种基于惯性分布指数的电力系统惯性水平评估方法。

背景技术

当电力系统的电源侧接入大量新能源后，同步发电机组占比不断下降，系统惯量大幅度减少，对低惯量电力系统的惯性水平进行评估，对于保证电力系统的频率稳定性具有重要意义。

目前，为了评估出系统惯性分布情况，一般采用区域划分法，该方法首先将电力系统划分为一定数目的分区，然后分别计算各个分区的集中等效惯性常数来得到对应的局部惯量大小，进而分析整个系统的惯性分布情况。

但是，该方法在区域划分时严重依赖人工经验，缺乏相应的划分标准，而且对惯性分布特性的量化程度有限，无法细化至节点层面，难以满足大量新能源并网下电力系统惯性水平的评估需求。

发明内容

本申请提供了一种基于惯性分布指数的电力系统惯性水平评估方法，以解决大量新能源并网下电力系统惯性水平的评估无法精细到节点层面的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

本申请实施例公开了一种基于惯性分布指数的电力系统惯性水平评估方法，包括：

根据系统内机组的惯性时间常数与额定容量，计算系统等效惯性常数；

设置典型故障，计算惯性分布指数；

根据所述系统等效惯性常数和所述惯性分布指数，分析系统惯量是否满足系统运行的最低惯量需求，判定电力系统惯性水平的高低。

可选的，所述计算惯性分布指数包括：

通过历史数据库和离线时域仿真，得到具有代表性的节点频率的数据集合；

对所述节点频率进行预处理，剔除坏值；

采集系统中机组的惯性时间常数，设定观测时长与计算步长；

计算故障后系统的惯性中心频率；

计算同时刻的所述节点频率与所述惯性中心频率的差值，将所述差值取平方，得到节点与惯性中心的瞬时电气距离；

在观测时间内累积所述瞬时电气距离，得到节点与惯性中心的电气距离，将所述电气距离进行归一化处理，得到惯性分布指数。

可选的，所述判定电力系统惯性水平的高低包括：

如果所述系统等效惯性常数小于系统总体惯量的最低需求，判定系统惯性水平较低，不满足运行要求；

如果系统内存在所述惯性分布指数大于最高限值的节点，判定系统惯性水平较低，不满足运行要求；

如果所述系统等效惯性常数大于或等于系统总体惯量的最低需求，且系统内所有节点的惯性分布指数都小于或等于最高限值，判定系统惯性水平较高，满足运行要求。

可选的，所述等效惯性常数的计算公式为：