[发明专利]一种电力系统频率稳定性调节方法及系统

权利要求书

1.一种电力系统频率稳定性调节方法，其特征在于，所述调节方法包括如下步骤：

建立待调节的电力系统的节点功率方程；

基于所述节点功率方程，采用模态分解的方式，确定所述电力系统的节点频率扰动的表达式；具体包括：分别令节点功率方程中的P_i＝P_i⁰+δP_i,D/J＝Γ,获得电力系统的小扰动耦合动态模型为：其中，δθ_i和δθ_j分别为节点i和节点j处的相角扰动，ω为电力系统的节点频率，和分别表示节点i和节点j的初始相角；P_i⁰为节点i初始有功输出，δP_i为节点i处有功波动，Γ表示电力系统的节点阻尼与节点转动惯量的比值，P_i为节点i输出的有功功率，θ_i为节点i的相角，J为电力系统的节点转动惯量，D为电力系统的节点阻尼，K_ij为节点i和j之间的传输线功率容量；令所述小扰动耦合动态模型中获得节点i的相角扰动和有功波动与节点拓扑之间的关系式为：其中，B_ij表示电力系统的节点拓扑矩阵中(i，j)处的元素的值；对所述关系式进行模态分解，获得节点频率扰动的表达式：其中，δω表节点频率扰动，λ_α表示模态α对应的节点拓扑矩阵的特征值，u_αk表示模态α对应的节点拓扑矩阵中扰动节点k处的特征向量，δP₀表示电力系统的节点有功偏差；

根据所述节点频率扰动的表达式，采用直线拟合的方式，确定每个节点在非线性扰动下的频率变化率；

根据每个节点在非线性扰动下的频率变化率，计算电力系统的稳定性对每个节点扰动的敏感度；

将对电力系统表现出较大的转动惯量机组设置在敏感度较大的节点，将对电力系统表现出较小的转动惯量机组设置在敏感度较小的节点。

2.根据权利要求1所述的电力系统频率稳定性调节方法，其特征在于，所述建立待调节的电力系统的节点功率方程，具体包括：

建立待调解的电力系统的节点功率方程为：

其中，P_i为节点i输出的有功功率，J为电力系统的节点转动惯量，D为电力系统的节点阻尼，θ_i和θ_j分别为节点i和节点j的相角，t表示时间，K_ij为节点i和j之间的传输线功率容量，K_ij＝V²/(ωL_ij)A_ij，V为电力系统的节点电压，L_ij为节点i和j之间传输线电感，A_ij为电力系统的邻接矩阵A中(i，j)处的元素的值。

3.根据权利要求2所述的电力系统频率稳定性调节方法，其特征在于，所述根据所述节点频率扰动的表达式，采用直线拟合的方式，确定每个节点在非线性扰动下的频率变化率，具体包括：

以时间间隔Δt分别向所述电力系统的节点i施加两次非线性扰动；

根据所述节点频率扰动的表达式，分别确定节点i的两个节点频率扰动；

根据两个所述节点频率扰动，采用直线拟合的方式，建立节点i的节点频率扰动相对于时间的拟合直线；并将所述拟合直线的斜率设置为节点i的频率变化率r_i(t)：

式中，u_αi模态α对应的节点拓扑矩阵中扰动节点i处的特征向量，δP₀表示电力系统的节点有功偏差，Δt为时间间隔，t表示时间。

4.根据权利要求3所述的电力系统频率稳定性调节方法，其特征在于，所述根据每个节点在非线性扰动下的频率变化率，计算电力系统的稳定性对每个节点扰动的敏感度，具体包括：

向节点i施加非线性扰动，利用公式计算电力系统中除了节点i之外的所有节点的节点频率变化率的和，作为对电力系统的稳定性对节点i扰动的敏感度，其中，N表示电力系统中节点的数量，Z_i表示电力系统的稳定性对节点i扰动的敏感度，r_k(kΔt)表示节点i的扰动在节点k处频率变化率。