[发明专利]一种基于扰动数据的系统分区域惯量评估的方法

权利要求书

1.一种基于扰动数据的系统分区域惯量评估的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1、当电力系统发生扰动出现功率不平衡时，分析扰动后电力系统的频率响应特性，获得评估电力系统惯量所需的关键测量参数；其中，所述关键测量参数包括电力系统功率不平衡量和频率变化率；

其中，所述步骤1的过程具体为：

当电力系统发生扰动出现功率不平衡时，电力系统频率发生变化，满足如下关系式：

式中，2H_sys为系统等效惯性时间常数；f_COI为系统等效惯性中心频率；ΔP为系统功率不平衡量；

系统等效惯性中心频率f_COI的计算公式如下：

式中，n为发电机台数；2H_gi，f_gi分别为发电机i的惯性时间常数和机端频率，i＝0,1,2……n；

则系统等效惯性时间常数的计算公式如下：

由此得出评估电力系统惯量所需的关键测量参数为电力系统功率不平衡量和频率变化率；

步骤2、将扰动后的电力系统划分为非故障区域和故障区域，基于步骤1中的关键测量参数分别计算非故障区域和故障区域的惯量，并由此得到分区域惯量评估所需要的关键测量参数为各区域与外界相连的联络线上功率、各区域频率；

其中，所述分别计算非故障区域和故障区域的惯量的过程具体为：

对非故障区域，电磁功率变化为联络线上功率的变化，功率不平衡量采用如下式计算：

ΔP_i＝P_li0-P_li

式中，P_li0，P_li分别为扰动前和扰动后区域i的联络线上功率；

然后采用下式计算非故障区域的等效惯性时间常数：

式中，2H_i，f_i分别为区域i的等效惯性时间常数、等效惯性中心频率；

对故障区域，电磁功率变化为联络线上功率的变化加上外部扰动功率，功率不平衡量采用如下式计算：

ΔP_i＝P_li0-P_li+ΔP_S

式中，ΔP_S为扰动功率；

然后采用下式计算故障区域的等效惯性时间常数：

由上述计算式可得，分区域惯量评估所需要的关键测量参数为各区域与外界相连的联络线上功率、各区域频率和扰动功率；

再采用差值法计算电力系统各区域惯量，减少所需测量数据，最终得到分区域惯量评估所需要的关键测量参数为各区域与外界相连的联络线上功率、各区域频率；

步骤3、进一步测量电力系统扰动后各区域联络线上功率、各区域频率，并基于所测量的数据对电力系统各区域惯量进行评估。

2.根据权利要求1所述基于扰动数据的系统分区域惯量评估的方法，其特征在于，所述采用差值法计算电力系统各区域惯量，减少所需测量数据的具体过程为：

对于非故障区域，对故障后两个时刻t₁,t₂分别计算区域等效惯性时间常数，具体表示为：

式中，P_li1，P_li2，(df_i/dt)_t1，(df_i/dt)_t2分别为扰动后两个时刻t₁，t₂对应的区域i的联络线上功率和频率变化率；

分别对上述两式的分子分母作差，得到非故障区域惯性时间常数的计算公式如下：

对于故障区域，对故障后两个时刻t₁,t₂分别计算区域惯性时间常数，具体表示为：

分别对上述两式的分子分母作差，得到故障区域惯性时间常数的计算公式如下：

其中，t₁，t₂的取值为在扰动发生后初始时间段，电力系统一次调频动作前的时刻；

故通过两个时刻的差值法，对于非故障区域和故障区域均采用相同的表达式来计算惯性时间常数，即：

由此减少所需测量数据，最终得到分区域惯量评估所需要的关键测量参数为各区域与外界相连的联络线上功率、各区域频率。