[发明专利]电力系统中惯量补偿设备的惯性参数确定方法及装置

说明书

本发明公开电力系统中惯量补偿设备的惯性参数确定方法及装置。该方法包括：确定电力系统的等效惯性参数；确定电力系统响应功率扰动时的系统频率偏差方程；基于系统频率偏差方程和获取的电力系统的一次调频投入时间，确定电力系统在响应功率扰动时的最高频率或最低频率；确定电力系统的最大相对能量余量；确定电力系统的最大相对能量缺额；确定待设置的惯量补偿设备的转动惯量的限定条件，根据所述限定条件确定待设置的惯量补偿设备的惯性参数；其中，所述惯量补偿设备并联在新能源场站的并网点，并且所述惯量补偿设备通过释放或存储转动动能来抑制电力系统的频率变化。该方法对计算资源的需求低、求解效率高、准确度好。

技术领域

本发明涉及电力系统运行及控制技术领域，尤其涉及电力系统中惯量补偿设备的惯性参数确定方法及装置。

背景技术

英国在2019年8月9日发生了大停电事故。其过程大致如下：由于某种原因，北海电网内的小巴德福（Little Barford）燃气电站停机。在燃气电站脱网后，电网损失的发电负荷使得电力系统频率降低。另一方面，由于北海电网内风机耐受低频的能力不足，电力系统频率降低导致风机大量脱网，因此风电场出力骤降，并进一步增加了电网损失的发电负荷，导致系统频率继续下降，并最终触发北海电网内设置的低频减载设备动作而切除部分用电负荷。

与北海电网相似，目前新能源在我国电网中的渗透率也越来越高，但新能源接入比高的电力系统普遍存在惯量支撑不足的问题。一旦系统频率发生快速变化，这类新能源接入比高的电网发生继发停电事故的风险很大。

目前，电力系统中的惯量支撑主要来自常规的同步发电机和同步调相机，尚未有评价电力系统惯量支撑不足程度的方法及确定向电力系统内配置惯量补偿设备的惯性参数的方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供电力系统中惯量补偿设备的惯性参数确定方法及装置，旨在解决电力系统惯量支撑不足的问题。

第一方面，本发明提供一种电力系统中惯量补偿设备的惯性参数确定方法，包括以下步骤：

基于获取的电力系统的与电源侧对应的惯性参数、与负荷侧对应的惯性参数和与全部虚拟惯性元件对应的惯性参数，确定电力系统的等效惯性参数；

基于电力系统的等效惯性参数，确定电力系统响应功率扰动时的系统频率偏差方程；

基于系统频率偏差方程和获取的电力系统的一次调频投入时间，确定电力系统在响应功率扰动时的最高频率或最低频率；

根据获取的电力系统安全运行时的最高频率和所述电力系统在响应功率扰动时的最高频率，确定电力系统的最大相对能量余量；根据获取的电力系统安全运行时的最低频率和所述电力系统在响应功率扰动时的最低频率，确定电力系统的最大相对能量缺额；

基于电力系统的最大相对能量缺额或最大相对能量余量，确定待设置的惯量补偿设备的转动惯量的限定条件，根据所述限定条件确定待设置的惯量补偿设备的惯性参数；

其中，所述惯量补偿设备并联在新能源场站的并网点，并且所述惯量补偿设备通过释放或存储转动动能来抑制电力系统的频率变化。

第二方面，本发明提供一种电力系统中惯量补偿设备的惯性参数确定装置，包括：

电力系统的等效惯性参数确定单元，用于基于获取的电力系统的与电源侧对应的惯性参数、与负荷侧对应的惯性参数和与全部虚拟惯性元件对应的惯性参数，确定电力系统的等效惯性参数；

系统频率偏差方程确定单元，用于基于电力系统的等效惯性参数，确定电力系统响应功率扰动时的系统频率偏差方程 ；

最高频率或最低频率确定单元，用于基于系统频率偏差方程和获取的电力系统的一次调频投入时间，确定电力系统在响应功率扰动时的最高频率或最低频率；