[发明专利]一种评估电网惯性的方法和系统

说明书

本发明提供一种评估电网惯性的方法和系统。所述方法和系统基于实际电网或者基于通过实际电网建立的电网潮流模型和电网稳定模型，并采集电网发生故障的初始时刻和经过设置时间后的时刻的频率，电网发生故障的初始时刻的全部有功负荷，电网节点损失的有功负荷或者电源有功变化量中的一个，以及电网额定频率，全部发电机的额定容量，发电机的额定角速度计算电网视在惯性时间常数，电网视在转动惯量和考虑负荷频率特性的电网发电机转动惯量。本发明所述方法和系统对电网实际表现出的惯性特征进行了定量评估，有助于深入理解电网惯性特征，从而促进电网的频率稳定。

技术领域

本发明涉及电力系统频率稳定领域,并且更具体地，涉及一种评估电网惯性的方法和系统。

背景技术

随着新能源接入电网的比例越来越高，电网转动惯量呈下降趋势。电网转动惯量能够减少电网频率变化的速度。随着转动惯量的降低，负荷波动或者故障带来的扰动可能会造成电网频率在短时间内快速突破安全限值，频率振荡或者波动更加剧烈和频繁。当前，对于转动惯量的理解认为全网转动惯量即是发电机转动惯量之和，并未计及负荷对于电网惯性的影响。

发明内容

为了解决现有技术中对于转动惯量的评估只考虑发电机，而未计及负荷的技术问题，本发明提供一种考虑负荷频率特性评估电网惯性的方法，所述方法包括：

采集电网发生故障的初始时刻t₀的频率f₀，有功变化量△p和电网中全部有功负荷之和p₀，并采集故障发生后t₁时刻的频率f₁电网，其中，所述发生故障的电网在扰动下不失稳，且逐渐过度到稳定状态，所述电网有功变化量是电网发生故障的初始时刻t₀节点损失的有功负荷或者电源有功变化量；

基于故障初始时刻t₀，故障发生后时刻t₁，频率f₀，频率f₁，电网有功变化量△p，电网额定频率f_N，电网全部发电机的额定容量之和S_B计算用于描述电网视在惯性水平的电网视在惯性时间常数T_JS；

基于电网视在惯性时间常数T_JS，电网全部发电机的额定容量之和S_B和发电机的额定角速度Ω₀计算电网视在转动惯量J_S；

基于预先设置的电网发生故障时负荷频率变化百分数引起的有功变化百分数L_DP，电网有功变化量△p，故障初始时刻t₀，电网中全部有功负荷之和p₀，故障发生后时刻t₁，频率f₀，频率f₁，电网额定频率f_N和发电机的额定角速度Ω₀计算考虑负荷频率特性的电网发电机转动惯量J_G；

根据所述电网视在惯性时间常数T_JS，电网视在转动惯量J_S和考虑负荷频率特性的电网发电机转动惯量J_G评估实际电网的惯性，并输出评估结果。

进一步地，所述方法在采集电网发生故障的初始时刻t₀的频率f₀之前还包括基于实际电网建立电网潮流模型和电网稳定模型，所述电网潮流模型和电网稳定模型用于采集电网运行中的数据，其中，所述电网潮流模型包括线路、变压器、无功补偿、电源和负荷，所述电网稳定模型包括线路、变压器、发电机、调整系统、励磁系统、原动机系统和负荷模型，所述负荷模型采用考虑频率特性的静态负荷模型。