[发明专利]电力系统稳定状态的确定方法和装置

说明书

本申请提供一种电力系统稳定状态的确定方法，包括：根据获取的同步发电机的动能、异步电动机的动能以及电压源型柔性直流换流器的等效动能，计算得到电力系统的总动能；根据额定频率、扰动功率限值、惯量响应时间限值和最大频率偏差，计算得到电力系统的等效动能限值；比较所述总动能与等效动能限值的大小，若所述总动能大于所述等效动能限值，则所述电力系统处于稳定状态。上述电力系统稳定状态的确定方法考虑外区送入柔性直流对电力系统扰动的平衡作用，计算过程简单，可应用于在线监测和系统稳定快速评估。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及一种电力系统稳定状态的确定方法和装置。

背景技术

电力系统稳定，即电力系统处于稳定状态，是维持电力传输的关键，而电力系统稳定主要是通过电力系统惯量来表现。其中，电力系统惯量是指对外来扰动引发频率变化的抵抗作用，是系统稳定的重要保障。然而随着大规模新能源、储能等电力电子设备接入电网，大容量跨区直流输电技术投入使用，使得柔性直流输电在互联电网中的广泛应用，因调整或改变了同步电网的部分同步发电机组，导致系统惯量在内涵和响应特性上发生了较大改变，那么要评估带有柔性直流结构的输电系统稳定就会变得非常复杂。

柔性直流输电是基于电压源换流器的高压直流输电，是继交流输电、常规直流输电后的一种新型直流输电方式。它将半控型电力电子器件升级为全控型电力电子器件，具有响应速度快、可控性好、运行方式灵活、可向无源网络供电，不会出现换相失败以及易于构成多端直流系统的优点。柔性直流可以形象地比喻为电网中的可控“水坝”，兼容并蓄地精准控制电能潮流地方向、大小。柔性直流输电在大规模可再生能源并网、大型城市供电和沿海岛屿联网等领域具有显著优势，基于柔性直流电网可以实现风、光、水等间歇性、波动性可再生能源的广域互补，是实现发电清洁能源和全球能源互联网的重要基础支撑。

目前的电力系统稳定状态的评估主要是采用传统的电力系统稳定状态的评估方法，然而传统电力系统稳定评估指标计算相对复杂，计算效率低，并且无法在在线监测与系统频率稳定快速评估中应用。

发明内容

基于此，本发明提供一种电力系统稳定状态的确定方法和装置，在电力系统稳定评估过程中考虑外区送入柔性直流的作用，并且电力系统的稳定状态判断过程渐变，可用于评估电力系统稳定性，及时应用于在线监测于系统频率稳定的快速评估。

第一方面，本发明提供一种电力系统稳定状态的确定方法，包括：

获取电力系统中同步发电机的动能、异步电动机的动能和电压源型柔性直流换流器的等效动能，以及电力系统的额定频率；

根据所述同步发电机的动能、所述异步电动机的动能和所述电压源型柔性直流换流器的等效动能，计算电力系统的总动能；

获取电力系统的额定频率，以及电力系统处于扰动限值时产生的扰动功率限值、惯量响应时间限值和惯量响应时间限值内允许的最大频率偏差；

根据所述额定频率、所述扰动功率限值、所述惯量响应时间限值和所述最大频率偏差，计算得到电力系统的等效动能限值，其中所述等效动能限值表达式为：其中E_min为等效动能限值、f₀为额定频率、ΔP_max为扰动功率限值、ΔT_max为惯量响应时间限值、Δf_max为最大频率偏差；

比较所述总动能与所述等效动能限值的大小，若所述总动能大于所述等效动能限值，则所述电力系统处于稳定状态。

第二方面，本发明提供一种电力系统稳定状态的确定装置，包括：

动能参数获取模块，用于获取电力系统中同步发电机的动能、异步电动机动能和电压源型柔性直流换流器的等效动能，以及电力系统的额定频率；

动能计算模块，用于根据所述同步发电机的动能、所述异步电动机的动能和所述电压源型柔性直流换流器的等效动能，计算电力系统的总动能；