电力系统功率扰动后频率安全性检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种电力系统功率扰动后频率安全性检测方法及装置，所述方法包括：确定电力系统可能受到的功率扰动值和电力系统的负荷频率调节效应系数；根据电力系统所有并网运行的同步发电机组惯量，确定电力系统的整体惯量；根据参与一次调频的发电机组，确定发电机调速器和原动机的传递函数；根据功率扰动值、负荷频率调节效应系数、整体惯量、发电机调速器和原动机的传递函数，以及预设的功率判定约束条件，确定功率扰动发生后电力系统的频率偏差是否超过预设的频率偏差阈值。本发明专利技术实施例提供的电力系统功率扰动后频率安全性检测方法及装置，能够实时监测电网的频率安全性，指导电网的运行安排，为电网安全稳定运行提供重要的技术保障。

【技术实现步骤摘要】
电力系统功率扰动后频率安全性检测方法及装置
本专利技术涉及电力系统
，尤其涉及一种电力系统功率扰动后频率安全性检测方法及装置。
技术介绍
当前，部分地区风电资源丰富，当地无法全部消纳。且随着特高压直流输电技术的发展，形成了包含高比例风电且通过特高压直流外送的电网。风机通常通过电力电子器件接入电网，转子与电网解耦，导致系统惯量下降，且风机通常没有参与系统的调频过程，二者共同导致电力系统的调频能力降低；另一方面，特高压直流输电系统往往容量设计较大，一旦发生直流闭锁等故障，将会给系统带来巨大的功率冲击。两大方面因素叠加导致电网的频率问题凸显。因此，需要一种判断电力系统受到一定的功率扰动后其频率偏差是否越限的方法，来判断某运行状态下电力系统的频率安全性。现有技术中，采用软件仿真的方式模拟电力系统的频率波动。但是，软件模拟的方式不能实时地对电力系统的频率进行检测，且仅能算出数值解，不能将频率安全约束判定条件用电网参数解析的表示。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种电力系统功率扰动后频率安全性检测方法及装置，用于解决现有技术中的上述技术问题。为了解决上述技术问题，一方面，本专利技术实施例提供一种电力系统功率扰动后频率安全性检测方法，包括：确定电力系统可能受到的功率扰动值和电力系统的负荷频率调节效应系数；根据电力系统所有并网运行的同步发电机组惯量，确定电力系统的整体惯量；根据参与一次调频的发电机组，确定发电机调速器和原动机的传递函数；根据所述功率扰动值、所述负荷频率调节效应系数、所述整体惯量、所述发电机调速器和所述原动机的传递函数，以及预设的功率判定约束条件，确定电力系统功率扰动后的频率偏差是否超过预设的频率偏差阈值。进一步地，所述根据电力系统所有并网运行的同步发电机组惯量，确定电力系统的整体惯量，具体包括：以电力系统所有并网运行的同步发电机组惯量的和作为电力系统的整体惯量。进一步地，所述根据参与一次调频的发电机组，确定发电机调速器和原动机的传递函数，具体包括：利用一阶惯性环节，对参与一次调频的发电机组的发电机调速器与原动机系统阶跃响应进行拟合，确定发电机调速器和原动机的传递函数。进一步地，所述功率判定约束条件的公式如下：其中，ΔPOL0为电力系统可能受到的功率扰动值，TS为电力系统的整体惯量，n为参与一次调频的发电机组的数量，kGi为发电机的功频特性系数，TGi为调速器与原动机的综合时间常数，kD为电力系统的负荷频率调节效应系数，Δfmax为预设的频率偏差阈值。另一方面，本专利技术实施例提供一种电力系统功率扰动后频率安全性检测装置，包括：获取模块，用于确定电力系统可能受到的功率扰动值和电力系统的负荷频率调节效应系数；统计模块，用于根据电力系统所有并网运行的同步发电机组惯量，确定电力系统的整体惯量；拟合模块，用于根据参与一次调频的发电机组，确定发电机调速器和原动机的传递函数；检测模块，用于根据所述功率扰动值、所述负荷频率调节效应系数、所述整体惯量、所述发电机调速器和原动机的传递函数，以及预设的功率判定约束条件，确定电力系统功率扰动的频率偏差是否超过预设的频率偏差阈值。进一步地，所述统计模块具体用于：以电力系统所有并网运行的同步发电机组惯量的和作为电力系统的整体惯量。进一步地，所述拟合模块具体用于：利用一阶惯性环节，对参与一次调频的发电机组的发电机调速器与原动机系统阶跃响应进行拟合，确定发电机调速器和原动机的传递函数。进一步地，所述功率判定约束条件的公式如下：其中，ΔPOL0为电力系统可能受到的功率扰动值，TS为电力系统的整体惯量，n为参与一次调频的发电机组的数量，kGi为发电机的功频特性系数，TGi为调速器与原动机的综合时间常数，kD为电力系统的负荷频率调节效应系数，Δfmax为预设的频率偏差阈值。再一方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器，以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现上述第一方面提供的方法的步骤。又一方面，本专利技术实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现上述第一方面提供的方法的步骤。本专利技术实施例提供的电力系统功率扰动后频率安全性检测方法及装置，能够实时监测电网的频率安全性，指导电网的运行安排，为电网安全稳定运行提供重要的技术保障。附图说明图1为本专利技术实施例提供的电力系统功率扰动后频率安全性检测方法示意图；图2为本专利技术实施例提供的电力系统频率动态过程模型框图；图3为本专利技术实施例提供的电力系统功率扰动后频率安全性检测装置示意图；图4为本专利技术实施例提供的电子设备的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术实施例提供的电力系统功率扰动后频率安全性检测方法示意图，如图1所示，本专利技术实施例提供一种电力系统功率扰动后频率安全性检测方法，其执行主体为电力系统功率扰动后频率安全性检测装置。该方法包括：步骤S101、确定电力系统可能受到的功率扰动值和电力系统的负荷频率调节效应系数。具体来说，图2为本专利技术实施例提供的电力系统频率动态过程模型框图，如图2所示，首先确定系统可能受到的功率扰动数值ΔPOL0以及频率偏差限值Δfmax。统计当前系统中的开机状态，并计算当前系统的负荷频率调节效应系数kD。电力系统可能受到的功率扰动值可以直接从调度平台获取。频率偏差限值可以根据实际需要进行配置。负荷频率调节效应系数是根据历史数据确定的经验值，与系统所在的地区以及季节有关。步骤S102、根据电力系统所有并网运行的同步发电机组惯量，确定电力系统的整体惯量。具体来说，在确定电力系统可能受到的功率扰动值和电力系统的负荷频率调节效应系数之后，根据电力系统所有并网运行的同步发电机组惯量，确定电力系统的整体惯量。例如，将当前系统所有并网运行的同步发电机组惯量相加，得到系统的整体惯量TS。步骤S103、根据参与一次调频的发电机组，确定发电机调速器和原动机的传递函数。具体来说，在确定电力系统的整体惯量之后，根据参与一次调频的发电机组，确定发电机调速器和原动机的传递函数。例如，统计参与一次调频的机组数量n，对每一台并网且参与一次调频的发电机组，使用一阶惯性环节对发电机调速器和原动机的阶跃响应进行拟合。确定发电机调速器和原动机的传递函数。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力系统功率扰动后频率安全性检测方法，其特征在于，包括：/n确定电力系统可能受到的功率扰动值和电力系统的负荷频率调节效应系数；/n根据电力系统所有并网运行的同步发电机组惯量，确定电力系统的整体惯量；/n根据参与一次调频的发电机组，确定发电机调速器和原动机的传递函数；/n根据所述功率扰动值、所述负荷频率调节效应系数、所述整体惯量、所述发电机调速器和原动机的传递函数，以及预设的功率判定约束条件，确定电力系统功率扰动后的频率偏差是否超过预设的频率偏差阈值。/n

【技术特征摘要】
1.一种电力系统功率扰动后频率安全性检测方法，其特征在于，包括：
确定电力系统可能受到的功率扰动值和电力系统的负荷频率调节效应系数；
根据电力系统所有并网运行的同步发电机组惯量，确定电力系统的整体惯量；
根据参与一次调频的发电机组，确定发电机调速器和原动机的传递函数；
根据所述功率扰动值、所述负荷频率调节效应系数、所述整体惯量、所述发电机调速器和原动机的传递函数，以及预设的功率判定约束条件，确定电力系统功率扰动后的频率偏差是否超过预设的频率偏差阈值。


2.根据权利要求1所述的电力系统功率扰动后频率安全性检测方法，其特征在于，所述根据电力系统所有并网运行的同步发电机组惯量，确定电力系统的整体惯量，具体包括：
以电力系统所有并网运行的同步发电机组惯量的和作为电力系统的整体惯量。


3.根据权利要求1所述的电力系统功率扰动后频率安全性检测方法，其特征在于，所述根据参与一次调频的发电机组，确定发电机调速器和原动机的传递函数，具体包括：
利用一阶惯性环节，对参与一次调频的发电机组的发电机调速器与原动机系统阶跃响应进行拟合，确定发电机调速器和原动机的传递函数。


4.根据权利要求1所述的电力系统功率扰动后频率安全性检测方法，其特征在于，所述功率判定约束条件的公式如下：






其中，ΔPOL0为电力系统可能受到的功率扰动值，TS为电力系统的整体惯量，n为参与一次调频的发电机组的数量，kGi为发电机的功频特性系数，TGi为调速器与原动机的综合时间常数，kD为电力系统的负荷频率调节效应系数，Δfmax为预设的频率偏差阈值。


5.一种电力系统功率扰动后频率安全性检测装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于确定电力系统可能受到的功率扰动值和电力系统的负荷频率调节效应系数；
统计模块，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈磊，侯凯元，闵勇，夏德明，林恒先，邵广惠，徐飞，李群，胡伟，王克非，王震宇，岳涵，刘洋，阴宏民，
申请(专利权)人：国家电网公司东北分部，清华大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21