基于新能源出力比例的电力系统惯量的估计方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于新能源出力比例的电力系统惯量的估计方法和装置。该方法包括：获取电网各机组的参数和系统潮流历史数据，并根据参数和系统潮流历史数据确定电网各机组的关键参数及潮流关键历史数据；对关键参数进行统计处理，并结合潮流关键历史数据获得相关系数；获取预开机的含虚拟惯量的新能源机组的惯量范围；以及根据关键参数、相关系数以及虚拟惯量范围，利用新能源出力比例和总发电量估计不同新能源出力比例下的系统惯量范围。本发明专利技术解决了系统不同新能源出力比例时对于惯量的未知性，能够在为提高系统中整体新能源出力比例作开机方式决策或者对某地区进行新能源装机规划时，实现惯量估计的前瞻性。

【技术实现步骤摘要】
基于新能源出力比例的电力系统惯量的估计方法和装置
本专利技术涉及惯量估计
，具体地，涉及一种基于新能源出力比例的电力系统惯量的估计方法和装置。
技术介绍
近年来，随着我国新能源在电网中的比重不断增加，系统惯量水平不断降低。由于产生功率缺额时，惯量水平降低会对系统频率产生一系列负面影响，在我国电网向以新能源为主体的新型电力系统迈进的过程中，惯量成为了影响新能源比例提升的一个关键问题。目前惯量估计的方法通常借助频率或功率变化的量测数据对实时出力比例下的惯量及最小惯量进行估计，重点在于实时性。然而，在对提高系统中整体新能源出力比例作开机方式决策或者某地区进行新能源装机规划时，往往需要考虑不同新能源出力的系统惯量情况，以判断系统在受扰后的频率支撑能力。在系统规模未完善和新能源出力情况未知时，现有方法无法进行数据量测和估计。因此，需要一种能够对不同新能源出力比例下电力系统的惯量范围进行估计的方法，以实现惯量估计的前瞻性。
技术实现思路
针对现有技术中的问题，本专利技术提供一种基于新能源出力比例的电力系统惯量的估计方法和装置，以解决对于任意系统任意新能源出力比例下的惯量范围进行估计的问题。第一方面，本专利技术提供一种基于新能源出力比例的电力系统惯量的估计方法，包括：获取电网各机组的参数和系统潮流历史数据，并根据所述参数和所述系统潮流历史数据确定电网各机组的关键参数及潮流关键历史数据；对所述关键参数进行统计处理，并结合所述潮流关键历史数据获得相关系数；获取预开机的含虚拟惯量的新能源机组的惯量范围；以及根据所述关键参数、所述相关系数以及虚拟惯量范围，利用新能源出力比例和总发电量估计不同新能源出力比例下的系统惯量范围。进一步地，所述关键参数包括同步机惯性常数、同步机最小技术出力、同步机额定容量以及同步机数目。进一步地，所述潮流关键历史数据包括所述系统潮流历史数据中同步机整体最接近最小技术出力时的历史数据以及所述系统潮流历史数据中所述同步机最接近系统满发时的历史数据。进一步地，所述系统潮流历史数据中同步机整体最接近最小技术出力时的历史数据以及所述系统潮流历史数据中同步机最接近系统满发时的历史数据包括此情况下同步机额定容量、同步机出力值以及同步机数目。进一步地，所述根据所述关键参数、所述相关系数以及虚拟惯量范围，利用新能源出力比例和总发电量估计不同新能源出力比例下的系统惯量范围，包括：通过以下公式获得系统惯量上限：其中，Emax是所述系统惯量上限；X是新能源出力比例；Ssys-e是总发电量；Hav是同步机平均惯性常数；Yav是同步机平均最小技术出力百分比；Ev是虚拟惯量总动能；K1是上限估计系数。进一步地，所述根据所述关键参数、所述相关系数以及虚拟惯量范围，利用新能源出力比例和总发电量估计不同新能源出力比例下的系统惯量范围，包括：通过以下公式获得系统惯量下限：Emin＝K2·Ssys-e×(1-X)·Hav其中，Emin是所述系统惯量下限；X是新能源出力比例；Ssys-e是总发电量；Hav是同步机平均惯性常数；K2是下限估计系数。进一步地，所述对所述关键参数进行统计处理，并结合所述潮流关键历史数据获得相关系数，包括：通过以下公式获得所述同步机平均惯性常数：其中，Hav是所述同步机平均惯性常数；Hi是第i台同步机组的惯性常数；Si是第i台同步机组的额定容量；n是系统中所有同步机的数目。进一步地，所述对所述关键参数进行统计处理，并结合所述潮流关键历史数据获得相关系数，包括：通过以下公式获得所述上限估计系数：其中，K1是所述上限估计系数；Yact是按照所述系统潮流历史数据中同步机整体最接近最小技术出力时的历史数据计算得到的同步机平均出力百分比；Yav是同步机平均最小技术出力百分比。进一步地，所述对所述关键参数进行统计处理，并结合所述潮流关键历史数据获得相关系数，包括：通过以下公式获得所述同步机平均出力百分比：其中，Yact是所述同步机平均出力百分比；Si是第i台同步机组的额定容量；Pi是第i台同步机组的出力值；n是所述系统潮流历史数据中同步机整体最接近最小技术出力时的历史数据中同步机的开机数目。进一步地，所述对所述关键参数进行统计处理，并结合所述潮流关键历史数据获得相关系数，包括：通过以下公式获得所述同步机平均最小技术出力百分比：其中，Yav是所述同步机平均最小技术出力百分比；Si是第i台同步机组的额定容量；Yi是第i台同步机的最小技术出力百分比；n是系统中所有同步机的数目。进一步地，所述对所述关键参数进行统计处理，并结合所述潮流关键历史数据获得相关系数，包括：通过以下公式获得所述下限估计系数：其中，K2是所述下限估计系数；Ssys’是所述系统潮流历史数据中同步机最接近系统满发时的同步机装机额定容量；Pi是第i台同步机组的出力值；n是所述系统潮流历史数据中同步机最接近系统满发时的历史数据中同步机的开机数目。第二方面，本专利技术提供一种基于新能源出力比例的电力系统惯量的估计装置，包括：关键参数及潮流关键历史数据确定单元，用于获取电网各机组的参数和系统潮流历史数据，并根据所述参数和所述系统潮流历史数据确定电网各机组的关键参数及潮流关键历史数据；关键参数及潮流关键历史数据处理单元，用于对所述关键参数进行统计处理，并结合所述潮流关键历史数据获得相关系数；虚拟惯量范围获取单元，用于获取预开机的含虚拟惯量的新能源机组的惯量范围；以及系统惯量范围估计单元，用于根据所述关键参数、所述相关系数以及所述惯量范围，利用新能源出力比例和总发电量估计不同新能源出力比例下的系统惯量范围。本专利技术提供了一种基于新能源出力比例的电力系统惯量的估计方法和装置，根据统计数据处理关键参数和相关系数，仅需新能源出力比例及总发电量即可对系统惯量范围进行估计，解决了对于规模快速扩张或正在规划中的系统，由于系统规模未完善和新能源出力情况未知，无法对惯量进行数据量测和估计的问题，从而可以指导区域新能源的装机规划及开机方式安排，判断系统在受扰后的频率支撑能力，指导电网的精准化运行，从而加快新型电力系统的构建。附图说明通过参照下面的附图，可以更完整地理解本专利技术的示例性实施例：图1是本专利技术实施例提供的基于新能源出力比例的电力系统惯量的估计方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的新疆电网500KV以上接线的示意图；以及图3是本专利技术实施例提供的基于新能源出力比例的电力系统惯量的估计装置的示意图。具体实施方式现在参照附图1至图3介绍本专利技术的示例性实施例，图1是根据本专利技术实施例的基于新能源出力比例的电力系统惯量的估计方法的流程图。参照图1，本专利技术实施例提供的基于新能源出力比例的电力系统惯量的估计方法包括以下步骤：S101：获取电网各机组的参数和系统潮流历史数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于新能源出力比例的电力系统惯量的估计方法，其特征在于，包括：/n获取电网各机组的参数和系统潮流历史数据，并根据所述参数和所述系统潮流历史数据确定电网各机组的关键参数及潮流关键历史数据；/n对所述关键参数进行统计处理，并结合所述潮流关键历史数据获得相关系数；/n获取预开机的含虚拟惯量的新能源机组的惯量范围；以及/n根据所述关键参数、所述相关系数以及虚拟惯量范围，利用新能源出力比例和总发电量估计不同新能源出力比例下的系统惯量范围。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于新能源出力比例的电力系统惯量的估计方法，其特征在于，包括：
获取电网各机组的参数和系统潮流历史数据，并根据所述参数和所述系统潮流历史数据确定电网各机组的关键参数及潮流关键历史数据；
对所述关键参数进行统计处理，并结合所述潮流关键历史数据获得相关系数；
获取预开机的含虚拟惯量的新能源机组的惯量范围；以及
根据所述关键参数、所述相关系数以及虚拟惯量范围，利用新能源出力比例和总发电量估计不同新能源出力比例下的系统惯量范围。


2.根据权利要求1所述的基于新能源出力比例的电力系统惯量的估计方法，其特征在于，所述关键参数包括同步机惯性常数、同步机最小技术出力、同步机额定容量以及同步机数目。


3.根据权利要求1所述的基于新能源出力比例的电力系统惯量的估计方法，其特征在于，所述潮流关键历史数据包括所述系统潮流历史数据中同步机整体最接近最小技术出力时的历史数据以及所述系统潮流历史数据中所述同步机最接近系统满发时的历史数据。


4.根据权利要求1所述的基于新能源出力比例的电力系统惯量的估计方法，其特征在于，所述系统潮流历史数据中同步机整体最接近最小技术出力时的历史数据以及所述系统潮流历史数据中同步机最接近系统满发时的历史数据包括此情况下同步机额定容量、同步机出力值以及同步机数目。


5.根据权利要求1所述的基于新能源出力比例的电力系统惯量的估计方法，其特征在于，所述根据所述关键参数、所述相关系数以及虚拟惯量范围，利用新能源出力比例和总发电量估计不同新能源出力比例下的系统惯量范围，包括：通过以下公式获得系统惯量上限：



其中，Emax是所述系统惯量上限；X是新能源出力比例；Ssys-e是总发电量；Hav是同步机平均惯性常数；Yav是同步机平均最小技术出力百分比；Ev是虚拟惯量总动能；K1是上限估计系数。


6.根据权利要求1所述的基于新能源出力比例的电力系统惯量的估计方法，其特征在于，所述根据所述关键参数、所述相关系数以及虚拟惯量范围，利用新能源出力比例和总发电量估计不同新能源出力比例下的系统惯量范围，包括：通过以下公式获得系统惯量下限：
Emin＝K2·Ssys-e×(1-X)·Hav
其中，Emin是所述系统惯量下限；X是新能源出力比例；Ssys-e是总发电量；Hav是同步机平均惯性常数；K2是下限估计系数。


7.根据权利要求5或6所述的基于新能源出力比例的电力系统惯量的估计方法，其特征在于，所述对所述关键参数进行统计处理，并结合所述潮流关键历史数据获得相关系数，包括：通过以下公式获得所述同步机平均惯性常数：



其中，Hav是所述同步机平均惯性常数；Hi是第i台同步机组的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东英，任凯奇，张永旭，李笑宇，梁贵莉，田一淳，崔舵，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11