本发明专利技术提供一种最小惯量需求评估方法、装置、电子设备及存储介质。该方法包括：在目标功率扰动变化量下，当预设频率响应模型中新能源机组的在线额定功率占比满足预设条件时，确定当前预设频率响应模型的惯量需求值以及约束条件；基于约束条件构建非线性约束最优化问题；利用预设算法以惯量需求值作为非线性约束最优化问题的初始值对非线性约束最优化问题进行求解，并根据非线性约束最优化问题的求解结果获得目标功率扰动变化量下预设频率响应模型对应的最小惯量。本发明专利技术能够精准评估电力系统的最小惯量需求以及在线监测系统惯量，还有利于帮助调度人员判断短期内当前调度方案是否惯量充足以及额外所需惯量，进而有效保证电力系统的安全可靠运行。电力系统的安全可靠运行。电力系统的安全可靠运行。
【技术实现步骤摘要】
最小惯量需求评估方法、装置、电子设备及存储介质
[0001]本专利技术涉及电网惯量需求评估
，尤其涉及一种最小惯量需求评估方法、装置、电子设备及存储介质。
技术介绍
[0002]近年来，随着各个国家脱碳步伐加快，新能源发电在世界范围内保持快速发展的态势。在我国，传统以火电机组为主的电力系统逐渐演变为以新能源为主体的新型电力系统。然而，由于大多数新能源发电机组通过电力电子设备接入电网，常规控制下与电网形成弱耦合甚至完全解耦的状态，不能够提供惯量响应以支撑频率的变化，极大地削弱了系统的惯量水平。
[0003]系统惯量减小可能引发以下问题：一方面，系统惯量减小会引起系统的频率变化率(Rate of Change of Frequency，RoCoF)增大，超过一定阈值后，保护继电器会动作导致发电机组脱网，使得频率问题进一步恶化；另一方面，系统惯量减小会导致频率最低点下移，触发低频减载动作而切负荷，进而会造成更大停电事故。
[0004]目前，我国大部分地区电力系统仍以火电同步机组为主，大多数时段惯量相对比较充足，但部分时段和新能源占比较高地区的惯量下降已经开始影响系统频率变化趋势，随着新能源占比增加和直流输电的影响，同步转动惯量将持续下降并在局部非常稀缺。因此，如何保证我国新型电力系统具备一定水平的惯量，进而确保电网的安全可靠运行，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术实施例提供了一种最小惯量需求评估方法、装置、电子设备及存储介质，以解决现有技术中由于不能准确评估电力系统所需的系统惯量，进而影响电力系统的安全可靠运行的问题。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种最小惯量需求评估方法，包括：
[0007]在目标功率扰动变化量下，当预设频率响应模型中新能源机组的在线额定功率占比满足预设条件时，确定当前所述预设频率响应模型的惯量需求值以及约束条件；
[0008]基于所述约束条件构建非线性约束最优化问题；
[0009]利用预设算法以所述惯量需求值作为所述非线性约束最优化问题的初始值对所述非线性约束最优化问题进行求解，并根据所述非线性约束最优化问题的求解结果获得所述目标功率扰动变化量下所述预设频率响应模型对应的最小惯量。
[0010]在一种可能的实现方式中，所述利用预设算法以所述惯量需求值作为所述非线性约束最优化问题的初始值对所述非线性约束最优化问题进行求解包括：
[0011]获取与所述初始值之间欧几里得距离最近的优化设计点；
[0012]基于所述优化设计点确定所述初始值的不可行域；
[0013]基于所述不可行域更新本次优化迭代的求解空间，得到新求解空间；
[0014]将所述新求解空间中最小值对应的优化设计点作为本次优化迭代的优化点；
[0015]判断本次优化迭代的优化点是否收敛；
[0016]当本次优化迭代的优化点收敛时，对所述非线性约束最优化问题进行求解。
[0017]在一种可能的实现方式中，在判断本次优化迭代的优化点是否收敛之后，还包括：
[0018]当本次优化迭代的优化点不收敛时，将本次优化迭代的优化点作为初始值，并跳转执行“获取与所述初始值之间欧几里得距离最近的优化设计点”的步骤及后续步骤，直到本次优化迭代的优化点收敛。
[0019]在一种可能的实现方式中，所述根据所述非线性约束最优化问题的求解结果获得所述目标功率扰动变化量下所述预设频率响应模型对应的最小惯量包括：
[0020]当本次优化迭代的优化点收敛时，根据该优化点收敛时对应的函数值获得所述目标功率扰动变化量下所述预设频率响应模型对应的最小惯量。
[0021]在一种可能的实现方式中，所述非线性约束最优化问题包括：
[0022][0023]其中，min表示最小值函数，H表示电力系统的惯性时间常数，H
min
表示电力系统的惯性时间常数的最小值；ΔP
G
表示所述预设频率响应模型中各发电机组的机组可调节功率，ΔP
Gmin
、ΔP
Gmax
分别表示机组可调节功率约束中的最大上调功率、最大下调功率；Δf表示频率偏差，A表示第一预设阈值；RoCoF表示频率变化率，B表示第二预设阈值；h表示设计向量变量，Ω表示所述非线性约束最优化问题的可行域，R
n
表示n维实数集；h
i
表示第i维变量，表示h
i
的下限，表示h
i
的上限。
[0024]在一种可能的实现方式中，当所述预设频率响应模型中各发电机组配置有储能装置时，所述机组可调节功率约束包括：
[0025]ΔP
Gmin
‑
ΔP
GBi
≤ΔP
Gmi
≤ΔP
Gmax
+ΔP
GB i
[0026]其中，ΔP
GBi
表示所述储能装置的最大可充放电功率，ΔP
Gmi
表示所述预设频率响应模型中各发电机组在配置有储能装置后的机组可调节功率。
[0027]在一种可能的实现方式中，所述最小惯量的计算方式为：
[0028]E
sys.min
＝H
min
×
S
B
[0029]其中，E
sys.min
表示所述最小惯量；S
B
表示电力系统的基准容量。
[0030]第二方面，本专利技术实施例提供了一种最小惯量需求评估装置，包括：
[0031]模型运行模块，用于在目标功率扰动变化量下，当预设频率响应模型中新能源机组的在线额定功率占比满足预设条件时，确定当前所述预设频率响应模型的惯量需求值以及约束条件；
[0032]问题构建模块，用于基于所述约束条件构建非线性约束最优化问题；
[0033]惯量评估模块，用于利用预设算法以所述惯量需求值作为所述非线性约束最优化问题的初始值对所述非线性约束最优化问题进行求解，并根据所述非线性约束最优化问题的求解结果获得所述目标功率扰动变化量下所述预设频率响应模型对应的最小惯量。
[0034]第三方面，本专利技术实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中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如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。
[0035]第四方面，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。
[0036]本专利技术实施例提供一种最小惯量需求评估方法、装置、电子设备及存储介质，在目标功率扰动变化量下，当预设频率响应模型中新能源机组的在线额定功率占比满足预设条件时，确定当前预设频率响应模型的惯量需求值以及约束条件；基于约本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种最小惯量需求评估方法，其特征在于，包括：在目标功率扰动变化量下，当预设频率响应模型中新能源机组的在线额定功率占比满足预设条件时，确定当前所述预设频率响应模型的惯量需求值以及约束条件；基于所述约束条件构建非线性约束最优化问题；利用预设算法以所述惯量需求值作为所述非线性约束最优化问题的初始值对所述非线性约束最优化问题进行求解，并根据所述非线性约束最优化问题的求解结果获得所述目标功率扰动变化量下所述预设频率响应模型对应的最小惯量。2.根据权利要求1所述的最小惯量需求评估方法，其特征在于，所述利用预设算法以所述惯量需求值作为所述非线性约束最优化问题的初始值对所述非线性约束最优化问题进行求解包括：获取与所述初始值之间欧几里得距离最近的优化设计点；基于所述优化设计点确定所述初始值的不可行域；基于所述不可行域更新本次优化迭代的求解空间，得到新求解空间；将所述新求解空间中最小值对应的优化设计点作为本次优化迭代的优化点；判断本次优化迭代的优化点是否收敛；当本次优化迭代的优化点收敛时，对所述非线性约束最优化问题进行求解。3.根据权利要求2所述的最小惯量需求评估方法，其特征在于，在判断本次优化迭代的优化点是否收敛之后，还包括：当本次优化迭代的优化点不收敛时，将本次优化迭代的优化点作为初始值，并跳转执行“获取与所述初始值之间欧几里得距离最近的优化设计点”的步骤及后续步骤，直到本次优化迭代的优化点收敛。4.根据权利要求3所述的最小惯量需求评估方法，其特征在于，所述根据所述非线性约束最优化问题的求解结果获得所述目标功率扰动变化量下所述预设频率响应模型对应的最小惯量包括：当本次优化迭代的优化点收敛时，根据该优化点收敛时对应的函数值获得所述目标功率扰动变化量下所述预设频率响应模型对应的最小惯量。5.根据权利要求1所述的最小惯量需求评估方法，其特征在于，所述非线性约束最优化问题包括：其中，min表示最小值函数，H表示电力系统的惯性时间常数，H
min
表示电力系统的惯性时间常数的最小值；ΔP
G
表示所述预设频率响应模型中各发电机组的机组可调节功率，ΔP
Gmin
、ΔP
Gmax
分别表示机组可调节功率约束中的最大上调功率、最大下调功率；Δf表示频率
偏差，A表示第一预设阈值；RoCoF表示...
【专利技术属性】
技术研发人员：李晓明，朱介北，于腾凯，段绘策，王亚军，张蕊，崔童飞，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网河北能源技术服务有限公司天津大学，
类型：发明
国别省市：
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