【技术实现步骤摘要】
本专利技术电力系统频率稳定控制领域，尤其是涉及一种适用于新能源大基地频率稳定分析的建模方法及装置。
技术介绍
1、沙戈荒大基地具有规模大，协同多，远离主干电网与负荷中心，协调控制难度增大等问题，现有的对于新能源场站的研究已不能较好的刻画沙戈荒大基地会面临的问题与需求，如何更好地解决沙戈荒大基地的安全性、稳定性、适用性等问题已成为一个重要的研究方向。
2、然而，含高密度分布式可再生能源的大基地由于转动惯量与旋转备用水平较低的特点，在有功扰动事件下(并网过程中一些组团联络线突然中断)频率稳定问题突出。
3、因此，有必要提供一种适用于新能源大基地频率稳定分析的建模方法及装置，来解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种适用于新能源大基地频率稳定分析的建模方法及装置，能够较好的刻画出在新能源大基地的场景中，火电、风电、光伏和储能等不同调频资源在参与送端电网频率调节时的协同作用效果，并通过有限差分法将频率动态模型从频域转化为时域，有利于在未来对沙戈荒大基地的多元互补动态优化运行时，从频率安全稳定的角度建立约束，从而提升沙戈荒大基地运行的安全性和经济性。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种适用于新能源大基地频率稳定分析的建模方法。首先，需要根据同步机转速信号和转速基准得到频率偏差，其次，建立适用于大基地的有功响应计算方法，主要是对火电、风电、光伏和储能分别进行建模，刻画其动态响应特性，建立改进的的新能源大基地送端电网的频率响应模型，并
3、优选的，将沙戈荒大基地中的火电机组值聚合为一台机组，得到等值火电机组的原动机模型为：
4、
5、式中：δpgres为火电实际响应功率，tr为等值机组的再热时间常数；fh为等值机组的高压涡轮系数，δpgref为火电实际响应功率；
6、根据电化学储能、风电和光伏的响应外特性，将其等价为时间常数不同的一阶惯性环节来表征其响应特性：
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8、
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10、式中δpbres、δppres分别为电化学储能、风电和光伏的实际响应功率，δpbref、δppref分别为电化学储能、风电和光伏的参考功率，tb、tw、tp分别为电化学储能、风电和光伏的响应时间常数。
11、优选的，建立的新能源和储能控制，是一次调频控制和虚拟惯性控制相结合的频率调节方式，各调频机组的有功功率调整量受到调速器死区和限幅环节的约束，忽略调频死区对本模型的影响：
12、δpgt＝max[-kg·δf,δpgre](5)
13、
14、
15、
16、式中，kg、kb、kw、kp分别为火电、储能、风电和光伏在参与一次调频时的调差系数,hg、hb、hw、hp分别为火电、储能、风电和光伏在参与虚拟惯量控制时的惯性时间常数，δpgre、δpbre、分别为火电、储能、风电和光伏在当前时刻的调频备用容量，δf为扰动发生后沙戈荒大基地送端的频率偏差值。
17、优选的，采用前向差分法将改进的系统调频模型模型离散化为一组差分方程，建立沙戈荒大基地的送端受到电网扰动时的离散化模型，以大基地发生低频扰动时具体公式如下：
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28、式中：δfn发生大小为δpl,t的频率扰动时，系统第n个步长的频率偏差；h为惯性时间常数，d为阻尼系数，dn为差分步长，pl,t为上级电网总负荷，sb为系统总容量,f0为系统的额定频率,和分别为火电、储能、风电和光伏在第n个步长的调速器的理论有功出力增量；和分别为火电、储能、风电和光伏在第n个步长的实际有功出力增量。
29、优选的，通过matlab软件进行程序编写与验证大基地送端发生扰动时的频率与功率响应情况的准确性。
30、一种适用于新能源大基地频率稳定分析的建模装置，包括：
31、频率获取模块，用于根据同步机转速信号和转速基准得到频率偏差；
32、大基地有功响应计算模块，用于建立适用于大基地的有功响应计算方法，对火电、风电、光伏和储能分别进行建模，刻画其动态响应特性，建立改进的新能源大基地送端电网的频率响应模型，并根据有限差分法转化为在时域下的离散化模型，通过解析得到不同调频资源的有功指令；
33、功率控制模块，用于将计算得到的资源有功指令输送至火电、风电、光伏和储能部分，进行功率输出。
34、因此，本专利技术采用上述一种适用于新能源大基地频率稳定分析的建模方法及装置，能够较好的刻画出在新能源大基地的场景中，火电、风电、光伏和储能等不同调频资源在参与送端电网频率调节时的协同作用效果，并通过有限差分法将频率动态模型从频域转化为时域，有利于在未来对沙戈荒大基地的多元互补动态优化运行时，从频率安全稳定的角度建立约束，从而提升沙戈荒大基地运行的安全性和经济性。
35、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种适用于新能源大基地频率稳定分析的建模方法，其特征在于，包括：首先，根据同步机转速信号和转速基准得到频率偏差；其次，建立适用于大基地的有功响应计算方法，对火电、风电、光伏和储能分别进行建模，刻画其动态响应特性，建立改进的的新能源大基地送端电网的频率响应模型，并根据有限差分法转化为在时域下的离散化模型，通过解析得到不同调频资源的有功指令；将计算得到的资源有功指令输送至火电、风电、光伏和储能部分，进行功率输出。
2.根据权利要求1所述的一种适用于新能源大基地频率稳定分析的建模方法，其特征在于：将沙戈荒大基地中的火电机组值聚合为一台机组，得到等值火电机组的原动机模型为：
3.根据权利要求2所述的一种适用于新能源大基地频率稳定分析的建模方法，其特征在于：建立的新能源和储能控制是一次调频控制和虚拟惯性控制相结合的频率调节方式，各调频机组的有功功率调整量受到调速器死区和限幅环节的约束，忽略调频死区对本模型的影响：
4.根据权利要求3所述的一种适用于新能源大基地频率稳定分析的建模方法，其特征在于：采用前向差分法将改进的系统调频模型模型离散化为一组差分方
5.根据权利要求4所述的一种适用于新能源大基地频率稳定分析的建模方法，其特征在于：通过matlab软件进行程序编写与验证大基地送端发生扰动时的频率与功率响应情况的准确性。
6.一种适用于新能源大基地频率稳定分析的建模装置，其特征在于，包括：频率获取模块，用于根据同步机转速信号和转速基准得到频率偏差；
...【技术特征摘要】
1.一种适用于新能源大基地频率稳定分析的建模方法，其特征在于，包括：首先，根据同步机转速信号和转速基准得到频率偏差；其次，建立适用于大基地的有功响应计算方法，对火电、风电、光伏和储能分别进行建模，刻画其动态响应特性，建立改进的的新能源大基地送端电网的频率响应模型，并根据有限差分法转化为在时域下的离散化模型，通过解析得到不同调频资源的有功指令；将计算得到的资源有功指令输送至火电、风电、光伏和储能部分，进行功率输出。
2.根据权利要求1所述的一种适用于新能源大基地频率稳定分析的建模方法，其特征在于：将沙戈荒大基地中的火电机组值聚合为一台机组，得到等值火电机组的原动机模型为：
3.根据权利要求2所述的一种适用于新能源大基地频率稳定分析的建模方法，其特征在于：建立的新能源和储能控...
【专利技术属性】
技术研发人员：王新刚，周专，吴高磊，边家瑜，李孟珂，王程，毕天姝，于志勇，于金，
申请(专利权)人：国网新疆电力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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