【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電力系統自動發電控制領域，尤其涉及一種調頻資源的動態監測方法。
技術介紹
1、近年來，隨著風、光等可再生能源并網發電，以同步機為主的傳統電力系統逐漸向含高比例可再生能源發電機組的新型電力系統轉型。風、光等可再生能源的接入使我國電力系統更加低碳化、清潔化，但相比于同步機，其具有隨機性及波動性較大的特點導致電力系統在受到頻率擾動事件時難以提供足夠的功率支撐，呈現出低調頻能力特性。在慣量響應階段，可再生能源機組通過電力電子元件調節輸出功率提供慣量支撐，測量及功率指令下發的延時導致其呈現低慣量性。在一次調頻階段，其輸出功率又受到風、光波動及調頻功率裕度的影響。
2、此外，在可再生能源逐漸取代同步機并網發電的同時，電力系統的調頻資源呈現出不均勻分布的特點。而調頻資源的不均勻分布一方面會使電力系統在受到擾動時呈現出比較明顯的頻率分布特性，從而導致不必要的調頻動作；另一方面也給可再生能源的并網發電及控制策略的制定帶來難度。在高比例可再生能源接入的系統中，需要考慮調頻資源的空間分布，從而為制定頻率控制策略提供參考，以保障電力系統頻率穩定性。
技術實現思路
1、鑒于上述的分析，本專利技術實施例旨在提供一種調頻資源的動態監測方法，用以解決現有技術無法有效監控調頻資源的不均勻分布的問題。
2、一方面，本專利技術實施例提供了一種調頻資源的動態監測方法，包括如下步驟：
3、s1.獲取電力系統的網絡結構參數，并將其系統負荷歸算為導納，進而建立歸算后的節點導納矩
4、s2.根據電力系統網絡方程，得出系統節點與發電機節點的電壓關系，進而得到系統節點與發電機節點的頻率關系；
5、s3.根據系統節點與發電機節點的頻率關系，得出系統節點與發電機節點的頻率變化率關系，進而結合轉子運動方程得到系統節點頻率變化率與發電機機端功率的關系，提取電力系統的轉動慣量分布表征矩陣；
6、s4.根據系統節點與發電機節點的頻率關系，得出系統節點與發電機節點的頻率偏差關系，進而結合發電機一次調頻特性得到系統節點頻率一次調頻穩態偏差與發電機機端功率的關系，提取電力系統的一次調頻系數分布表征矩陣；
7、s5.對電力系統的慣量分布表征矩陣與一次調頻系數分布表征矩陣進行信息提取，得到表征調頻資源空間分布的節點等效慣性時間常數、節點等效一次調頻系數，作為調頻資源動態監測結果并顯示。
8、上述技術方案的有益效果如下：提出了一種考慮頻率動態的調頻資源空間分布表征方法。該方法能夠求得系統節點與發電機節點之間的頻率動態關系，并基于此關系得到節點等效調頻參數，實現調頻資源的空間分布表征。該方法在考慮頻率動態的基礎上描述了調頻資源的空間分布情況，對于調頻資源的動態監測、可再生能源機組的接入以及頻率穩定策略制定有實際指導意義。
9、基于上述方法的進一步改進，所述電力系統的網絡結構參數包括發電機暫態電抗、變壓器阻抗、輸電線路阻抗；并且，
10、所述系統節點指電力系統中除發動機節點外的其他節點。
11、進一步，步驟s1進一步包括：
12、s11.獲取電力系統的網絡結構參數；
13、s12.獲取電力系統的系統負荷，通過下面公式將所述系統負荷歸算為導納，分別得到每一發動機機端、每一系統節點的負荷等效導納，
14、
15、式中，yl為任一機端或任一系統節點的負荷等效導納，pl為所述系統負荷中的負荷母線有功功率，ql為所述系統負荷中的負荷母線無功功率，vl為所述系統負荷中的負荷母線電壓，j為虛數單位；
16、s13.根據上述負荷等效導納yl，通過下面公式得到節點導納矩陣ys，
17、
18、式中，yn為只包含發電機參數的內電勢節點導納矩陣，ynn為發電機的自導納矩陣，ymm為系統節點的自導納矩陣，ynm、ymn為互導納矩陣，ynl為機端負荷歸算導納矩陣，yml為系統節點的負荷歸算導納矩陣。
19、進一步，步驟s2進一步包括：
20、s21.根據節點導納矩陣ys，建立的電力系統網絡方程見下面公式，
21、
22、其中，
23、y1＝yn，
24、y2＝[-yn?0]，
25、
26、
27、式中，in為機端注入電流，ue為發電機節點電壓，unet為系統節點電壓；
28、s22.根據上述電力系統網絡方程，得出下面公式中系統節點與發電機節點的電壓關系，
29、
30、式中，vnet為系統節點的電壓幅值，ve為發動機節點的電壓幅值，δnet為系統節點的電壓相角，δe為發動機節點的電壓相角角，e為自然對數的底數，j為虛數單位；
31、s23.對上述系統節點與發電機節點的電壓關系進行求導化簡，得到下面公式中系統節點與發電機節點的頻率關系，
32、
33、式中，fnet為系統節點頻率，fe為發電機節點頻率。
34、進一步，步驟s3進一步包括：
35、s31.根據系統節點與發電機節點的頻率關系，通過下面公式得出系統節點與發電機節點的頻率變化率關系，
36、
37、s32.根據上述系統節點與發電機節點的頻率變化率關系，結合下面公式中的轉子運動方程，
38、
39、得到系統節點頻率變化率與發電機機端功率的關系，進而得到電力系統內各發電機的慣性時間常數h，
40、
41、式中，δp為機端不平衡功率；
42、s33.通過下面公式建立電力系統的轉動慣量分布表征矩陣h，
43、
44、式中，h1、h2、…、hn分別為發電機1、2、…、n的慣性時間常數，diag(2h1、2h2、…、2hn)為發電機1、2、…、n的慣性時間常數組成的對角矩陣。
45、進一步，步驟s4進一步包括：
46、s41.根據系統節點與發電機節點的頻率關系，通過下面公式得出系統節點與發電機節點的頻率偏差關系，
47、
48、
49、式中，fn為頻率額定值，δfnet為系統節點頻率偏差，δfe為發電機節點頻率偏差；
50、s42.根據上述系統節點與發電機節點的頻率偏差關系，結合下面公式的發電機一次調頻特性模型，
51、δpn＝k·δfn，
52、得到系統節點頻率一次調頻穩態偏差與發電機機端功率關系，進而得到發電機組一次調頻系數k，
53、
54、式中，δpn為發電機組一次調頻穩態有功出力，δfn為機組一次調頻穩態頻率偏差，δfn.net為系統節點一次調頻穩態偏差；
55、s43.通過下面公式建立電力系統的一次調頻系數分布表征矩陣k，
56、
57、式中，k1、k2、…、kn為發電機組1、本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種調頻資源的動態監測方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的調頻資源的動態監測方法，其特征在于，所述電力系統的網絡結構參數包括發電機暫態電抗、變壓器阻抗、輸電線路阻抗；并且，所述系統節點指電力系統中除發動機節點外的其他節點。
3.根據權利要求1或2所述的調頻資源的動態監測方法，其特征在于，步驟S1進一步包括：
4.根據權利要求3所述的調頻資源的動態監測方法，其特征在于，步驟S2進一步包括：
5.根據權利要求4所述的調頻資源的動態監測方法，其特征在于，步驟S3進一步包括：
6.根據權利要求5所述的調頻資源的動態監測方法，其特征在于，步驟S4進一步包括：
7.根據權利要求1或2所述的調頻資源的動態監測方法，其特征在于，步驟S5進一步包括：
8.根據權利要求7所述的調頻資源的動態監測方法，其特征在于，還包括如下步驟：
9.根據權利要求7所述的調頻資源的動態監測方法，其特征在于，所述步驟S6進一步包括：
【技術特征摘要】
1.一種調頻資源的動態監測方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的調頻資源的動態監測方法，其特征在于，所述電力系統的網絡結構參數包括發電機暫態電抗、變壓器阻抗、輸電線路阻抗；并且，所述系統節點指電力系統中除發動機節點外的其他節點。
3.根據權利要求1或2所述的調頻資源的動態監測方法，其特征在于，步驟s1進一步包括：
4.根據權利要求3所述的調頻資源的動態監測方法，其特征在于，步驟s2進一步包括：
【專利技術屬性】
技術研發人員：姜志宇，袁寶義，龔謙，王婭，王振杰，王旭，譚發明，王曉帆，邵文，董浩，陳思遠，宋魏鑫，臧萬萬，王先恒，程林，
申請(專利權)人：中國能源建設集團國際工程有限公司，
類型：發明
國別省市：
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