[发明专利]一种主动频率响应事件控制策略

说明书

本发明公开了一种主动频率响应事件控制策略，离线状态下依据被选定的频率稳定相关状态量对电力系统所有可能发生的运行状态进行聚类形成若干典型场景，对上述典型场景进行分析确定每类场景应采取的主动频率响应控制策略形成控制决策表，主动频率响应事件控制策略确定：将电网频率波动和演变过程分为两个阶段即频率下降阶段和频率恢复阶段；在频率下降阶段采用主动频率响应的事件控制方式，在频率恢复阶段采用被动频率响应的参量反馈控制方式进行电网频率控制。本申请所提出的控制策略既能在大扰动下频率下降阶段有效拦截频率下降，避免系统低频减载，在频率恢复阶段使系统尽快恢复稳定，避免系统在主动控制过程中发生频率振荡。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种主动频率响应事件控制策略。

背景技术

目前多种因素导致未来电网频率稳定形势较为严峻，而不断丰富的源网荷侧频率响应手段需要更好地协调，以充分发挥控制性能从而提升频率稳定水平。

频率稳定的本质是在扰动后秒至分钟级时间尺度的有功功率平衡，其发展过程和稳定与否取决于“攻防”两端的势力对比。“攻”对应于功率不平衡数量，“防”对应于故障前频率值、系统惯性和频率响应能力等三个主要因素。“攻”侧，特高压交直流输电线路的输送功率数量日渐提升，清洁高效的巨型火电和核电机组逐步代替了污染低效的小火电机组，单一元件故障所引起功率失衡数量大幅增加；相对较差的环境，加之直流线路积污速度快，导致特高压输电线路直流单极闭锁故障率较高。“防”侧，一方面，容量占比不断提升的可再生能源挤占了常规火电机组的发电空间，导致常规机组并网数量减少，从而造成系统惯性和频率响应能力的持续下降；进一步，系统惯性和频率响应能力的降低，使正常运行状态下频率偏差整体加大，导致故障前频率处于低位的概率大幅上升。

为保证整个电网运行安全和运行品质，频率响应被设置为跨区无偿相互支援的功能，是所有发电单元必备的输电辅助服务，其控制模式为依据本地频差的分散自主控制，虽然系统的频率响应能力是所有发电机组频率响应能力的综合，但各发电机组间频率响应的不同步，会降低频率响应的整体作用效果。大扰动下最受关注的是频率波动的最低点，因其决定低频减载的启动与否。从扰动发生到频率下降至最低点时间短暂，一般以秒计。频率响应的作用是在系统经受大功率扰动下频率快速下降时段迅速补充功率缺失，对频率下降实施有效拦截，在避免低频减载启动的同时，为后续缓慢调节手段的投入赢得时间。由于扰动后频率快速下降时间短暂，在此期间若能提高频率响应的执行速度，可极大地改变频率波动暂态过程，避免低频减载的发生。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种主动频率响应事件控制策略，其目的是提出一种在发生大功率缺失故障后，能够在现有频率响应设施下最大限度地提高频率响应最低点位置，避免系统低频减载，以确保电力系统安全稳定的控制策略。具体方案为：

包括以下步骤：

S1:离线状态下依据被选定的频率稳定相关状态量对电力系统所有可能发生的运行状态进行聚类形成若干典型场景，对上述典型场景进行分析确定每类场景应采取的主动频率响应控制策略形成控制决策表；

S2:主动频率响应事件控制策略确定：将电网频率波动和演变过程分为两个阶段即频率下降阶段和频率恢复阶段；在频率下降阶段采用主动频率响应的事件控制方式，在频率恢复阶段采用被动频率响应的参量反馈控制方式进行电网频率控制；

S3:在线应用中：将当前运行状态进行场景归属辨识确定其场景归属，依据当前状态与所属场景的偏差进行灵敏度分析：对归属场景的控制决策表进行修正，得到当前运行状态下的主动频率响应控制策略；

若当前运行状态下发生故障，则依据所得到的主动控制策略进行频率响应控制，若运行正常，则进行电力系统下一时刻运行方式的分析，重复上述过程完成电网频率的控制过程。

所述离线分析时具体方式为：