[发明专利]考虑风电参与一次调频的动态潮流分析方法

说明书

本发明公开了一种考虑风电参与一次调频的动态潮流分析方法，该方法包括：首先进行扰动前的常规潮流计算，并计算不平衡功率；然后建立系统功率—频率微分方程，采用欧拉法进行频率计算，得到一定步长后的频率变化值；接着修正常规发电机组、变速风电机组的输出功率和负荷功率；最后进行常规潮流计算，修正网损，得到频率变化后系统的确定性潮流分布。本发明能够有效地计算出风电参与一次调频后的电力系统动态潮流。

技术领域

本发明属于电力系统及其自动化领域，特别是一种考虑风电参与一次调频的动态潮流分析方法。

背景技术

在目前能源短缺和环境恶化的大背景下，风力发电以其技术成熟、成本较低和大规模开发利用的优势成为新能源发展最快、最具有竞争力的发电技术。但受气候条件的制约，风力发电出力具有间歇性和随机性的特点，风电的接入将加剧电力系统的功率不平衡性；此外，现有风电机组主流机型为变速恒频的双馈型风机和直驱型风机，在常规风电机组控制方式下，由于双馈型风机和直驱型风机本身的特殊结构，其对接入的电力系统的惯性几乎没有贡献，大规模风电的接入将使得系统整体惯性和频率调节能力减弱，使得系统在扰动下的频率变化率增加、频率最低点降低和稳态频率偏差增加，从而发生频率稳定性问题更为频繁。由此，风电越来越被认为应该具备参与电力系统频率调节、有功控制等辅助服务能力。

目前，风电参与电网调频的相关研究更多关注风电机组本身的调频控制技术，包括惯性响应、一次调频和二次调频控制技术，而对含风电调频电力系统的频率特性与动态过程的研究不多而且都没有考虑网损对系统不平衡功率的影响。电力系统动态潮流是在常规潮流基础上考虑发电机和负荷频率特性的潮流。与常规潮流不同，动态潮流考虑系统不平衡功率由所有具有调节能力的发电机和负荷共同承担，计算结果更符合系统实际情况。考虑发电机组调速系统动态过程的动态潮流，主要模拟电力系统出现扰动后的一次调频过程，能得到一次调频过程中电网频率的动态变化，及达到新的稳态运行点时的确定性潮流分布。

发明内容

本发明的目的在于提供一种考虑风电参与一次调频的动态潮流分析方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种考虑风电参与一次调频的动态潮流分析方法，包括以下步骤：

步骤1、进行扰动前的潮流计算，并计算不平衡功率；

步骤2、建立系统功率—频率微分方程，采用欧拉法进行频率计算，得到频率变化值；

步骤3、修正常规发电机组、变速风电机组的输出功率和负荷功率；

步骤4、进行潮流计算，修正网损，得到频率变化后系统的确定性潮流分布。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)本发明能够有效地计算出风电参与一次调频后系统的确定性潮流分布，对动态潮流的分析具有指导意义；(2)本发明针对系统功率—频率微分方程，合理分配、修正常规发电机组、变速风电机组和负荷的功率，全面考虑风电参与一次调频的动态潮流分析方法，有效地计算出频率变化后系统的确定性潮流分布。

附图说明

图1为本发明考虑风电参与一次调频的动态潮流分析方法的流程图。

图2为本发明方法中系统频率变化图。

具体实施方式

本发明考虑风电参与一次调频的动态潮流分析方法，该方法考虑了系统功率—频率微分方程，解决了传统潮流断面计算无法运用于实际动态潮流计算的问题。首先构建了变速风电机组一次调频模型，并提出不平衡功率分段分配方法，最后采用欧拉法进行动态潮流的频率计算，得到含风电一次调频电力系统在扰动下的系统频率连续变化过程及达到新的稳态运行点的确定性潮流分布。

结合图1，本发明的一种考虑风电参与一次调频的动态潮流分析方法，具体步骤如下：