[发明专利]一种计及死区非线性的电力系统稳态频率预测方法

说明书

本发明公开了一种计及死区非线性的电力系统稳态频率预测方法，所述方法包括：A、获取相关模型参数：B、简化调速器原动机模型：C、计算计及死区非线性的调差系数：D、计算扰动后系统稳态频率：解决了现有的电力系统的稳态频率预测方法存在没有考虑调速器死区的作用，导致预测结果不准确的技术问题，实现了减小了稳态频率计算的误差，提高了稳态频率预测准确性的技术效果。

技术领域

本发明涉及电力系统仿真领域，具体地，涉及一种计及死区非线性的电力系统稳态频率预测方法。

背景技术

目前在电力系统的稳态频率预测方法中，往往忽略调速器死区的作用。调速器死区决定了发电机参与一次调频的程度，死区越小调速器对频率偏差的反应越快，能更快速调用发电机备用抑制频率下降。另一方面，为了避免频繁调节带来的机械磨损需要设置一定大小的死区。适当的死区设置有助于维持频率稳定并提供合理的调速器响应，电力系统的一次调频能力也随死区大小而不同。调速器死区对稳态频率也有重要影响，定量评估死区对稳态频率的影响是提高稳态频率预测准确性的有效方法。

综上所述，本申请发明人在实现本申请发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

在现有技术中，现有的电力系统的稳态频率预测方法存在没有考虑调速器死区的作用，导致预测结果不准确的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种计及死区非线性的电力系统稳态频率预测方法，解决了现有的电力系统的稳态频率预测方法存在没有考虑调速器死区的作用，导致预测结果不准确的技术问题，实现了减小了稳态频率计算的误差，提高了稳态频率预测准确性的技术效果。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种计及死区非线性的电力系统稳态频率预测方法，包括：

A、获取相关模型参数

输入电力系统模型，包括所有机组的发电机、调速器与原动机模型以及模型的参数，扰动功率Δp_L；

B、简化调速器-原动机模型

将每台机组的调速器-原动机模型简化为传递函数为的一阶模型，其中N_i(b_i,A,R_i)为包含调速器调差系数R_i、调速器死区b_i、以及扰动后系统惯性中心最大频率偏差A的函数；时间常数T_i通过最小二乘法拟合在确定阶跃输入下的原始调速器-原动机模型的响应曲线确定；

C、计算计及死区非线性的调差系数

基于经典的频率响应模型(SFR:System Frequency Response)，将SFR的闭环打开，将调速器的输入设置为随时间线性变化的频率偏差，所有调速器用B步中的简化模型替代，建立新的频率响应模型，根据新的频率响应模型迭代求解计及死区非线性的调差系数；建立如图1所示的频率响应模型。根据该模型迭代求解计及死区非线性的调差系数，该调差系数考虑了死区对稳态频率的影响。

经典的SFR模型是一个闭环系统，并且所有调速器等效为一台模型。本发明的模型首先将SFR模型的发电机转速偏差输出到调速器输入的连接断开，由此打开闭环系统。调速器的输入设置为作为所有调速器的输入，其中t是时间变量，H_eq是系统惯性中心的惯性大小，D是系统阻尼系数。每一台调速器简化为B步中的简化模型并由并联的方式连接到系统等值发电机上。

D、计算扰动后系统稳态频率

根据A步中获取的参数和扰动功率Δp_L，结合C步中获取的调差系数，利用频率稳定分析直接法求解系统惯性中心的稳态频率。