[发明专利]基于能量变化评估紧急控制措施改善暂态频率安全贡献度的方法

说明书

本发明公开了基于能量变化评估紧急控制措施改善暂态频率安全性贡献度的方法，属于电力系统运行控制技术领域。本发明基于机电暂态时域仿真，结合频率安全二元表，对紧急控制措施改善暂态频率安全性的情况进行分析与分类，得到紧急控制措施影响暂态频率安全特性的典型时段，继而通过对这些时段分析计算控制对象输出功率的累积能量，计及不同时段的重要性差异，得到单项控制措施针对单个频率安全二元表约束改善暂态频率安全性的贡献，进一步得到紧急控制措施改善暂态频率安全性的综合贡献，最后分析计算各项控制措施的相对贡献度。本发明对于合理评估紧急控制措施改善安全稳定性的效益，从而协调紧急控制影响电网安全稳定具有重要意义。

技术领域

本发明属于电力系统运行控制技术领域，具体来说，本发明涉及一种基于能量变化评估紧急控制措施改善暂态频率安全贡献度的方法。

背景技术

频率特性既关系到电网安全稳定运行，也是电能质量的重要指标之一。当今频率安全性受到更多关注，一方面，面对电源结构和电网结构变化的新态势，频率安全问题面临更为严峻的挑战，新能源发电占比的增加使频率的灵活调控更为困难，特/超高压直流跨区域输电规模的扩大使频率安全问题的严重程度更为恶化；另一方面，某些用电设备对包括频率特性在内的供电质量提出了更严格的要求。

通常对暂态频率安全性的要求可由基于给定频率偏移门槛值f_cr和偏出此给定值的频率异常持续时间构成的t_cr二元表来描述(f_cr，t_cr)，当且仅当频率偏出(低频安全评估时为低于，高频安全评估时为高于)f_cr的持续时间超过t_cr判为暂态频率不满足安全要求，必要时可用多个二元表进行评估。系统受到大功率缺额或盈余的扰动后，需要依靠紧急控制措施才能避免频率安全事故的发生。常见的频率安全紧急控制措施有：送端电网的高频切机，以及受端电网直流紧急功率提升、抽蓄切泵、安控紧急切负荷和低频切负荷。随着电网特性的变化和新技术的发展，出现了一些新的频率紧急控制措施与控制手段，例如负荷紧急调节、发电出力快速升降和储能技术的应用。

有关紧急控制措施的研究，大多集中于紧急控制决策方法，优化紧急控制策略，已有研究成果对改善安全稳定性，提高安全稳定紧急控制的性价比，降低控制代价，发挥了极为重要的作用。电网运营企业与电网安全稳定控制对象隶属不同利益主体，按市场化管理，采用紧急控制措施时，电网运营企业应给予被控对象经济补偿，从被控对象来看，会按其受到的影响，评估经济补偿的合理性；从电网运营企业来看，如果能以紧急控制措施对改善安全稳定性的贡献作为收益，评估其付出的经济合理性，则可实现投入产出的效益优化。因此，评估紧急控制措施对改善安全稳定性的贡献，对于协调电网运行的安全稳定性和经济性具有重要意义。

目前有关紧急控制措施对改善频率安全性贡献的评估，还缺乏深入、系统性的方法，仅能实现对单一类型控制措施的评估。安全稳定紧急控制措施呈现新特点，控制对象的类型在不断增加，离散型控制与连续调节型控制并存，现有技术不能满足新形势下紧急控制措施对改善频率安全性贡献评估的要求。

改善频率安全性的实质是减少不平衡功率累积能量，紧急控制措施对改善暂态频率安全性的贡献情况在于控制对象在特定时段内输出功率的累积能量特性。基于能量变化，考虑多个频率安全约束，适应安全稳定紧急控制技术新特点的要求，研究提出紧急控制措施对改善暂态频率安全性的贡献，对于合理评估紧急控制措施改善安全稳定性的效益，继而科学协调电网运行的安全稳定性和经济性，都具有重要意义。

发明内容