恭喜东南大学;国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司;中国电力科学研究院有限公司曹武获国家专利权
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龙图腾网恭喜东南大学;国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司;中国电力科学研究院有限公司申请的专利一种含光伏发电的电力系统频率响应模型建立方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114530890B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-02-18发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210371879.5,技术领域涉及:H02J3/38;该发明授权一种含光伏发电的电力系统频率响应模型建立方法是由曹武;胡志杨;阎怀东;柏晶晶;胥峥;陈宁;姜达军;钱敏慧设计研发完成,并于2022-04-11向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种含光伏发电的电力系统频率响应模型建立方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种含光伏发电的电力系统频率响应模型建立方法,包括如下步骤:S1、建立常规机组原动机‑调速器的模型;S2、建立光伏发电参与频率控制的模型;S3、根据S1和S2中模型,建立含光伏发电的电力系统改进SFR模型;S4、对S3模型框架中的参数进行估计,其中部分参数由各机组信息直接加权计算求得,其余参数根据约束条件通过辨识获得;S5、将S4中求得参数代入S3模型中,通过感知电力系统扰动事件对系统发生扰动后频率进行预测。采用该方法建立的模型可以对系统频率响应进行预测,精确掌握系统发生扰动后可能存在的最大频率偏差、频率最低点时间、稳态频率偏差等信息。
本发明授权一种含光伏发电的电力系统频率响应模型建立方法在权利要求书中公布了:1.一种含光伏发电的电力系统频率响应模型建立方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:建立常规机组原动机-调速器的模型,常规机组类型为再热式汽轮机组,其原动机-调速器改进模型由一次调频死区,调差系数RH,等效调速器时间常数TG,再热时间常数TRH,高压缸做功比例FHP组成;当系统发生功率扰动且频率变化超过汽轮机一次调频死区时,汽轮机调速器动作引起的功率变化如式1所示: 式中,Δf为系统频率偏差,s为拉普拉斯算子,dH为汽轮机组一次调频死区,KH为参与一次调频火电机组在系统中出力的占比;S2:建立光伏发电参与频率控制的模型;部分光伏机组通过功能改造向电网提供频率支撑,其频率控制框架由一次调频死区与调差系数RR组成;当系统发生功率扰动且频率变化超过光伏发电机组一次调频死区时,调速器动作引起的功率变化如式2所示: 式中,dR为光伏发电一次调频死区,KR为参与一次调频光伏发电机组在系统中出力的占比;S3:根据S1和S2中模型,建立含光伏发电的电力系统改进SFR模型;当系统发生功率为△Pd扰动后,系统频率响应如公式3所示: 式中,H为系统的等效惯性常数,D为系统中负荷等效阻尼系数;S4:对S3模型框架中的参数进行估计,其中部分参数由各机组信息直接加权计算求得,其余参数根据S4分析得出的约束条件通过辨识获得;S5:将S4中求得参数代入S3模型中,通过感知电力系统扰动事件对系统发生扰动后频率进行预测;S4具体包括以下步骤:在S3模型中共有11个参数,即H、D、dH、dR、KH、KR、RH、RR、FHP、TRH、TG,其中dH、dR根据经验值给定,火电机组一次调频死区为0.033Hz、光伏发电调频死区为0.05Hz;KH、KR分别为参与一次调频火电、光伏的总装机容量与系统总装机容量比值; 式中,SHi、SRj分别为系统中各火电、光伏机组装机容量,m、n分别为火电、光伏机组数目,k、l分别为参与一次调频的火电、光伏机组数目,其中k≤m,l≤n;H为系统等效惯性常数,目前对电网呈现弱惯性及无惯性,可认为光伏机组的惯性时间常数为0,因此系统等效惯性时间常数计算公式为 式中,HHi为第i台火电机组的惯性常数;FHP、TRH、RH根据参与调频的各火电机组对应系数信息通过加权求得,即 式中:KHi为第i台火电机组的装机容量与与系统总装机容量比值,RHi为第i台火电机组的调差系数、FHPi为第i台火电机组的再热时间常数、FHPi为第i台火电机组的高压缸做功比例;通过辨识对负荷等效阻尼系数D、光伏发电的调差系数RR以及等效调速器时间常数TG进行获取;根据式3,当t→∞时,可求得系统稳态频率偏差为: 根据式12可知D、RR间存在等式约束,在辨识D后可以直接求出RR; 式中,E为误差函数,fSFR为等效模型输出频率,fact为实际系统测量频率,θ=[D,TG]T为自变量;根据式13以等效模型输出频率fSFR与实际系统测量频率fact之间误差平方和的算数平方根为误差函数,以误差函数最小为目标函数采用粒子群算法对D、TG进行辨识。
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