基于机电扰动传播特性的电网惯量分布辨识方法

发布时间：2021-12-22 14:18

　　大规模新能源通过电力电子设备并入电网,影响电力系统的动态运行特性。惯量是反映电网抗频率扰动能力的重要特性指标。基于机电扰动传播特性建立数学模型,通过分析扰动传播速度与惯量之间的映射关系,提出了电网母线节点的惯量分布辨识方法,实现对电网不同节点的频率抗扰动能力的在线评估。基于惯量分布结果,进一步评估了新能源接入对电力系统惯量特性的影响。通过IEEE 39节点系统仿真验证了所提惯量分布辨识方法的有效性,分析了新能源接入对电网惯量分布的影响。 

【文章来源】：电力建设. 2020,41(08)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

IEEE 39节点系统母线频率波动图

惯量分布受各区域之间实际距离的影响。假定传输线路线型相同，单位阻抗大小为0.3Ω/km。将IEEE 39节点系统拓扑结构映射至x-y二维平面，如图2所示。根据传输线路的实际长度进行调整，在二维空间平面进行惯量空间分布的计算及可视化处理，最终获得IEEE 39节点系统的惯量评估结果，如图3所示(系统惯量单位为s)。从图3中可看出，IEEE 39节点系统电网惯量从左至右呈现逐渐减小的分布规律。在1 000 MV·A的基准下，母线1和9所在区域的惯量h位于3.0～4.5 s之间，为电网中抗干扰能力最强的区域;母线22和母线23所在的右侧区域惯量小于1.0 s，是电网稳定薄弱环节。

计算IEEE 39节点系统中发电机的惯性时间常数，结果如表1所示。对比表1与图2、3可看出，发电机等效惯量对电网惯量分布起到了决定性的作用，在系统基准容量下，相比于左侧发电机组G1和G10，右侧发电机组G5和G7的等值惯量较小，因此系统惯量分布也呈现左大右小的趋势。同时，电网整体惯量虽然由发电机等效惯量所决定，但其并非在空间上均匀分布，大惯量发电机接入点附近惯量高，抗频率扰动能力强;小惯量发电机对接入点附近惯量支撑功能较弱。由于惯量分布空间上的不均匀，相比于传统计算电网整体惯量的方法，对电网惯量空间分布进行辨识能够直观了解电网不同区域位置频率抗扰动特性。惯量分布这一指标也可用于评估不同类型电力系统部件(如发电机、新能源、储能装置等)接入对接入点位置频率抗扰能力的影响。

【参考文献】：
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本文编号：3546537