大擾動下缺額功率分配及頻率分布特性研究

荀道玉, 郝思鵬

(南京工程學(xué)院 電力工程學(xué)院,江蘇 南京 211167)

0 引 言

頻率穩(wěn)定是電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵指標(biāo)。目前,我國新能源發(fā)電裝機(jī)規(guī)模居世界第一,發(fā)電比例穩(wěn)步提高。截至2022年4月底,新能源發(fā)電裝機(jī)容量大幅增長,同比增長20.5%。隨著新能源滲透率提高,傳統(tǒng)火電機(jī)組占比不斷下降,電力系統(tǒng)慣量水平持續(xù)降低,頻率穩(wěn)定支持能力下降[1]。至2020年底,我國成功投運(yùn)“十四交十六直”30個特高壓工程,跨省跨區(qū)輸電能力達(dá)1.4億kWh時。特高壓交直流輸電提升了線路的傳輸容量,也提高了擾動的沖擊性。兩者相互疊加進(jìn)一步放大了電力系統(tǒng)頻率失穩(wěn)的風(fēng)險。

國內(nèi)外對頻率穩(wěn)定方面取得了一定的成果。單從慣量角度分析:文獻(xiàn)[2]以時間尺度為原則,從離線評估、在線估計以及趨勢預(yù)測三個方向來評估電力系統(tǒng)的整體慣量的時空分布特性;文獻(xiàn)[3]和文獻(xiàn)[4]創(chuàng)新提出節(jié)點(diǎn)慣量特性的概念,前者基于慣性時空特性進(jìn)行辨識電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)計算慣量大小,后者則從電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)角度分析系統(tǒng)的慣量分布特性,得出節(jié)點(diǎn)計算慣量的解析表達(dá)式,并研究區(qū)域間慣量的相互影響。綜合慣量與系統(tǒng)頻率的關(guān)系看:文獻(xiàn)[5]從不同系統(tǒng)出發(fā),探究新能源機(jī)組慣量特性以及慣量分布對頻率穩(wěn)定性的影響;文獻(xiàn)[6-12]針對多起停電事故這一現(xiàn)狀進(jìn)行分析,事故造成頻率大幅跌落,誘發(fā)一系列連鎖故障;文獻(xiàn)[13]側(cè)重于研究解決慣量水平下降引起系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)能力降低問題……