計(jì)及頻率響應(yīng)時(shí)空相關(guān)性的新能源電力系統(tǒng)慣量估計(jì)方法

裴 銘，葉 林，羅雅迪，沙立成，張?jiān)亳Y，宋旭日

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院，北京市 100083；2.中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司，北京市 100192；3.國(guó)網(wǎng)北京市電力公司，北京市 100031；4.國(guó)網(wǎng)北京市電力公司電力科學(xué)研究院，北京市 100075）

0 引言

隨著風(fēng)電、光伏等大規(guī)模新能源的并網(wǎng)，電力系統(tǒng)呈現(xiàn)高比例新能源接入與高比例電力電子設(shè)備應(yīng)用的“雙高”特性。然而，采用電力電子接口并網(wǎng)的新能源為電力系統(tǒng)所提供的慣量，被稱為“虛擬慣量”［1］，無(wú)法像火電、水電等同步發(fā)電機(jī)組一樣為系統(tǒng)提供可靠的一次調(diào)頻支撐［2］。此外，功率擾動(dòng)下系統(tǒng)頻率變化率（rate of change of frequency，RoCoF）和頻率最低點(diǎn)顯著惡化，從而導(dǎo)致大規(guī)模停電等極端事故的發(fā)生［3-4］。為確保高比例新能源電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，有效的慣量估計(jì)成為預(yù)判電力系統(tǒng)頻率失穩(wěn)的重要手段［5］。

由于風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電的隨機(jī)性和時(shí)變性，新能源發(fā)電節(jié)點(diǎn)的慣性響應(yīng)過(guò)程具有不確定性，對(duì)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有關(guān)鍵性影響。因此，對(duì)新能源發(fā)電節(jié)點(diǎn)及新型電力系統(tǒng)的慣量進(jìn)行及時(shí)跟蹤計(jì)算十分有必要［6］。文獻(xiàn)［7］基于同步相量測(cè)量單元（phasor measurement unit，PMU），提出了利用擾動(dòng)后頻率測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算系統(tǒng)等效慣量的方法。文獻(xiàn)［8］基于定義的中心頻率平方偏差，提出了新能源電力系統(tǒng)等效慣量的計(jì)算方法。文獻(xiàn)［9］利用慣性常數(shù)-頻率狀態(tài)擺動(dòng)方程，對(duì)不同種類的新能源發(fā)電機(jī)組慣量進(jìn)行等效計(jì)算。綜上所述，利用頻率觀測(cè)值實(shí)時(shí)計(jì)算電力系統(tǒng)的慣量是可行的技術(shù)方案，可為電力系統(tǒng)慣量的實(shí)時(shí)估計(jì)提供數(shù)據(jù)支撐和理論基礎(chǔ)。……