一种电力系统的低频振荡抑制方法与流程

本发明涉及一种电网新能源接入技术。

背景技术：

随着风电、光伏发电能新能源接入电网的规模日益增大，电网运行时的阻尼特性、惯量特性降低，影响到电网的运行稳定性；特别是，当电力系统的负荷波动时，小干扰稳定问题就凸现出来，小干扰稳定问题主要就是低频振荡，振荡频率0.2-2.5赫兹，将会损坏到同步发电机的转轴，严重时会导致同步发电机断轴，使得同步发电机退出运行。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决新能源接入电网时，影响到电网运行的稳定性问题，提出了一种电力系统的低频振荡抑制方法。

本发明所述的一种电力系统的低频振荡抑制方法，该抑制方法包括以下步骤：

步骤一、录入电力系统的基础数据；

步骤二、根据步骤一中录入的基础数据监控整个电力系统运行的振荡频率，得到多个电力系统分支的振荡频率；

步骤三、判断步骤二得到的多个电力系统分支的振荡频率是否属于低频振荡；如果属于低频振荡，则执行步骤四；否则，执行步骤二；

步骤四、对属于低频振荡的电力系统分支进行报警处理，然后同时执行步骤五以及步骤七；

步骤五、计算出电力系统分支上所有发电机的阻尼值与惯量值，然后执行步骤六；

步骤六、参照五级控制调整顺序对所有发电机的阻尼值与惯量值进行逐级调整；然后执行步骤八；

步骤七、计算出电力系统分支的稳定域极限值；该稳定域极限值包括阻尼下限值和惯量下限值；然后执行步骤八；

步骤八、判断步骤六中逐级调整后的阻尼值与惯量值是否同时达到步骤七中计算出的阻尼下限值和惯量下限值；如果是，则结束；否则，继续执行步骤六。

本发明的有益效果是针对电力系统的低频振荡进行很好的监测并抑制，提高了电网运行的稳定性，解决了电网由于新能源接入造成系统不稳定问题。

附图说明

图1为具体实施一所述的一种电力系统的低频振荡抑制方法流程图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种电力系统的低频振荡抑制方法，该抑制方法包括以下步骤：

步骤一、录入电力系统的基础数据；

步骤二、根据步骤一中录入的基础数据监控整个电力系统运行的振荡频率，得到多个电力系统分支的振荡频率；

步骤三、判断步骤二得到的多个电力系统分支的振荡频率是否属于低频振荡；如果属于低频振荡，则执行步骤四；否则，执行步骤二；

步骤四、对属于低频振荡的电力系统分支进行报警处理，然后同时执行步骤五以及步骤七；

步骤五、计算出电力系统分支上所有发电机的阻尼值与惯量值，然后执行步骤六；

步骤六、参照五级控制调整顺序对所有发电机的阻尼值与惯量值进行逐级调整；然后执行步骤八；

步骤七、计算出电力系统分支的稳定域极限值；该稳定域极限值包括阻尼下限值和惯量下限值；然后执行步骤八；

步骤八、判断步骤六中逐级调整后的阻尼值与惯量值是否同时达到步骤七中计算出的阻尼下限值和惯量下限值；如果是，则结束；否则，继续执行步骤六。

在本实施方式中，该抑制方法通过一种电力系统的低频振荡抑制装置实现，一种电力系统的低频振荡抑制装置包括基础数据模块、监测与报警模块、惯量与阻尼计算模块、稳定域对应模块和调整控制模块；

基础数据模块：此模块包括如下数据，电网结构、元件参数、同步发电机pss参数、同步发电机阻尼参数、同步发电机惯性时间常数、风力发电机阻尼参数、光伏发电机阻尼参数、风力发电机惯量参数、光伏发电机惯量参数等；

监测模块：与电网的warms(广域测量系统)相联，通过安装在每个发电厂和变电站的pmu(向量测量单元)可以监测到系统的频率，如果出现0.2～2.5赫兹的低频振荡，按照事先分割好的电力系统分支，提示该电力系统分支出现低频振荡，记录振荡频率，并告知机组发生振荡；

惯量与阻尼计算模块：在出现低频振荡的电力系统分支，计算所有的同步发电机、风力发电机、光伏发电的阻尼与惯量，同时计算配备有pss(电力系统稳定器)的阻尼；

稳定域对应模块：按照电压等级、行政区域或变电站将电力系统分支分成若干区域，在每个区域内根据现今运行方式计算稳定域，即保持系统稳定(不出现低频振荡)需要的pss阻尼值、发电机阻尼值、惯量值；

调整控制模块：对出现低频振荡报警的区域，进行计算与控制调整，5级控制顺序：pss阻尼控制，同步发电机阻尼控制，同步发电机惯量控制，风电(光伏)阻尼控制，风电(光伏)惯量控制；调整后的稳定计算。

具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种电力系统的低频振荡抑制方法进一步限定，在本实施方式中，所述步骤一中的基础数据包括电网结构、元件参数、同步发电机pss参数、同步发电机阻尼参数、同步发电机惯性时间常数、风力发电机阻尼参数、光伏发电机阻尼参数、风力发电机惯量参数和光伏发电机惯量参数。

具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种电力系统的低频振荡抑制方法进一步限定，在本实施方式中，所述步骤三中判断多个电力系统分支的振荡频率是否属于低频振荡的具体方法为：将多个电力系统分支的振荡频率分别与预设低频振荡频率范围进行对比，如果电力系统分支的振荡频率在预设低频振荡频率范围内的属于低频振荡，如果电力系统分支的振荡频率不在预设低频振荡频率范围内的不属于低频振荡。

具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种电力系统的低频振荡抑制方法进一步限定，在本实施方式中，所述预设低频振荡频率范围为0.2赫兹至2.5赫兹。

具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种电力系统的低频振荡抑制方法进一步限定，在本实施方式中，步骤六中的五级控制为：pss阻尼控制、同步发电机阻尼控制、同步发电机惯量控制、风电阻尼控制和风电惯量控制。

具体实施方式六：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种电力系统的低频振荡抑制方法进一步限定，在本实施方式中，计算出电力系统分支稳定域极限值的具体方法为：按照电压等级、行政区域或变电站等级将电力系统分支分成多个区域，并分别计算每个区域内需要的发电机阻尼值以及惯量值，对所有区域内需要发电机阻尼值以及惯量值进行求和。

技术特征：

1.一种电力系统的低频振荡抑制方法，其特征在于，该抑制方法包括以下步骤：

步骤一、录入电力系统的基础数据；

步骤二、根据步骤一中录入的基础数据监控整个电力系统运行的振荡频率，得到多个电力系统分支的振荡频率；

步骤三、判断步骤二得到的多个电力系统分支的振荡频率是否属于低频振荡；如果属于低频振荡，则执行步骤四；否则，执行步骤二；

步骤四、对属于低频振荡的电力系统分支进行报警处理，然后同时执行步骤五以及步骤七；

步骤五、计算出电力系统分支上所有发电机的阻尼值与惯量值，然后执行步骤六；

步骤六、参照五级控制调整顺序对所有发电机的阻尼值与惯量值进行逐级调整；然后执行步骤八；

步骤七、计算出电力系统分支的稳定域极限值；该稳定域极限值包括阻尼下限值和惯量下限值；然后执行步骤八；

步骤八、判断步骤六中逐级调整后的阻尼值与惯量值是否同时达到步骤七中计算出的阻尼下限值和惯量下限值；如果是，则结束；否则，继续执行步骤六。

2.根据权利要求1所述的一种电力系统的低频振荡抑制方法，其特征在于，所述步骤一中的基础数据包括电网结构、元件参数、同步发电机pss参数、同步发电机阻尼参数、同步发电机惯性时间常数、风力发电机阻尼参数、光伏发电机阻尼参数、风力发电机惯量参数和光伏发电机惯量参数。

3.根据权利要求1所述的一种电力系统的低频振荡抑制方法，其特征在于，所述步骤三中判断多个电力系统分支的振荡频率是否属于低频振荡的具体方法为：将多个电力系统分支的振荡频率分别与预设低频振荡频率范围进行对比，如果电力系统分支的振荡频率在预设低频振荡频率范围内的属于低频振荡，如果电力系统分支的振荡频率不在预设低频振荡频率范围内的不属于低频振荡。

4.根据权利要求3所述的一种电力系统的低频振荡抑制方法，其特征在于，所述预设低频振荡频率范围为0.2赫兹至2.5赫兹。

5.根据权利要求1所述的一种电力系统的低频振荡抑制方法，其特征在于，步骤六中的五级控制为：pss阻尼控制、同步发电机阻尼控制、同步发电机惯量控制、风电阻尼控制和风电惯量控制。

6.根据权利要求1所述的一种电力系统的低频振荡抑制方法，其特征在于，计算出电力系统分支稳定域极限值的具体方法为：按照电压等级、行政区域或变电站等级将电力系统分支分成多个区域，并分别计算每个区域内需要的发电机阻尼值以及惯量值，对所有区域内需要发电机阻尼值以及惯量值进行求和。

技术总结
一种电力系统的低频振荡抑制方法，涉及一种电网新能源接入技术，为了解决新能源接入电网时，影响到电网运行的稳定性问题。本发明通过录入电力系统的基础数据；监控整个电力系统运行的振荡频率，得到多个电力系统分支的振荡频率；判断多个电力系统分支的振荡频率是否属于低频振荡；如果属于低频振荡，则对属于低频振荡的电力系统分支进行报警处理，然后判断逐级调整后的阻尼值与惯量值是否同时达到计算出的阻尼下限值和惯量下限值；如果是，则结束；否则，继续进行逐级调整。有益效果提高了电网运行的稳定性。

技术研发人员：郝文波;颜庆宇
受保护的技术使用者：国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院;国家电网有限公司;国网黑龙江省电力有限公司
技术研发日：2020.10.21
技术公布日：2021.01.15