基于轨迹灵敏度的受端电网动态频率安全量化评估方法与流程

技术特征：

1.一种基于轨迹灵敏度的特高压受端电网动态频率安全量化评估方法，其特征在于：所述的基于轨迹灵敏度的特高压受端电网动态频率安全量化评估方法包括按顺序执行的下列步骤：

步骤1)利用传统频率响应模型对待评估的受端电网动态频率特性进行分析，并求出动态频率偏差最大值所对应的时间t_max；

步骤2)在扰动功率P_d已知的情况下，以中心差分形式的参数摄动法计算上述SFR模型中惯性时间常数H、调差系数R、阻尼系数D、再热时间常数T_R的轨迹灵敏度，并分析比较上述四项参数对受端电网动态频率响应的影响；

步骤3)选取上述对轨迹灵敏度影响较大的惯性时间常数H、调差系数R作为待辨识的参数，利用非线性最小二乘法求解这两参数的校正模型而对其进行校正，由此得到校正后的参数值；

步骤4)在[0 t_max]区间内，将受端电网的动态频率与时间以积分的形式相结合而得到受端电网动态频率累积偏移量S，并建立起受端电网动态频率量化评估指标η；

步骤5)利用上述动态频率量化评估指标η对受端电网进行安全量化评估。

2.根据权利要求1所述的基于轨迹灵敏度的特高压受端电网动态频率安全量化评估方法，其特征在于：在步骤2)中，所述的轨迹灵敏度计算公式为：

$\left\{\begin{array}{c}\frac{\∂{\mathrm{\Δf}}_H\left(t\right)}{\∂H}=\frac{f_{(H+\mathrm{\ϵ})}\left(t\right)-f_{(H-\mathrm{\ϵ})}\left(t\right)}{2\mathrm{\ϵ}}\\ \frac{\∂{\mathrm{\Δf}}_D\left(t\right)}{\∂D}=\frac{f_{(D+\mathrm{\ϵ})}\left(t\right)-f_{(D-\mathrm{\ϵ})}\left(t\right)}{2\mathrm{\ϵ}}\\ \frac{\∂{\mathrm{\Δf}}_R\left(t\right)}{\∂R}=\frac{f_{(R+\mathrm{\ϵ})}\left(t\right)-f_{(R-\mathrm{\ϵ})}\left(t\right)}{2\mathrm{\ϵ}}\\ \frac{\∂{\mathrm{\Δf}}_{T_R}\left(t\right)}{\∂T_R}=\frac{f_{(T_R+\mathrm{\ϵ})}\left(t\right)-f_{(T_R-\mathrm{\ϵ})}\left(t\right)}{2\mathrm{\ϵ}}\end{array}\right.$

式中H为惯性时间常数，R为调差系数，D为阻尼系数，T_R为再热时间常数；ε为步进长度，一般取0.001。

3.根据权利要求1所述的基于轨迹灵敏度的特高压受端电网动态频率安全量化评估方法，其特征在于：在步骤3)中，所述的校正模型的公式如下：

${\mathrm{\ϵ}}_{max}=\frac{1}{2}\underset{0}{\overset{t_{\max }}{\∫}}{\left(f\right(t)-f_S(t\left)\right)}^T\left(f\right(t)-f_S(t\left)\right)dt$

式中：f(t)和f_s(t)为全状态时域仿真惯量中心坐标系下的受端电网动态频率及SFR模型仿真值。

4.根据权利要求1所述的基于轨迹灵敏度的特高压受端电网动态频率安全量化评估方法，其特征在于：在步骤4)中，所述的在[0 t_max]区间内，将受端电网的动态频率与时间以积分的形式相结合而得到受端电网动态频率累积偏移量S，并建立起受端电网动态频率量化评估指标η的方法如下：

动态频率累积偏移量S的计算公式为：

$S=\underset{0}{\overset{t_{max}}{\∫}}\frac{RP}{DR+K_m}\[1+{\mathrm{\αe}}^{-{\mathrm{\ξ\ω}}_{r}t}sin({\mathrm{\ω}}_{r}t+j)\]dt$

设定受端电网给定动态频率偏移阈值为f_b，利用上述步骤3)中校正后的参数值即可计算出动态频率偏差最大值所对应的时间t_max，从而利用式(4)示出的转速偏差最大值Δω_max公式及受端电网给定动态频率偏移阈值f_b，计算得到受端电网动态频率偏差为阈值f_b时的扰动功率P_bStep，则可以进一步计算出动态频率最低值为f_b时的动态频率累积偏移量S_b；

其中转速偏差最大值Δω_max：

${\mathrm{\Δ\ω}}_{max}=\frac{{\mathrm{RP}}_{Step}}{DR+K_m}\[1+{\mathrm{\αe}}^{-{\mathrm{\ξ\ω}}_r{t}_{max}}sin({\mathrm{\ω}}_r{t}_{\max }+j)\]---\left(4\right)$

基于动态频率累积偏移量S，以动态频率最低值为f_b时的动态频率累积偏移量S_b为基准建立起动态频率量化评估指标η：

$\mathrm{\η}=1-\frac{S}{S_b}---\left(5\right).$

5.根据权利要求1所述的基于轨迹灵敏度的特高压受端电网动态频率安全量化评估方法，其特征在于：在步骤5)中，所述的利用上述动态频率量化评估指标η对受端电网进行安全量化评估的具体方法如下：

(1)当0<S≤S_b时，动态频率量化评估指标η∈[0 1]，此时，受端电网动态频率最低值大于受端电网给定动态频率偏移阈值f_b，说明受端电网动态频率处于安全状态，无需采取频率紧急控制措施，其值越接近0，表明受端电网动态频率最低值越接近受端电网给定动态频率偏移阈值f_b；

(2)当S>S_b时，动态频率量化评估指标η∈(-∞ 0]，此时，受端电网动态频率最低值小于受端电网给定动态频率偏移阈值f_b，说明受端电网动态频率已不能满足受端电网正常运行的要求，处于非安全状态，应根据需要采取相应的频率紧急控制措施，其值越小，表明受端电网动态频率偏离越严重，安全性越差。