基于小扰动频率量测数据的电网节点惯量分布评估方法

作     者：李勇 常樊睿 彭衍建 高酉松 周年光 禹海峰 LI Yong;CHANG Fanrui;PENG Yanjian;GAO Yousong;ZHOU Nianguang;YU Haifeng

作者机构：输变电新技术教育部工程研究中心(湖南大学)湖南省长沙市410082 云南电网有限责任公司电力调度控制中心云南省昆明市650011 国网湖南省电力有限公司经济技术研究院湖南省长沙市410004 

出 版 物：《电力系统自动化》 (Automation of Electric Power Systems)

年 卷 期：2024年第48卷第13期

页      面：50-59页

核心收录：

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：湖南创新型省份建设科技重大专项项目(2020GK1011) 国家自然科学基金资助项目(52207093) 中国博士后科学基金资助项目(2021TQ0100,2022M721083) 

主　　题：惯量评估 频率量测数据 小扰动 节点等效惯量 自适应拟合 

摘      要：惯量在电力系统抵抗扰动中起到关键作用。随着新能源渗透率的提升,电力系统中低惯量与惯量时空分布不均的特征日益凸显,准确评估电网节点惯量分布具有重要意义。为此,文中提出一种基于小扰动频率量测数据的节点惯量分布评估方法。首先,分析了频率与惯量的数学耦合机理,揭示了新型电力系统惯量分布特征。然后,根据单次小扰动下的频率量测数据与系统电源参数,分别提出了考虑各节点频率相较于系统中心频率变化水平偏差的节点等效惯量定义方法,以及基于自适应阶数多项式拟合的节点频率变化率计算方法,两层方法相结合即可计算出单次小扰动下的节点等效惯量。进一步,鉴于单次小扰动下求出的节点等效惯量具有一定的随机误差,提出考虑多次扰动事件评估结果的动态聚合策略,形成适用于新型电力系统的节点等效惯量分布评估方法。最后,分别以IEEE 39节点系统、中国某省级电网为例验证了所提方法的有效性。结果表明,所提方法所需数据量少,仅需各节点同步相量测量单元采集的频率量测数据即可实现对电网惯量分布的有效评估,评估结果准确性高且时效性强。