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基于状态空间模型与PEM迭代算法的电力系统惯量辨识

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电力系统保护与控制 2022年第18期50卷 123-130页

作者：徐波杨逸欣余万强陈雨楠李东东上海电力大学电气工程学院上海200090 国网四川省电力公司内江供电公司四川内江641400 华中科技大学电气与电子工程学院湖北武汉430074

惯量是保障电力系统频率安全稳定的重要参数之一,因此需对其进行精确的在线测量。针对当前采用的系统辨识方法测量精度不高的问题,研究系统辨识中算法模型的选择对测量结果的影响。首先,分析比较现有的传递函数模型、自回归滑动平均模... 详细信息

惯量是保障电力系统频率安全稳定的重要参数之一,因此需对其进行精确的在线测量。针对当前采用的系统辨识方法测量精度不高的问题,研究系统辨识中算法模型的选择对测量结果的影响。首先,分析比较现有的传递函数模型、自回归滑动平均模型以及子空间辨识模型进行惯量辨识的测量原理。其次,从惯量响应初期阶段数据匹配的角度,提出基于PEM迭代算法的状态空间估计模型。最后,搭建10机39节点电力仿真系统,验证了所提辨识模型的正确性。并在不同功率扰动程度以及不同采样时间窗口下,分析4种辨识模型的适用性,为确定系统最优辨识模型提供参考依据。

关键词：电力系统惯量系统辨识在线测量迭代算法

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考虑风电不确定性的电力系统惯量评估方法

电工电能新技术 2023年第1期42卷 89-96页

作者：张磊熊致知叶婧程龙三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 国网湖北省电力有限公司十堰供电公司湖北十堰442012

准确评估电力系统惯量是保障高比例新能源接入后系统安全稳定运行的基础。由于新能源出力具有不确定性,其虚拟惯量响应能力难以量化评估。据此,本文提出一种考虑风电不确定性的电力系统惯量评估方法。首先分析新型电力系统惯量特性,明... 详细信息

准确评估电力系统惯量是保障高比例新能源接入后系统安全稳定运行的基础。由于新能源出力具有不确定性,其虚拟惯量响应能力难以量化评估。据此,本文提出一种考虑风电不确定性的电力系统惯量评估方法。首先分析新型电力系统惯量特性,明确系统惯量与频率、功率波动量之间的数学关系;构建考虑新能源不确定性的系统辨识模型,采用鲁棒最小二乘法求解待辨识系统惯量参数;最后通过含风电场的四机两区系统仿真验证了本文方法连续实时评估的有效性及准确性,具有较强的工程适用性。

关键词：电力系统惯量系统辨识不确定性连续评估

基于系统辨识的电力系统惯量在线评估改进方法

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电力系统保护与控制 2021年第18期49卷 62-69页

作者：徐波章林炜俞向栋边晓燕李东东上海电力大学电气工程学院上海200090

虽然基于系统辨识的惯量在线评估方法可以在线评估电力系统惯量,但是目前无法确定最佳的模型阶次,导致误差较大。为提升惯量在线评估的准确性,首先对电力系统正常运行条件下的实测数据进行信号预处理,防止噪声信息造成的过拟合现象,以... 详细信息

虽然基于系统辨识的惯量在线评估方法可以在线评估电力系统惯量,但是目前无法确定最佳的模型阶次,导致误差较大。为提升惯量在线评估的准确性,首先对电力系统正常运行条件下的实测数据进行信号预处理,防止噪声信息造成的过拟合现象,以提高抗噪声扰动能力。其次将发电机的有功功率变化量作为输入,频率波动作为输出,利用AIC准则确定系统辨识模型阶次,使用系统辨识方法建立合适的动态模型。然后利用辨识模型的阶跃响应计算系统惯量,避免惯量在线评估过程中对模型降阶引起的误差。最后,在Matlab/Simulink软件中搭建仿真系统,验证了所提方法的有效性和准确性。

关键词：电力系统惯量在线评估系统辨识模型阶次阶跃响应

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计及储能的低惯量电力系统频率特性分析

中国电机工程学报 2023年第3期43卷 904-913页

作者：赵强张玉琼陈紫薇高甲蒙中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

双碳目标下,电源结构清洁低碳转型将成为我国未来电力系统必然发展趋势,随着风光资源大规模开发利用,新能源发电装机比例持续快速增长,系统逐步呈现“低惯量”特征,频率安全稳定面临挑战。该文首先阐述系统惯量的重要量化表征指标之一... 详细信息

双碳目标下,电源结构清洁低碳转型将成为我国未来电力系统必然发展趋势,随着风光资源大规模开发利用,新能源发电装机比例持续快速增长,系统逐步呈现“低惯量”特征,频率安全稳定面临挑战。该文首先阐述系统惯量的重要量化表征指标之一——惯性时间常数的物理意义。基于电源装机结构,分析我国电力系统惯性时间常数的演化趋势。基于经典频率响应模型,给出计及储能的电力系统频率响应模型,借助传递函数推导开展频率稳态及动态特性分析,并给出功率缺额扰动下系统频率输出表达式;在此基础上,围绕频率跌落最低点,剖析储能及系统惯性时间常数对于抑制低惯量电力系统频率下降风险的作用规律,并结合时域仿真开展不同惯量水平下场景仿真论证。研究表明,储能通过直接减小系统不平衡功率,可快速有效抑制频率变化,且惯性时间常数越小的系统,效果越为显著。

关键词：电力系统惯量惯性时间常数储能频率特性

快速频率响应负荷参与惯量辅助服务能力评估及应用

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电力系统自动化 2024年第16期48卷 99-108页

作者：缪蔡然江叶峰施琳樊陈姚建国王琦东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 国网江苏省电力有限公司江苏省南京市210024 中国电力科学研究院有限公司(南京) 江苏省南京市210003

新能源比重的不断增加导致电力系统惯量水平降低。为防止低惯量系统故障后频率快速跌落,亟须挖掘新型惯量响应资源。快速频率响应负荷(FFRL)可以根据电网故障后频率变化率灵活调节负荷水平以提供紧急支撑。文中基于FFRL参与的电力系统... 详细信息

新能源比重的不断增加导致电力系统惯量水平降低。为防止低惯量系统故障后频率快速跌落,亟须挖掘新型惯量响应资源。快速频率响应负荷(FFRL)可以根据电网故障后频率变化率灵活调节负荷水平以提供紧急支撑。文中基于FFRL参与的电力系统频率响应模型给出了FFRL惯量支撑效果评估方法,并结合不同市场主体的惯量服务补偿机制建立了FFRL参与惯量辅助服务优化模型。算例结果验证了所提FFRL惯量支撑效果评估方法的准确性与FFRL参与惯量辅助服务对系统运行经济性与系统频率安全稳定的提升效果。相比于传统火电机组,FFRL可以凭借更少的响应容量提供更多的惯量响应,并根据其响应策略与控制方式进行灵活变换,从而更精准地响应电网对自身惯量水平的要求。

关键词：新能源快速频率响应负荷电力系统惯量惯量支撑辅助服务

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基于多时间尺度调节的构网型储能电站定容选址优化配置

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电力系统自动化 2024年

作者：杨天鑫黄云辉何珍玉王栋唐金锐谢长君水路交通控制全国重点实验室(武汉理工大学) 武汉理工大学自动化学院

文中提出了一种基于多时间尺度调节的构网型储能电站定容选址优化配置方法。首先，为了描绘净负荷的波动性与不确定性，分别提出了改进迭代自组织聚类和与高斯混合模型结合的多时间尺度场景集生成方法。在此基础上，建立了多场景与多时... 详细信息

文中提出了一种基于多时间尺度调节的构网型储能电站定容选址优化配置方法。首先，为了描绘净负荷的波动性与不确定性，分别提出了改进迭代自组织聚类和与高斯混合模型结合的多时间尺度场景集生成方法。在此基础上，建立了多场景与多时间尺度的联合优化运行模型，以处理净负荷的波动性与不确定性，并对储能容量进行优化配置。然后，分析惯性常数、储能电池循环寿命与其备用容量之间的关系，提出了一种可提升电力系统惯量与储能电池循环寿命的多目标构网型储能电站选址与容量优化方法。最后，基于中国中部某地区实际系统算例进行分析，结果表明该方法能准确配置在满足至少90%场景下面向多时间尺度调节需求的储能最优容量，同时，利用多目标模型对储能选址与容量校正后，系统惯量分布指标与储能电池的循环寿命分别提升了28.9%和27.2%。

关键词：储能系统配置多时间尺度电力系统惯量高比例新能源系统源荷不确定性构网型控制