(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111676291.2 (22)申请日 2021.12.31 (71)申请人 云南电网有限责任公司 地址 650073 云南省昆明市拓东路73号 (72)发明人 吴琛　辛焕海　张雯欣　黄伟　 高晖胜　程旻　谢一工　张丹　 曾丕江　黄润　刘旭斐　 (74)专利代理 机构 昆明正原 专利商标代理有限 公司 53100 专利代理师 于洪　金耀生 (51)Int.Cl. H02J 3/38(2006.01) H02J 3/24(2006.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种计及频率二次跌落的系统频率特征量 化评估方法 (57)摘要 本发明涉及一种计及频率二次跌落的系统 频率特征量化评估方法， 属于电力系统调频技术 领域。 该方法首先在包含发电设备的多机电力系 统中， 考虑功率扰动 ΔPL(s)下， 系统总体频率响 应特性及 各发电设备功率响应ΔPe(s)与各发电 设备的频率 ‑有功传递函数G(s)之间的关系； 所 述的系统总体频率响应特性采用频率共模分量 Δω(s)表示； 通过迭代算法， 针对频率共模分 量， 采用微 分‑比例‑一阶滞后结构近似 各发电设 备扰动下功率响应， 并获得调频能力量化参数； 利用获得的调频能力量化参数计算频率特征量 化指标， 并与系统允许的频率特征临界值做比 较， 进行频率特征评估。 本发明通过对频率特征 评估， 从而确定系统频率最低点、 系统频率平均 变化率是否满足系统调频要求， 从而实现调频。 权利要求书4页 说明书12页 附图3页 CN 114498734 A 2022.05.13 CN 114498734 A 1.一种计及频率 二次跌落的系统频率特 征量化评估方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤(1)， 在包含发电设备的多机电力系统中， 考虑功率扰动ΔPL(s)下， 系统总 体频率 响应特性及各发电设备功率响应ΔPe(s)与各发电设备的频率 ‑有功传递函数G(s)之间的 关系； 所述的系统总体频率响应特性采用频率共 模分量Δ ω(s)表示； 步骤(2)， 通过迭代算法， 针对频率共模分量， 采用微分 ‑比例‑一阶滞后结构近似各发 电设备扰动下功 率响应， 并获得有效惯量、 有效阻尼系数、 有效静态调差系数及系统调差时 间常数四个调频能力量 化参数； 步骤(3)， 利用步骤(2)获得的调频能力量 化参数计算频率特 征量化指标； 步骤(4)， 将步骤(3)获得的频率特征量化指标， 与系统允许的频率特征临界值做比较， 进行频率特征评估。 2.根据权利要求1所述的计及频率二次跌落的系统频率特征量化评估方法， 其特征在 于， 发电设备包括同步机、 风电机组。 3.根据权利要求1所述的计及频率二次跌落的系统频率特征量化评估方法， 其特征在 于， 步骤(1)的具体方法为： 多机电力系统一共有n台可参与调频发电设备； Gi(s)为第i台发电设备频率 ‑功率传递 函数i∈{1,2, …,n}； ΔPei(s)为第i台发电设备发出的有功功率； 功率扰动为ΔPL(s)， ΔPL (s)＝‑ΔPL/s， s表示拉普拉斯 算子， ΔPL表示扰动大小； 系统频率共 模分量Δ ω(s)与功率扰动ΔPL(s)关系如下： 4.根据权利要求3所述的计及频率二 次跌落的系统频率特征评估方法， 其特征在于， 步 骤(2)的具体方法为： 微分‑比例‑一阶滞后结构表达式为： 式中， Ju， Du及Ku分别表示为有效惯量、 有效阻尼系数及有效静态调 差系数， T0为系统调 差时间常数； 将各设备近似为微分 ‑比例‑一阶滞后结构参数为参数优化问题， 采用以下迭代算法获 得有效惯量、 有效阻尼系 数、 有效静态调差系 数及系统调差时间常数四个调 频能力量化参 数： 2.1)设置各台发电设备微分 ‑比例‑一阶滞后结构的惯量参数、 阻尼参数、 静态调差参 数及调差时间参数的初 值， 进而得到各设备初始微分 ‑比例‑一阶滞后结构 及系统初始 微分‑比例‑一阶滞后结构 权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114498734 A 2其中， 及 分别表示各发电设备微分 ‑比例‑一阶滞后的惯量参数、 阻尼 参数、 静态调差参数的初值， 表示为系统调差时间参数的初值； 分别表 示系统的初始 惯量参数、 阻尼参数、 静态调差参数， 满足 Si表示为各发电设备额定容 量； 2.2)令内循环变量r＝1； 外循环变量j＝1； 2.3)在第r次迭代时， 按照以下公式获得 频率轨迹Δω'(r‑1)(s)； 其中， 表示发电机在第r ‑1次迭代时系统微分 ‑比例‑一阶滞后结构； Δω ′(r‑1)(s) 表示第r‑1次迭代的频率共 模分量对应的频率轨 迹； 2.4)建立如下参数优化问题： 其中， t0、 tf分别为选择时间段的初始时刻与终端时刻， t0＝0为扰动初始时刻； ΔPi(s) 为由各发电设备的频率 ‑有功功率传递函数Gi(s)计算出的功率轨迹， ΔPi′(s)为各发电设 备微分‑比例‑一阶滞后结构 计算出的功率轨迹； 功率轨迹ΔPi(s)经拉氏反变换得 到ΔPi(t)， 功率轨 迹ΔP'i(s)经拉氏反变换 得到ΔPi′(t)； 通过最小二乘法求 解优化问题， 求 解获得参数 和 2.5)令r＝r+1， 循环进行步骤2.2)～步骤2.4)， 直到参数收敛， 记下所得等值参数； 所 述的等值参数为 2.6)退出内循环进入外循环， 令 2.7)令j＝j+1， 循环进行步骤2.2)～2.7)， 直到出现最优值， 得到统一结构等值参数 所述的统一结构为 微分‑比例‑一阶滞后结构。 5.根据权利要求4所述的计及频率二次跌落的系统频率特征评估方法， 其特征在于， tf 设为4tnadir， tnadir为频率轨 迹达到最低点的时刻； ΔT取值范围 ‑0.5～0.5 。 6.根据权利要求4所述的计及频率二 次跌落的系统频率特征评估方法， 其特征在于， 步 骤(3)的具体方法为： 近似频率时域 解析式为：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114498734 A 3