大規(guī)模新能源通過電力電子設(shè)備并入電網(wǎng),影響電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行特性。慣量是反映電網(wǎng)抗頻率擾動(dòng)能力的重要特性指標(biāo)。基于機(jī)電擾動(dòng)傳播特性建立數(shù)學(xué)模型,通過分析擾動(dòng)傳播速度與慣量之間的映射關(guān)系,提出了電網(wǎng)母線節(jié)點(diǎn)的慣量分布辨識(shí)方法,實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)不同節(jié)點(diǎn)的頻率抗擾動(dòng)能力的在線評(píng)估。基于慣量分布結(jié)果,進(jìn)一步評(píng)估了新能源接入對(duì)電力系統(tǒng)慣量特性的影響。通過IEEE 39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)仿真驗(yàn)證了所提慣量分布辨識(shí)方法的有效性,分析了新能源接入對(duì)電網(wǎng)慣量分布的影響。 

【文章來源】：電力建設(shè). 2020,41(08)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

IEEE 39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)母線頻率波動(dòng)圖

慣量分布受各區(qū)域之間實(shí)際距離的影響。假定傳輸線路線型相同，單位阻抗大小為0.3Ω/km。將IEEE 39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)映射至x-y二維平面，如圖2所示。根據(jù)傳輸線路的實(shí)際長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整，在二維空間平面進(jìn)行慣量空間分布的計(jì)算及可視化處理，最終獲得IEEE 39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的慣量評(píng)估結(jié)果，如圖3所示(系統(tǒng)慣量單位為s)。從圖3中可看出，IEEE 39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)電網(wǎng)慣量從左至右呈現(xiàn)逐漸減小的分布規(guī)律。在1 000 MV·A的基準(zhǔn)下，母線1和9所在區(qū)域的慣量h位于3.0～4.5 s之間，為電網(wǎng)中抗干擾能力最強(qiáng)的區(qū)域;母線22和母線23所在的右側(cè)區(qū)域慣量小于1.0 s，是電網(wǎng)穩(wěn)定薄弱環(huán)節(jié)。

計(jì)算IEEE 39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)的慣性時(shí)間常數(shù)，結(jié)果如表1所示。對(duì)比表1與圖2、3可看出，發(fā)電機(jī)等效慣量對(duì)電網(wǎng)慣量分布起到了決定性的作用，在系統(tǒng)基準(zhǔn)容量下，相比于左側(cè)發(fā)電機(jī)組G1和G10，右側(cè)發(fā)電機(jī)組G5和G7的等值慣量較小，因此系統(tǒng)慣量分布也呈現(xiàn)左大右小的趨勢(shì)。同時(shí)，電網(wǎng)整體慣量雖然由發(fā)電機(jī)等效慣量所決定，但其并非在空間上均勻分布，大慣量發(fā)電機(jī)接入點(diǎn)附近慣量高，抗頻率擾動(dòng)能力強(qiáng);小慣量發(fā)電機(jī)對(duì)接入點(diǎn)附近慣量支撐功能較弱。由于慣量分布空間上的不均勻，相比于傳統(tǒng)計(jì)算電網(wǎng)整體慣量的方法，對(duì)電網(wǎng)慣量空間分布進(jìn)行辨識(shí)能夠直觀了解電網(wǎng)不同區(qū)域位置頻率抗擾動(dòng)特性。慣量分布這一指標(biāo)也可用于評(píng)估不同類型電力系統(tǒng)部件(如發(fā)電機(jī)、新能源、儲(chǔ)能裝置等)接入對(duì)接入點(diǎn)位置頻率抗擾能力的影響。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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