CN110994589A - 电力电子接入电力***调频能力在线评价方法及*** - Google Patents

电力电子接入电力***调频能力在线评价方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电力电子接入电力***调频能力在线评价方法及***，基于电力***当前运行方式***调频能力特征量采用***单机等值模型参数预测模型获得当前运行方式***单机等值模型预测参数，通过预测参数预测得到频率安全预想故障下***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率，通过预测得到的***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率进行电力电子接入电网***调频能力在线评价，得到***调频能力在线评价结果；不需要每次进行仿真计算，速度快，定期更新模型，准确率高。

Description

电力电子接入电力***调频能力在线评价方法及***
技术领域
本发明属于电力***自动化技术领域，具体涉及一种电力电子接入电力***调频能力在线评价方法及***。
背景技术
通常电力***调频指标包括最大频率偏差、稳态频率偏差和一次调频调整速度等。由于在较慢的时间尺度上多机同步***阻尼较为均匀，虽然各发电机内电势频率动态不可能完全一致，但采用单机等值模型分析同步***的频率稳态值和动态过程是可以接受的，认为任意节点和机组将具有完全相同的频率动态过程。单机等值模型的关键参数包括等值发电机组惯量、调速器调差系数和等效时间常数、总阻尼系数(其中包括负荷的单位调节功率系数)，通过求解***功率-频率变化的运动方程可以获得***调频指标。
高比例电力电子接口接入电网后，电力电子接口电源可以通过设计控制器使其呈现虚拟惯性、虚拟阻尼，电力电子接口电源的定制类型、参数存在很大差异，且低能量密度、海量机组的聚合性差，虚拟参数的分散性使得均匀阻尼假设难以满足，***的频率动态将呈现多时间尺度复杂的动态过程。此外，风电和光伏机组出力变化频繁，***的调频特性呈现出强时变性。
对电力***当前运行方式进行频率安全预想故障的仿真计算，可以得到***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率，根据这些参数即可判断出***调频能力，但***仿真计算耗时较长，难以实现在线实时评价调频能力，因此需要提出一种针对实时运行方式进行高比例电力电子接入电力***调频能力在线评价的方法。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种电力电子接入电力***调频能力在线评价方法及***，可以适应高比例电力电子接入电网后多时间尺度复杂的***频率动态过程，计算速度快和准确性高。
为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：一种电力电子接入电力***调频能力在线评价方法，包括如下步骤：
基于电力***当前运行方式***调频能力特征量采用***单机等值模型参数预测模型获得当前运行方式***单机等值模型预测参数，通过预测参数预测得到频率安全预想故障下***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率，通过预测得到的***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率进行电力电子接入电网***调频能力在线评价，得到***调频能力在线评价结果；
判断当前时间与上一次进行频率安全预想故障仿真计算的时间间隔是否大于设定值，若大于则进行当前运行方式频率安全预想故障的仿真计算，得到当前运行方式频率安全预想故障下的***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率，与预测得到的***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率进行比较，若三者中任一差值大于预先设定值，则将当前运行方式加入历史运行方式样本集合中重新进行参数预测模型训练；若小于等于则结束本方法。
进一步的，***单机等值模型参数预测模型训练过程为：
1)通过求解优化函数获得电力***历史运行方式样本集合中各个样本对应的***单机等值模型参数；
2)选择所述样本集合中各个样本的***调频能力特征量，结合各个样本对应的***单机等值模型参数进行预测模型训练，得到***单机等值模型参数预测模型。
进一步的，所述优化函数为：
Figure BDA0002264196520000021
式中，M为单机等值模型参数中的等值发电机组的惯量，R为单机等值模型参数中等值发电机调速器调差系数，T为单机等值模型参数中等值发电机调速器的等效时间常数，DT为总阻尼系数，Nf为频率安全预想故障集中的故障数，j为故障序号，j＝1,2…Nf；ηj为第j个频率安全预想故障频率安全裕度；f′H.L.j为第j个频率安全预想故障时域仿真得到的***最高或最低频率，fH.L.et.j为根据***单机等值模型估算的第j个频率安全预想故障最高或最低频率，t′H.L.j为第j个预想故障时域仿真得到的***最高或最低频率时刻，tH.L.et.j为根据***单机等值模型估算的第j个频率安全预想故障最高或最低频率时刻；fs's.j为第j个预想故障时域仿真得到的***稳态频率，fss.et.j为根据***单机等值模型估算的第j个频率安全预想故障***稳态频率；k1、k2和k3为多目标优化权重系数。
进一步的，所述频率安全预想故障时域仿真得到的***最高或最低频率为***惯性中心频率的最高值或最低值，***惯性中心频率计算公式为：
Figure BDA0002264196520000031
式中，
Figure BDA0002264196520000032
为***惯性中心频率；Ji,ωi分别为第i台同步发电机组惯量、转速；N为同步发电机台数，i为同步发电机序号，i＝1,2…,N；
tH.L.et.j计算公式为：
Figure BDA0002264196520000033
其中，
Figure BDA0002264196520000034
Figure BDA0002264196520000035
Figure BDA0002264196520000041
fH.L.et.j计算公式为：
Figure BDA0002264196520000042
其中，fe为***额定频率；K为故障后***损失功率或过剩功率的标么值；t＝tH.L.et.j；
fss.et.j计算公式为：
Figure BDA0002264196520000043
其中，P为故障后***损失功率或过剩功率标么值的基准值。
进一步的，求解优化函数获得***单机等值模型参数，具体为：
根据KKT一阶最优性条件，导出优化函数非线性KKT方程：
Figure BDA0002264196520000044
应用牛顿法求解非线性KKT方程，得到***单机等值模型参数M,R,T,DT。
进一步的，所述样本集合中各个样本的***调频能力特征量包括：
各***分区负荷水平、常规同步发电机机组总开机和总出力、各新能源发电基地机组总出力、各直流***外送或受入功率。
进一步的，所述***单机等值模型参数预测模型，具体为：
预测模型为***调频能力特征量与等值发电机组的惯量、等值发电机调速器调差系数、等值发电机调速器的等效时间常数和等值发电机总阻尼系数的多元线性回归关系。
进一步的，所述通过预测参数预测得到频率安全预想故障下***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率，具体为：
通过预测参数预测的频率安全预想故障下最高或最低频率时刻t'H.L.et.j计算公式为：
Figure BDA0002264196520000051
其中，
Figure BDA0002264196520000052
Figure BDA0002264196520000053
Figure BDA0002264196520000054
通过预测参数预测的频率安全预想故障下***最高或最低频率f'H.L.et.j计算公式为：
Figure BDA0002264196520000055
其中，fe为***额定频率；K’为故障后***损失功率或过剩功率的标么值；t′＝t′H.L.et.j；
通过预测参数预测的稳态频率f'ss.et.j计算公式为：
Figure BDA0002264196520000056
其中，P’为故障后***损失功率或过剩功率标么值的基准值；
M'、R'、T'、DT'，M'为当前运行方式***单机等值模型预测的发电机组的惯量，R'为当前运行方式***单机等值模型预测的发电机调速器调差系数，T'为当前运行方式***单机等值模型预测的发电机调速器的等效时间常数，DT'为当前运行方式***单机等值模型预测的总阻尼系数。
一种电力电子接入电力***调频能力在线评价***，其特征在于：包括：
预测模块，用于基于电力***当前运行方式***调频能力特征量采用***单机等值模型参数预测模型获得当前运行方式***单机等值模型预测参数，通过预测参数预测得到频率安全预想故障下***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率；
在线评价模块，用于通过预测的***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率进行电力电子接入电网***调频能力在线评价，得到***调频能力在线评价结果；
参数预测模型更新模块，判断当前时间与上一次进行频率安全预想故障仿真计算的时间间隔是否大于设定值，若大于则进行当前运行方式频率安全预想故障的仿真计算，得到当前运行方式频率安全预想故障下的***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率，与预测得到的***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率进行比较，若三者中任一差值大于预先设定值，则将当前运行方式加入历史运行方式样本集合中重新进行参数预测模型训练。
进一步的，***单机等值模型参数预测模型训练过程为：
1)通过求解优化函数获得电力***历史运行方式样本集合中各个样本对应的***单机等值模型参数；
2)选择所述样本集合中各个样本的***调频能力特征量，结合各个样本对应的***单机等值模型参数进行预测模型训练，得到***单机等值模型参数预测模型。
进一步的，所述优化函数为：
Figure BDA0002264196520000061
式中，M为单机等值模型参数中的等值发电机组的惯量，R为单机等值模型参数中等值发电机调速器调差系数，T为单机等值模型参数中等值发电机调速器的等效时间常数，DT为总阻尼系数，Nf为频率安全预想故障集中的故障数，j为故障序号，j＝1,2…Nf；ηj为第j个频率安全预想故障频率安全裕度；f′H.L.j为第j个频率安全预想故障时域仿真得到的***最高或最低频率，fH.L.et.j为根据***单机等值模型估算的第j个频率安全预想故障最高或最低频率，t′H.L.j为第j个预想故障时域仿真得到的***最高或最低频率时刻，tH.L.et.j为根据***单机等值模型估算的第j个频率安全预想故障最高或最低频率时刻；f′ss.j为第j个预想故障时域仿真得到的***稳态频率，fss.et.j为根据***单机等值模型估算的第j个频率安全预想故障***稳态频率；k1、k2和k3为多目标优化权重系数；
所述频率安全预想故障时域仿真得到的***最高或最低频率为***惯性中心频率的最高值或最低值，***惯性中心频率计算公式为：
Figure BDA0002264196520000071
式中，
Figure BDA0002264196520000072
为***惯性中心频率；Ji,ωi分别为第i台同步发电机组惯量、转速；N为同步发电机台数，i为同步发电机序号，i＝1,2…,N；
tH.L.et.j计算公式为：
Figure BDA0002264196520000073
其中，
Figure BDA0002264196520000074
Figure BDA0002264196520000081
Figure BDA0002264196520000082
fH.L.et.j计算公式为：
Figure BDA0002264196520000083
其中，fe为***额定频率；K为故障后***损失功率或过剩功率的标么值；t＝tH.L.et.j；
fss.et.j计算公式为：
Figure BDA0002264196520000084
其中，P为故障后***损失功率或过剩功率标么值的基准值；
求解优化函数获得***单机等值模型参数，具体为：
根据KKT一阶最优性条件，导出优化函数非线性KKT方程：
Figure BDA0002264196520000085
应用牛顿法求解非线性KKT方程，得到***单机等值模型参数M,R,T,DT。
进一步的，所述通过预测参数预测得到频率安全预想故障下***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率，具体为：
通过预测参数预测的频率安全预想故障下最高或最低频率时刻t'H.L.et.j计算公式为：
Figure BDA0002264196520000091
其中，
Figure BDA0002264196520000092
Figure BDA0002264196520000093
Figure BDA0002264196520000094
通过预测参数预测的频率安全预想故障下***最高或最低频率f'H.L.et.j计算公式为：
Figure BDA0002264196520000095
其中，fe为***额定频率；K’为故障后***损失功率或过剩功率的标么值；t′＝t′H.L.et.j；
通过预测参数预测的稳态频率f'ss.et.j计算公式为：
Figure BDA0002264196520000096
其中，P’为故障后***损失功率或过剩功率标么值的基准值；
当前运行方式***单机等值模型预测参数包括：M'、R'、T'、DT'，M'为当前运行方式***单机等值模型预测的发电机组的惯量，R'为当前运行方式***单机等值模型预测的发电机调速器调差系数，T'为当前运行方式***单机等值模型预测的发电机调速器的等效时间常数，DT'为当前运行方式***单机等值模型预测的总阻尼系数。
本发明所达到的有益效果是：
基于电力***当前运行方式***调频能力特征量，采用***单机等值模型参数预测模型获得当前运行方式***单机等值模型预测参数，通过预测参数预测得到频率安全预想故障下***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率，通过预测得到的最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率进行电力电子接入电网***调频能力在线评价，得到***调频能力在线评价结果；计算速度快，不需要每次都进行仿真计算，可以满足风电和光伏机组出力变化频繁、***的调频特性强时变性要求，且定期更新模型，准确性高；
对历史运行方式样本频率安全预想故障仿真计算，基于各预想故障的最大频率偏差、最大频率偏差时刻和一次调频稳态频率偏差进行参数拟合获得***单机等值模型参数，可以适应高比例电力电子接入电网后多时间尺度复杂的***频率动态过程要求。
说明书附图
图1是本发明具体实施方式中的一种方法流程示意图；
图2是本发明具体实施方式中的一种预测模型训练流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1：
一种电力电子接入电网***调频能力在线评价方法，包括如下步骤：
步骤1：基于电力***当前运行方式***调频能力特征量采用***单机等值模型参数预测模型获得当前运行方式***单机等值模型预测参数，通过预测参数预测得到频率安全预想故障下***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率，通过预测得到的最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率进行电力电子接入电网***调频能力在线评价，得到***调频能力在线评价结果；
***调频能力特征量包括：各***分区负荷水平、常规同步发电机机组总开机和总出力、各新能源发电基地机组总出力、各直流***外送或受入功率。
***单机等值模型参数预测模型训练过程为：
1)通过求解优化函数获得电力***历史运行方式样本集合中各个样本对应的***单机等值模型参数；
所述历史运行方式样本是指按照一定时间间隔(通常为15min)保存的电力***历史运行方式，包括电力***仿真计算潮流文件、稳定文件和频率安全预想故障集文件。
所述优化函数为：
Figure BDA0002264196520000111
公式中，L(M,R,T,DT)为优化函数，单机等值模型参数包括等值发电机组的惯量M，等值发电机调速器调差系数R，等值发电机调速器的等效时间常数T，总阻尼系数DT，Nf为频率安全预想故障集中的故障数，j为故障序号，j＝1,2…Nf,；ηj为第j个频率安全预想故障频率安全裕度，通过预想故障时域仿真曲线分析获得；f′H.L.j为第j个频率安全预想故障时域仿真得到的***最高或最低频率，即对历史运行方式样本进行频率安全预想故障的仿真计算得到的***最高或最低频率，当预想故障造成***功率缺额时为最低频率，当预想故障造成***功率过剩时为最高频率，fH.L.et.j为根据***单机等值模型估算的最高或最低频率，t′H.L.j为第j个预想故障时域仿真得到的***最高或最低频率时刻，即对历史运行方式样本进行频率安全预想故障的仿真计算得到的***最高或最低频率时刻，tH.L.et.j为根据***单机等值模型估算的最高或最低频率时刻；f′ss.j为第j个预想故障时域仿真得到的***稳态频率，即对历史运行方式样本进行频率安全预想故障的仿真计算得到的***稳态频率，fss.et.j为根据***单机等值模型估算的***稳态频率；k1、k2和k3为多目标优化权重系数，通常取为0.5、0.2和0.3。所述频率安全预想故障是指解列、机组跳闸、厂站全停、直流闭锁、新能源机组大量脱网等引起***功率缺额或过剩的故障。
预想故障时域仿真得到的***最高或最低频率指的是***惯性中心频率的最高值或最低值，***惯性中心频率计算公式如下：
Figure BDA0002264196520000121
式中，
Figure BDA0002264196520000122
为***惯性中心频率；Ji,ωi分别为第i台同步发电机组惯量、转速；N为同步发电机台数，i为同步发电机序号，i＝1,2…,N。
根据***单机等值模型估算的最高或最低频率时刻tH.L.et.j计算公式为：
Figure BDA0002264196520000123
其中，
Figure BDA0002264196520000124
Figure BDA0002264196520000125
Figure BDA0002264196520000126
根据***单机等值模型估算的最高或最低频率fH.L.et.j计算公式为：
Figure BDA0002264196520000127
其中，fe为***额定频率；K为故障后***损失功率或过剩功率的标么值(以包括新能源机组在内的所有运行机组容量为基准值)；公式中的t＝tH.L.et.j。
根据***单机等值模型估算的***稳态频率fss.et.j计算公式为：
Figure BDA0002264196520000131
其中，P为故障后***损失功率或过剩功率标么值的基准值。
求解优化函数获得***单机等值模型参数方法如下：
根据KKT(卡罗需-库恩-塔克条件)一阶最优性条件，导出如下优化函数KKT方程：
Figure BDA0002264196520000132
应用牛顿法求解以上非线性KKT方程组，即可得到***单机等值模型参数M,R,T,DT。
其中，牛顿法求解非线性方程组时各变量初值取值为：等值发电机组的惯量M初值为各同步发电机惯量和具有虚拟惯性的新能源机组虚拟惯性系数之和；总阻尼系数DT初值为各同步发电机阻尼系数、负荷的单位调节功率系数和具有一次调频特性的新能源机组虚拟一次调频系数之和；等值发电机调速器调差系数R初值为各同步发电机调速器调差系数之和；等值发电机调速器的等效时间常数T初值为各同步发电机调速器时间常数的平均值。
2)选择所述样本集合中各个样本的***调频能力特征量，结合各个样本对应的***单机等值模型参数进行***单机等值模型参数线性回归预测模型训练，得到***单机等值模型参数预测模型；
回归预测模型是***调频能力特征量与单机等值模型参数(等值发电机组的惯量M、等值发电机调速器调差系数R、等值发电机调速器的等效时间常数T和总阻尼系数DT)的多元线性回归关系，回归预测模型基于样本***调频能力特征量与单机等值模型参数采用支持向量机(SVM)进行模型训练获得。
所述通过预测参数估算频率安全预想故障下***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率，具体为：
通过预测参数估算的频率安全预想故障下最高或最低频率时刻t'H.L.et.j计算公式为：
Figure BDA0002264196520000141
其中，
Figure BDA0002264196520000142
Figure BDA0002264196520000143
Figure BDA0002264196520000144
通过预测参数估算的频率安全预想故障下***最高或最低频率f'H.L.et.j计算公式为：
Figure BDA0002264196520000145
其中，fe为***额定频率；K’为故障后***损失功率或过剩功率的标么值(以包括新能源机组在内的所有运行机组容量为基准值)；公式中的t′＝t′H.L.et.j。
通过预测参数估算的稳态频率f'ss.et.j计算公式为：
Figure BDA0002264196520000146
其中，P’为故障后***损失功率或过剩功率标么值的基准值。
当前运行方式***单机等值模型预测参数包括：M'、R'、T'、DT'，M'为当前运行方式***单机等值模型预测的发电机组的惯量，R'为当前运行方式***单机等值模型预测的发电机调速器调差系数，T'为当前运行方式***单机等值模型预测的发电机调速器的等效时间常数，DT'为当前运行方式***单机等值模型预测的总阻尼系数；
通过预测得到的最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率进行电力电子接入电网***调频能力在线评价，得到***调频能力在线评价结果，这是现有技术。
步骤2：判断当前时间与上一次进行频率安全预想故障仿真计算的时间间隔是否大于设定值(通常为1h)，如大于，则进行当前运行方式频率安全预想故障的仿真计算，得到频率安全预想故障下的***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率，与步骤1中预测得到的***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率进行比较，若三者中任一差值大于预先设定值，则将当前运行方式放入历史运行方式样本集合中重新进行预测模型训练，否则结束本方法。若三者中任一差值大于预先设定值，表明***单机等值模型参数线性回归预测模型不适用当前方式，将当前运行方式放入历史运行方式样本集合中重新进行预测模型训练以提高模型的泛化能力。
实施例2：
一种电力电子接入电力***调频能力在线评价***，包括：
预测模块，用于基于电力***当前运行方式***调频能力特征量采用***单机等值模型参数预测模型获得当前运行方式***单机等值模型预测参数，通过预测参数预测得到频率安全预想故障下***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率；
在线评价模块，用于通过预测的***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率进行电力电子接入电网***调频能力在线评价，得到***调频能力在线评价结果；
参数预测模型更新模块，判断当前时间与上一次进行频率安全预想故障仿真计算的时间间隔是否大于设定值，若大于则进行当前运行方式频率安全预想故障的仿真计算，得到当前运行方式频率安全预想故障下的***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率，与预测得到的***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率进行比较，若三者中任一差值大于预先设定值，则将当前运行方式加入历史运行方式样本集合中重新进行参数预测模型训练。
***单机等值模型参数预测模型训练过程为：
1)通过求解优化函数获得电力***历史运行方式样本集合中各个样本对应的***单机等值模型参数；
2)选择所述样本集合中各个样本的***调频能力特征量，结合各个样本对应的***单机等值模型参数进行预测模型训练，得到***单机等值模型参数预测模型。
所述优化函数为：
Figure BDA0002264196520000161
式中，M为单机等值模型参数中的等值发电机组的惯量，R为单机等值模型参数中等值发电机调速器调差系数，T为单机等值模型参数中等值发电机调速器的等效时间常数，DT为总阻尼系数，Nf为频率安全预想故障集中的故障数，j为故障序号，j＝1,2…Nf；ηj为第j个频率安全预想故障频率安全裕度；f′H.L.j为第j个频率安全预想故障时域仿真得到的***最高或最低频率，fH.L.et.j为根据***单机等值模型估算的第j个频率安全预想故障最高或最低频率，t′H.L.j为第j个预想故障时域仿真得到的***最高或最低频率时刻，tH.L.et.j为根据***单机等值模型估算的第j个频率安全预想故障最高或最低频率时刻；f′ss.j为第j个预想故障时域仿真得到的***稳态频率，fss.et.j为根据***单机等值模型估算的第j个频率安全预想故障***稳态频率；k1、k2和k3为多目标优化权重系数；
所述频率安全预想故障时域仿真得到的***最高或最低频率为***惯性中心频率的最高值或最低值，***惯性中心频率计算公式为：
Figure BDA0002264196520000171
式中，
Figure BDA0002264196520000172
为***惯性中心频率；Ji,ωi分别为第i台同步发电机组惯量、转速；N为同步发电机台数，i为同步发电机序号，i＝1,2…,N；
tH.L.et.j计算公式为：
Figure BDA0002264196520000173
其中，
Figure BDA0002264196520000174
Figure BDA0002264196520000175
Figure BDA0002264196520000176
fH.L.et.j计算公式为：
Figure BDA0002264196520000177
其中，fe为***额定频率；K为故障后***损失功率或过剩功率的标么值；t＝tH.L.et.j；
fss.et.j计算公式为：
Figure BDA0002264196520000178
其中，P为故障后***损失功率或过剩功率标么值的基准值；
求解优化函数获得***单机等值模型参数，具体为：
根据KKT一阶最优性条件，导出优化函数非线性KKT方程：
Figure BDA0002264196520000181
应用牛顿法求解非线性KKT方程，得到***单机等值模型参数M,R,T,DT。
所述通过预测参数预测得到频率安全预想故障下***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率，具体为：
通过预测参数预测的频率安全预想故障下最高或最低频率时刻t'H.L.et.j计算公式为：
Figure BDA0002264196520000182
其中，
Figure BDA0002264196520000183
Figure BDA0002264196520000184
Figure BDA0002264196520000185
通过预测参数预测的频率安全预想故障下***最高或最低频率f'H.L.et.j计算公式为：
Figure BDA0002264196520000191
其中，fe为***额定频率；K’为故障后***损失功率或过剩功率的标么值；t′＝t′H.L.et.j；
通过预测参数预测的稳态频率f'ss.et.j计算公式为：
Figure BDA0002264196520000192
其中，P’为故障后***损失功率或过剩功率标么值的基准值；
当前运行方式***单机等值模型预测参数包括：M'、R'、T'、DT'，M'为当前运行方式***单机等值模型预测的发电机组的惯量，R'为当前运行方式***单机等值模型预测的发电机调速器调差系数，T'为当前运行方式***单机等值模型预测的发电机调速器的等效时间常数，DT'为当前运行方式***单机等值模型预测的总阻尼系数。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种电力电子接入电力***调频能力在线评价方法，其特征在于：包括如下步骤：
基于电力***当前运行方式***调频能力特征量采用***单机等值模型参数预测模型获得当前运行方式***单机等值模型预测参数，通过预测参数预测得到频率安全预想故障下***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率，通过预测得到的***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率进行电力电子接入电网***调频能力在线评价，得到***调频能力在线评价结果；
判断当前时间与上一次进行频率安全预想故障仿真计算的时间间隔是否大于设定值，若大于则进行当前运行方式频率安全预想故障的仿真计算，得到当前运行方式频率安全预想故障下的***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率，与预测得到的***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率进行比较，若三者中任一差值大于预先设定值，则将当前运行方式加入历史运行方式样本集合中重新进行参数预测模型训练；若小于等于则结束本方法。
2.根据权利要求1所述的一种电力电子接入电力***调频能力在线评价方法，其特征在于：***单机等值模型参数预测模型训练过程为：
1)通过求解优化函数获得电力***历史运行方式样本集合中各个样本对应的***单机等值模型参数；
2)选择所述样本集合中各个样本的***调频能力特征量，结合各个样本对应的***单机等值模型参数进行预测模型训练，得到***单机等值模型参数预测模型。
3.根据权利要求2所述的一种电力电子接入电力***调频能力在线评价方法，其特征在于：所述优化函数为：
Figure FDA0002264196510000011
式中，M为单机等值模型参数中的等值发电机组的惯量，R为单机等值模型参数中等值发电机调速器调差系数，T为单机等值模型参数中等值发电机调速器的等效时间常数，DT为总阻尼系数，Nf为频率安全预想故障集中的故障数，j为故障序号，j＝1,2…Nf；ηj为第j个频率安全预想故障频率安全裕度；f′H.L.j为第j个频率安全预想故障时域仿真得到的***最高或最低频率，fH.L.et.j为根据***单机等值模型估算的第j个频率安全预想故障最高或最低频率，t′H.L.j为第j个预想故障时域仿真得到的***最高或最低频率时刻，tH.L.et.j为根据***单机等值模型估算的第j个频率安全预想故障最高或最低频率时刻；f′ss.j为第j个预想故障时域仿真得到的***稳态频率，fss.et.j为根据***单机等值模型估算的第j个频率安全预想故障***稳态频率；k1、k2和k3为多目标优化权重系数。
4.根据权利要求3所述的一种电力电子接入电力***调频能力在线评价方法，其特征在于：所述频率安全预想故障时域仿真得到的***最高或最低频率为***惯性中心频率的最高值或最低值，***惯性中心频率计算公式为：
Figure FDA0002264196510000021
式中，
Figure FDA0002264196510000022
为***惯性中心频率；Ji,ωi分别为第i台同步发电机组惯量、转速；N为同步发电机台数，i为同步发电机序号，i＝1,2…,N；
tH.L.et.j计算公式为：
Figure FDA0002264196510000023
其中，
Figure FDA0002264196510000024
Figure FDA0002264196510000031
Figure FDA0002264196510000032
fH.L.et.j计算公式为：
Figure FDA0002264196510000033
其中，fe为***额定频率；K为故障后***损失功率或过剩功率的标么值；t＝tH.L.et.j；
fss.et.j计算公式为：
Figure FDA0002264196510000034
其中，P为故障后***损失功率或过剩功率标么值的基准值。
5.根据权利要求3所述的一种电力电子接入电力***调频能力在线评价方法，其特征在于：求解优化函数获得***单机等值模型参数，具体为：
根据KKT一阶最优性条件，导出优化函数非线性KKT方程：
Figure FDA0002264196510000035
应用牛顿法求解非线性KKT方程，得到***单机等值模型参数M,R,T,DT。
6.根据权利要求2所述的一种电力电子接入电力***调频能力在线评价方法，其特征在于：所述样本集合中各个样本的***调频能力特征量包括：
各***分区负荷水平、常规同步发电机机组总开机和总出力、各新能源发电基地机组总出力、各直流***外送或受入功率。
7.根据权利要求2所述的一种电力电子接入电力***调频能力在线评价方法，其特征在于：所述***单机等值模型参数预测模型，具体为：
预测模型为***调频能力特征量与等值发电机组的惯量M、等值发电机调速器调差系数R、等值发电机调速器的等效时间常数T和等值发电机总阻尼系数DT的多元线性回归关系。
8.根据权利要求1所述的一种电力电子接入电力***调频能力在线评价方法，其特征在于：所述通过预测参数预测得到频率安全预想故障下***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率，具体为：
通过预测参数预测的频率安全预想故障下最高或最低频率时刻t′H.L.et.j计算公式为：
Figure FDA0002264196510000041
其中，
Figure FDA0002264196510000042
Figure FDA0002264196510000043
Figure FDA0002264196510000044
通过预测参数预测的频率安全预想故障下***最高或最低频率f′H.L.et.j计算公式为：
Figure FDA0002264196510000045
其中，fe为***额定频率；K’为故障后***损失功率或过剩功率的标么值；t′＝t′H.L.et.j；
通过预测参数预测的稳态频率f′ss.et.j计算公式为：
Figure FDA0002264196510000051
其中，P’为故障后***损失功率或过剩功率标么值的基准值；当前运行方式***单机等值模型预测参数包括：M'、R'、T'、DT'，M'为当前运行方式***单机等值模型预测的发电机组的惯量，R'为当前运行方式***单机等值模型预测的发电机调速器调差系数，T'为当前运行方式***单机等值模型预测的发电机调速器的等效时间常数，DT'为当前运行方式***单机等值模型预测的总阻尼系数。
9.一种电力电子接入电力***调频能力在线评价***，其特征在于：包括：
预测模块，用于基于电力***当前运行方式***调频能力特征量采用***单机等值模型参数预测模型获得当前运行方式***单机等值模型预测参数，通过预测参数预测得到频率安全预想故障下***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率；
在线评价模块，用于通过预测的***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率进行电力电子接入电网***调频能力在线评价，得到***调频能力在线评价结果；
参数预测模型更新模块，判断当前时间与上一次进行频率安全预想故障仿真计算的时间间隔是否大于设定值，若大于则进行当前运行方式频率安全预想故障的仿真计算，得到当前运行方式频率安全预想故障下的***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率，与预测得到的***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率进行比较，若三者中任一差值大于预先设定值，则将当前运行方式加入历史运行方式样本集合中重新进行参数预测模型训练。
10.根据权利要求9所述的一种电力电子接入电力***调频能力在线评价***，其特征在于：***单机等值模型参数预测模型训练过程为：
1)通过求解优化函数获得电力***历史运行方式样本集合中各个样本对应的***单机等值模型参数；
2)选择所述样本集合中各个样本的***调频能力特征量，结合各个样本对应的***单机等值模型参数进行预测模型训练，得到***单机等值模型参数预测模型。
11.根据权利要求10所述的一种电力电子接入电力***调频能力在线评价***，其特征在于：所述优化函数为：
Figure FDA0002264196510000061
式中，M为单机等值模型参数中的等值发电机组的惯量，R为单机等值模型参数中等值发电机调速器调差系数，T为单机等值模型参数中等值发电机调速器的等效时间常数，DT为总阻尼系数，Nf为频率安全预想故障集中的故障数，j为故障序号，j＝1,2…Nf；ηj为第j个频率安全预想故障频率安全裕度；f′H.L.j为第j个频率安全预想故障时域仿真得到的***最高或最低频率，fH.L.et.j为根据***单机等值模型估算的第j个频率安全预想故障最高或最低频率，t′H.L.j为第j个预想故障时域仿真得到的***最高或最低频率时刻，tH.L.et.j为根据***单机等值模型估算的第j个频率安全预想故障最高或最低频率时刻；f′ss.j为第j个预想故障时域仿真得到的***稳态频率，fss.et.j为根据***单机等值模型估算的第j个频率安全预想故障***稳态频率；k1、k2和k3为多目标优化权重系数；
所述频率安全预想故障时域仿真得到的***最高或最低频率为***惯性中心频率的最高值或最低值，***惯性中心频率计算公式为：
Figure FDA0002264196510000071
式中，
Figure FDA0002264196510000072
为***惯性中心频率；Ji,ωi分别为第i台同步发电机组惯量、转速；N为同步发电机台数，i为同步发电机序号，i＝1,2…,N；
tH.L.et.j计算公式为：
Figure FDA0002264196510000073
其中，
Figure FDA0002264196510000074
Figure FDA0002264196510000075
Figure FDA0002264196510000076
fH.L.et.j计算公式为：
Figure FDA0002264196510000077
其中，fe为***额定频率；K为故障后***损失功率或过剩功率的标么值；t＝tH.L.et.j；
fss.et.j计算公式为：
Figure FDA0002264196510000078
其中，P为故障后***损失功率或过剩功率标么值的基准值；
求解优化函数获得***单机等值模型参数，具体为：
根据KKT一阶最优性条件，导出优化函数非线性KKT方程：
Figure FDA0002264196510000081
应用牛顿法求解非线性KKT方程，得到***单机等值模型参数M,R,T,DT。
12.根据权利要求9所述的一种电力电子接入电力***调频能力在线评价***，其特征在于：所述通过预测参数预测得到频率安全预想故障下***最高或最低频率、最高或最低频率时刻和稳态频率，具体为：
通过预测参数预测的频率安全预想故障下最高或最低频率时刻t'H.L.et.j计算公式为：
Figure FDA0002264196510000082
其中，
Figure FDA0002264196510000083
Figure FDA0002264196510000084
Figure FDA0002264196510000085
通过预测参数预测的频率安全预想故障下***最高或最低频率f'H.L.et.j计算公式为：
Figure FDA0002264196510000091
其中，fe为***额定频率；K’为故障后***损失功率或过剩功率的标么值；t′＝t′H.L.et.j；
通过预测参数预测的稳态频率f'ss.et.j计算公式为：
Figure FDA0002264196510000092
其中，P’为故障后***损失功率或过剩功率标么值的基准值；
当前运行方式***单机等值模型预测参数包括：M'、R'、T'、DT'，M'为当前运行方式***单机等值模型预测的发电机组的惯量，R'为当前运行方式***单机等值模型预测的发电机调速器调差系数，T'为当前运行方式***单机等值模型预测的发电机调速器的等效时间常数，DT'为当前运行方式***单机等值模型预测的总阻尼系数。
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