受制于频率稳定性约束的无惯量电源接入能力估算方法

1.受制于频率稳定性约束的无惯量电源接入能力估算方法，其特征在于，包括以下步骤：基于预先采集的与频率特性相关的系统参数确定系统大功率扰动故障的类别；针对不同的故障扰动类型，估算各类扰动故障下的常规机组的最小开机台数和无惯量电源的最大出力；估算出该系统受制于频率稳定性约束的无惯量电源的接入能力；确定系统大功率扰动故障的类别的方法如下：对于故障扰动导致系统中存在永久性或者持续时间超过阈值的功率缺额划分为功率缺额故障；对于导致系统瞬时功率缺额且能够在预设时间内恢复的故障划分为功率冲击故障；对于由非直接功率缺额故障间接导致的功率扰动量与无惯量电源出力相关的瞬时功率扰动划分为不确定性功率扰动故障。 2.根据权利要求1所述的受制于频率稳定性约束的无惯量电源接入能力估算方法，其特征在于，所述系统参数包括系统总负荷量、常规发电机组的平均动能、平均最小出力、系统额定频率和频率稳定的边界；所述频率稳定的边界包括：系统可承受的频率最大变化率和最大频率偏差。 3.根据权利要求1所述的受制于频率稳定性约束的无惯量电源接入能力估算方法，其特征在于，估算不同的故障扰动类型下系统所需的常规机组的最小开机台数和无惯量电源的最大出力的方法，具体方法包括如下：对于功率缺额故障，根据系统可承受的频率最大变化率、系统最大频率偏差以及功率缺额故障下紧急控制的响应延时计算功率缺额故障对应的频率稳定的边界；并根据所述功率缺额故障对应的频率稳定的边界确定对应的系统最小惯量，最后根据系统总负荷量、系统平均最小出力以及对应的系统最小惯量确定功率缺额故障对应的系统最大可接入的无惯量电源；对于功率冲击故障，根据系统可承受的频率最大变化率、系统最大频率偏差以及连续功率冲击故障的总持续时间，计算功率冲击故障对应的频率稳定的边界；并根据所述功率冲击故障对应的频率稳定的边界确定对应的系统最小惯量，最后根据系统总负荷量、系统平均最小出力以及对应的系统最小惯量确定功率冲击故障对应的系统最大可接入的无惯量电源；对于不确定性功率扰动故障，根据系统可承受的频率最大变化率、系统最大频率偏差以及不确定性功率扰动故障的持续时间，确定不确定性功率扰动故障对应的频率稳定的边界；并根据所述不确定性功率扰动故障对应的频率稳定的边界确定对应的系统最小惯量，最后根据系统总负荷量、系统平均最小出力、电源无惯量电源出力的摄动值以及对应的系统最小惯量确定不确定性功率扰动故障对应的系统最大可接入的无惯量。 4.根据权利要求3所述的受制于频率稳定性约束的无惯量电源接入能力估算方法，其特征在于，对于功率缺额故障，对应的频率稳定的边界的计算表达式如下：df 1 ＝min[(df/dt) max ,dΔf max /t 1 ]其中df 1 为功率缺额故障对应频率稳定的边界，(df/dt) max 为系统可承受的频率最大变化率，Δf max 为系统最大频率偏差，t 1 为功率缺额故障下紧急控制的响应延时；则对应的系统最小惯量为其中E MWS1 为功率缺额故障对应的系统最小惯量；E MWS.avr 为常规发电机组的平均动能，f 0 为系统额定频率，ΔP 1 为功率缺额故障对应功率缺额量；n 1 为功率缺额故障对应的系统最小惯量E MWS1 与常规发电机组的平均动能E MWS.avr 的比值；此时常规机组的开机台数取不小于n 1 的最小整数N 1 ；功率缺额故障对应的系统最大可接入的无惯量电源的计算表达式为P new1 ＝L-N 1 P min其中P new1 为功率缺额故障对应的系统最大可接入的无惯量电源，L为系统总负荷量，P min 为系统平均最小出力。 5.根据权利要求3所述的受制于频率稳定性约束的无惯量电源接入能力估算方法，其特征在于，对于功率冲击故障，计算出连续功率冲击故障的总持续时间t 2 ，表达式如下： 其中每次冲击故障的持续时间记为t 2i ，i分别为1,2…m，其中m为连续发生瞬时功率缺额的总次数；确定功率冲击故障对应的频率稳定的边界表达式如下：df 2 ＝min[(df/dt) max ,dΔf max /t 2 ]，其中df 2 为功率冲击故障对应频率稳定的边界，(df/dt) max 为系统可承受的频率最大变化率，Δf max 为系统最大频率偏差，t 2 为连续功率冲击故障的总持续时间；则功率冲击故障对应的系统最小惯量为E MWS2 为功率冲击故障对应的系统最小惯量；E MWS.avr 为常规发电机组的平均动能，f 0 为系统额定频率，ΔP 2 为功率冲击故障对应瞬时功率缺额量；n 2 为功率冲击故障对应的系统最小惯量E MWS2 与常规发电机组的平均动能E MWS.avr 的比值；此时常规机组的开机台数取不小于n 2 的最小整数N 2 ；功率冲击故障系统对应的最大可接入的无惯量电源的计算表达式为：P new2 ＝L-N 2 P minP new2 为功率冲击故障对应的系统最大可接入的无惯量电源，L为系统总负荷量，P min 为平均最小出力。 6.根据权利要求3所述的受制于频率稳定性约束的无惯量电源接入能力估算方法，其特征在于，对于不确定性功率扰动故障，确定不确定性功率扰动故障对应的频率稳定的边界为：df 3 ＝min[(df/dt) max ,dΔf max /t 3 ]其中df 3 为不确定性功率扰动故障对应频率稳定的边界，(df/dt) max 为系统可承受的频率最大变化率，Δf max 为系统最大频率偏差，t 3 为不确定性功率扰动故障的持续时间；3-1)给定无惯量电源出力的初值为P new3-i ，i取值为零；3-2)对于无惯量电源出力为P new3-i 时，计算系统所需的最小动能，表达式如下；E MWS3-i 为不确定性功率扰动故障对应的系统最小惯量；E MWS.avr 为常规发电机组的平均动能，f 0 为系统额定频率；n 3-i 为不确定性功率扰动故障对应的系统最小惯量E MWS3-i 与常规发电机组的平均动能E MWS.avr 的比值,λ为不确定性功率扰动量占无惯量电源出力的比例,L为系统总的有功负荷量；常规机组的开机台数取不小于n 3-i 的最小整数N 3-i ；此时系统中每台常规发电机组的出力为3-3)若P G-i ＞P min ，P min 为平均最小出力，则令i等于i加1，P new3-(i+1) ＝P new3-i +ΔP，返回步骤3-2)；直至P G-i ≤P min ，则不确定性功率扰动故障对应的无惯量电源的最大出力为P new3 ＝P new3-i -ΔP，对应的常规机组最小开机台数N 3 ＝N 3-(i-1) ，ΔP为无惯量电源出力的摄动值。 7.根据权利要求1所述的受制于频率稳定性约束的无惯量电源接入能力估算方法，其特征在于，估算系统受制于频率稳定性约束的无惯量电源的接入能力，具体方法如下：各类故障扰动形式下，系统最大可接入的无惯量电源占总负荷的比例为：式中，i分别为1,2,3，P new1 为功率缺额故障对应的系统最大可接入的无惯量电源，P new2 为功率冲击故障对应的系统最大可接入的无惯量电源，P new3 为不确定性功率扰动故障对应的无惯量电源的最大出力,L为系统总的有功负荷量；则受制于系统暂态频率稳定性约束的无惯量电源的最大接入能力为η＝min(η 1 ,η 2 ,η 3 )。