计及构网型储能的电力系统频率稳定裕度评估方法及系统

1.一种计及构网型储能的电力系统频率稳定裕度评估方法，电力系统的发电资源包括常规机组、构网型储能电站和新能源场站，其特征在于，包括：获取发电资源的稳定约束参数以及系统故障数据，基于N-1原则，计算系统的N-1惯量扰动功率、N-1上调频扰动功率和系统上调频功率需求最小值、N-1下调频扰动功率和系统下调频功率需求最小值；以不同类型发电资源总惯量之和作为系统发电资源侧的总惯量，从而确定系统惯性时间常数；利用N-1惯量扰动功率和系统频率变化率确定系统最小惯性时间常数需求；利用系统惯性时间常数以及系统最小惯性时间常数需求，确定系统惯量稳定裕度；利用系统发电资源侧的总上调频功率和系统上调频功率需求最小值，确定系统增负荷方向的调频功率稳定裕度；利用系统发电资源侧的总下调频功率和系统下调频功率需求最小值，确定系统减负荷方向的调频功率稳定裕度；利用系统惯量稳定裕度、系统增负荷方向的调频功率稳定裕度和系统减负荷方向的调频功率稳定裕度，对电力系统频率稳定裕度进行评估。 2.根据权利要求1所述的计及构网型储能的电力系统频率稳定裕度评估方法，其特征在于，获取系统故障数据，基于N-1原则，计算系统的惯量扰动功率、上调频扰动功率和下调频扰动功率，包括：获取系统对外直流联络线路发生单双极闭锁的功率损失量 和功率盈余量 系统内大规模新能源基地连锁故障脱网的功率损失量 系统内大型机组跳闸的功率损失量 大型负荷脱网的功率盈余量 基于N-1原则，计算系统实时的惯量扰动功率、上调频扰动功率和下调频扰动功率，如下：以 和 中的最大值作为N-1上调频扰动功率 以 和 中的最大值作为N-1下调频扰动功率 以 和 中的最大值作为N-1惯量扰动功率ΔP H 。 3.根据权利要求2所述的计及构网型储能的电力系统频率稳定裕度评估方法，其特征在于，根据发电资源的稳定约束参数、系统实时的N-1惯量扰动功率、N-1上调频扰动功率和N-1下调频扰动功率，基于系统暂态功频响应模型，仿真故障后的系统频率响应动态过程，以求解系统故障时的频率差最大值和系统频率变化率最大值。 4.根据权利要求3所述的计及构网型储能的电力系统频率稳定裕度评估方法，其特征在于，在系统频率偏移约束条件下，根据频率差最大值以如下关系式确定系统电源侧调频特性系数最小值：式中，M 1 为比例系数；α 1 为时间的可调指数；t m1 、t OB 分别为频率最大值时刻和基准频率时刻；ω 1 为角频率； 为相位角；ΔP L 为系统实时的N-1最大有功扰动或者N-2最大有功扰动，包括最大上调频扰动 和最大下调频扰动 K g 为系统电源侧调频特性系数；K L 为系统有功频率特性系数；其中，系统频率偏移约束条件包括低频减载门槛值、高频切机门槛值；系统电源侧调频特性系数最小值包括：对应系统低频减载门槛值 的系统电源侧上调频特性系数最小值 对应系统高频切机门槛值 的系统电源侧下调频特性系数最小值 5.根据权利要求4所述的计及构网型储能的电力系统频率稳定裕度评估方法，其特征在于，利用系统电源侧调频特性系数最小值，以如下关系式计算系统调频功率需求最小值：式中， 为系统上调频功率需求最小值； 为系统下调频功率需求最小值。 6.根据权利要求3所述的计及构网型储能的电力系统频率稳定裕度评估方法，其特征在于，以不同类型发电资源总惯量之和作为系统发电资源侧的总惯量，从而确定系统惯性时间常数；利用N-1惯量扰动功率和系统频率变化率确定系统最小惯性时间常数需求；利用系统惯性时间常数以及系统最小惯性时间常数需求，确定系统惯量稳定裕度，包括：分别计算常规机组、构网型储能电站和新能源场站的总惯量；以不同类型发电资源总惯量之和作为系统发电资源侧的总惯量，以如下关系式计算系统惯性时间常数：H sys ＝(E gΣ +E wΣ +E SΣ )P Lsys式中，P Lsys 为系统总负荷；H sys 为系统惯性时间常数，E gΣ 为常规机组的总惯量，E SΣ 为构网型储能电站的总惯量，E wΣ 为新能源场站的总惯量；利用N-1惯量扰动功率ΔP H 和系统频率变化率，以如下关系式计算系统最小惯性时间常数需求H min ：H min ＝ΔP H (df/dt) max式中，(df/dt) max 为系统频率变化率最大值；以如下关系式计算系统惯量稳定裕度：式中，H marg 为系统惯量稳定裕度。 7.根据权利要求6所述的计及构网型储能的电力系统频率稳定裕度评估方法，其特征在于，以如下关系式计算常规机组的总惯量：式中，E gΣ 为常规机组的总惯量；ζ gi 为常规机组i的运行状态，常规机组并网运行时ζ gi 取1，反之ζ gi 取0；H gi 为常规机组i的惯性时间常数；S Ni 为常规机组i的额定容量；n g 为常规机组的数量；以如下关系式计算构网型储能电站的总惯量：式中，E SΣ 为构网型储能电站的总惯量；ζ Sj 为储能电站j是否运行在构网模式的标志位，储能电站j运行在构网模式时ζ Sj 取1，反之ζ Sj 取0；H Sj 为构网型储能电站j设定的虚拟惯性时间常数；S Sj 为构网型储能电站j的额定容量；n S 为构网型储能电站的数量；以如下关系式计算新能源场站的总惯量：式中，E wΣ 为新能源场站的总惯量；ζ wj 为新能源场站j是否具备虚拟惯量响应能力的标志位，新能源场站j具备虚拟惯量响应能力时ζ wj 取1，反之ζ wj 取0；H wj 为新能源场站j的虚拟惯性时间常数；P wj 为新能源场站j的有功功率；n w 为新能源场站的数量；对于同一个储能电站j引入如下约束条件：ζ Sj +ζ wj ＝1储能电站j运行在构网模式时ζ Sj 取1、ζ wj 取0；反之，储能电站j运行在非构网模式时ζ Sj 取0、ζ wj 取1。 8.根据权利要求3所述的计及构网型储能的电力系统频率稳定裕度评估方法，其特征在于，利用系统发电资源侧的总上调频功率和系统上调频功率需求最小值，确定系统增负荷方向的调频功率稳定裕度；利用系统发电资源侧的总下调频功率和系统下调频功率需求最小值，确定系统减负荷方向的调频功率稳定裕度，包括：分别计算常规机组、新能源场站和储能电站的上调频功率和下调频功率；以不同类型发电资源的上调频功率之和作为系统发电资源侧的总上调频功率ΔP + ；以不同类型发电资源的下调频功率之和作为系统发电资源侧的总下调频功率ΔP - ；以如下关系式计算系统调频功率稳定裕度：式中， 为系统增负荷方向的调频功率稳定裕度， 为系统减负荷方向的调频功率稳定裕度； 分别为系统上调频功率需求最小值和下调频功率需求最小值。 9.根据权利要求8所述的计及构网型储能的电力系统频率稳定裕度评估方法，其特征在于，以如下关系式计算火电机组和核电机组的上调频功率 和下调频功率 式中，ζ j 为火电机组或核电机组j的运行状态，机组并网运行时ζ j 取1，反之ζ j 取0；χ j 为GB/T40595-2021《并网电源一次调频技术规定及试验导则》中对不同装机容量火电、核电机组最小调频功率的要求值；P Nj 为机组j的额定有功功率；P min 为火电机组或核电机组的允许最小技术出力；以如下关系式计算水电机组的上调频功率 和下调频功率 式中，ζ h 为水电机组h的运行状态，机组并网运行时ζ h 取1，反之ζ h 取0；χ h 为GB/T40595-2021《并网电源一次调频技术规定及试验导则》中对不同出力水电机组最小调频功率的要求值；P Nh 为水电机组的额定功率，P h 为机组的实际有功出力；若水电机组h运行点增负荷方向存在机组振动运行区，则P oh 取机组振动运行区下门槛功率值，若水电机组h运行点增负荷方向不存在机组振动运行区，则P oh 取(1+χ h )P Nh ；若水电机组h运行点减负荷方向存在机组振动运行区，则P qh 取机组振动运行区上门槛功率值，若水电机组h运行点减负荷方向不存在机组振动运行区，则P qh 取0；以如下关系式计算新能源场站的上调频功率 和下调频功率 式中，χ g 为新能源场站g是否配置一次调频功能的标志位，配置一次调频功能时χ g 取1，反之χ g 取0；P g 为新能源场站g的有功功率，P g_pred 为新能源场站g的超短期预测功率；以如下关系式计算储能电站的上调频功率 和下调频功率 式中，χ m 为储能电站m是否配置一次调频功能的标志位，配置一次调频功能时χ m 取1，反之χ m 取0；P m 为实时采集的电站有功功率， 为储能电站m增负荷方向的最大允许调节功率； 为储能电站m减负荷方向的最大允许调节功率。 10.根据权利要求1所述的计及构网型储能的电力系统频率稳定裕度评估方法，其特征在于，利用系统惯量稳定裕度、系统增负荷方向的调频功率稳定裕度和系统减负荷方向的调频功率稳定裕度，对电力系统频率稳定裕度进行评估，包括：以如下关系式计算系统实时频率稳定裕度F marg ：式中，H marg 为系统惯量稳定裕度； 为系统增负荷方向的调频功率稳定裕度， 为系统减负荷方向的调频功率稳定裕度；λ 1 、λ 2 、λ 3 均为评估因子，且满足λ 1 +λ 2 +λ 3 ＝1。 11.根据权利要求10所述的计及构网型储能的电力系统频率稳定裕度评估方法，其特征在于，建立评估因子优化的目标函数minF，满足如下关系式：式中，C(H marg ≤1)为H marg 小于等于100％的次数， 为 小于等于100％的次数， 为 小于等于100％的次数；以目标函数minF取值最小时对应的评估因子作为最优值，基于最优值计算系统实时频率稳定裕度。 12.一种计及构网型储能的电力系统频率稳定裕度评估系统，其特征在于，包括：参数计算模块，惯性裕度计算模块，调频功率裕度计算模块，频率稳定裕度评估模块；参数计算模块，用于获取发电资源的稳定约束参数以及系统故障数据，基于N-1原则，计算系统的N-1惯量扰动功率、N-1上调频扰动功率和系统上调频功率需求最小值、N-1下调频扰动功率和系统下调频功率需求最小值；惯性裕度计算模块，用于以不同类型发电资源总惯量之和作为系统发电资源侧的总惯量，从而确定系统惯性时间常数；利用N-1惯量扰动功率和系统频率变化率确定系统最小惯性时间常数需求；利用系统惯性时间常数以及系统最小惯性时间常数需求，确定系统惯量稳定裕度；调频功率裕度计算模块，用于利用系统发电资源侧的总上调频功率和系统上调频功率需求最小值，确定系统增负荷方向的调频功率稳定裕度；利用系统发电资源侧的总下调频功率和系统下调频功率需求最小值，确定系统减负荷方向的调频功率稳定裕度；频率稳定裕度评估模块，用于利用系统惯量稳定裕度、系统增负荷方向的调频功率稳定裕度和系统减负荷方向的调频功率稳定裕度，对电力系统频率稳定裕度进行评估。 13.一种终端，包括处理器及存储介质；其特征在于：所述存储介质用于存储指令；所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行权利要求1-11任一项所述方法的步骤。 14.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-11任一项所述方法的步骤。