(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 202211180317.9 (22)申请日 2022.09.27 (71)申请人 国网江苏省电力有限公司经济技 术 研究院 地址 210008 江苏省南京市 鼓楼区中山路 251号 申请人 国网江苏省电力有限公司 (72)发明人 蔡晖　孙文涛　王荃荃　祁万春　 谢珍建　许偲轩　韩杏宁　彭竹弈　 张文嘉　刘国静　李辰　 (74)专利代理 机构 南京汇盛专利商标事务所 (普通合伙) 32238 专利代理师 吴扬帆　吴静安 (51)Int.Cl. H02J 3/24(2006.01)H02J 3/38(2006.01) G06F 17/10(2006.01) (54)发明名称 一种计及海上风电调频能力的电力系统频 率态势预测方法 (57)摘要 本发明公开了一种计及海上风电调频能力 的电力系统频率态势预测方法， 该方法基于火 电、 陆上风电、 光伏、 海上风电附加频率控制模 块， 首先建立聚合的电力系统频率响应模型。 根 据聚合的系统频率响应模型， 建立电力系统频率 特性模型， 并得到系统频率变化频域表达式及频 率变化时域表达式， 基于频率特性传递函数定量 计算初始频率变化率、 最大频率偏 差及稳态频率 偏差， 并对调频单元调频参数进行量化分析， 本 发明所提的计及海上风电调频能力的新型电力 系统频率态势预测方法量化分析了沿海地区多 资源参与调频下的系统频率特征， 为新型电力系 统频率态 势预测提供了指导作用。 权利要求书3页 说明书7页 附图1页 CN 115528702 A 2022.12.27 CN 115528702 A 1.一种计及海上风电调频能力的电力系统频率态势预测方法， 其特征在于， 该方法包 括： 步骤1)建立包括火电附加频率控制模块、 陆上风电附加频率控制模块、 光伏电附加频 率控制模块以及海上风电附加频率控制模块的聚合的电力系统频率响应的传递模型； 步骤2)根据电力系统频率、 功率的数量关系， 建立电力系统频率特性模型； 步骤3)建立电力系统频率变化频域、 时域模型； 步骤4)定量分析电力系统的包含初始频率变化率、 最大频率偏差及稳态频率偏差的频 率特征， 最终得到系统频率态 势预测分析指标。 2.根据权利要求1所述的计及海上风电调频能力的电力系统频率态势预测方法， 其特 征在于， 步骤1)中， 火电附加频率控制 模块、 陆上风电附加频率控制模块、 光伏电附加频率 控制模块以及海上风电附加频率控制模块按照并联的方式进行聚合； 所述传统火电附加频率控制模块的传递 函数GR(s)为 式(1)中， km为机械功率增益因数， FH为原动机高压缸做功系数， TR为再热时间常数， R为 一次调频 下垂系数， s为频域 算子； 所述陆上风电附加频率控制模块的传递 函数GLandWind(s)为 式(2)中， Tω为虚拟转子的惯性响应时间常数； kdf为转子惯性响应系 数； ΔPω为转子惯 性控制的调频功率； Tβ为机组桨距角控制响应时间系数； kpf1为一次调频系数； ΔPβ为变桨距 控制提供功率变化 量； Δf为电力系统频率变化 量； ΔPLandWind为陆上风电总功率变化 量， 所述海上风电附加频率控制模块的传递 函数GSeaWind(s)为 式(3)中， kpf2为海上风电机组一次调频系数； ΔPSeaWind为海上风电参与调频的调频功率 变化量， 所述风电系统频率响应模型的传递 函数GWind(s)为 所述光伏附加频率控制模块的传递 函数Gpv(s)为 式(5)中， Cb、 Udcz分别为高压直流电容、 高压直流电压初始值； ΔPpv、 ΔUdc分别为光伏单 元功率变化 量、 高压直 流电压变化 量； kpv为光伏单元时间常数； Hpv为光伏时间常数。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115528702 A 2所述聚合的电力系统频率响应的传递模型为 式(6)中， ρR、 ρSeaWind、 ρLandWind、 ρpv分别为火电、 海上风电、 陆上风电及光伏调频系数； H为 电力系统惯性时间常数， Dsys为阻尼常数， ΔPL为系统功率扰动大小， ΔP为系统功率变化 量； ΔPR'、 ΔPSeaWind'、 ΔPLandWind'、 ΔPWind'、 ΔPpv'分别为经调频有功功率分配后的火电调 频功率、 海上风电调频功率、 陆上风电调频功率、 风电系统调频功率及光伏调频功率。 3.根据权利要求2所述的计及海上风电调频能力的电力系统频率态势预测方法， 其特 征在于， 结合式(6)得到经调频分配后的风电系统一次调频传递 函数为 经调频分配后的火电、 光伏一次调频传递 函数为 GR'(s)＝ρR·GR(s)                            (8) Gpv'(s)＝ρpv·Gpv(s)                           (9) 所述电力系统频率、 功率的数量关系为 所述电力系统频率特性模型为 4.根据权利要求3所述的计及海上风电调频能力的电力系统频率态势预测方法， 其特 征在于， 基于式(12)求得系统频率变化的频域、 时域表达式， 所述频率变化频域表达式为权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115528702 A 3