本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)自動化領域，涉及一種電網慣量在線評估方法、系統(tǒng)、計算機設備及存儲介質。

背景技術：

1、新型電力系統(tǒng)的發(fā)展建設，推動了高比例新能源和高比例電力電子設備在電網中的大規(guī)模應用，大量同步機組被新能源替代，導致電網的慣量水平逐步降低。慣量是電網頻率抗擾動的重要保障，在電網發(fā)生擾動后能夠有助于減小頻率的變化，避免電網大規(guī)模的波動，但隨著大量同步機組被新能源所替代，同步交流電網的轉動慣量持續(xù)減小，電力系統(tǒng)動態(tài)調節(jié)水平能力下降，削弱了系統(tǒng)承受抗擾動的能力，也降低了其承受頻率波動、有功功率沖擊的能力，增加了電網的運行風險，影響到電網的安全穩(wěn)定運行。

2、針對慣量逐步降低的問題，行業(yè)內開展了慣量評估技術研究。當前針對慣量的評估主要是采用離線統(tǒng)計方式和擾動在線監(jiān)測兩種方式。離線統(tǒng)計方式主要是統(tǒng)計在運的同步機組的慣量，匯總統(tǒng)計各機組的轉動慣量得到系統(tǒng)的總慣量。但隨著新能源大規(guī)模并網接入，尤其是以逆變器為代表的電力電子設備的應用，風電、光伏以及儲能等新能源可以通過參數(shù)的設置實現(xiàn)虛擬慣量的支撐，與此同時，負荷側的大量同步電動機等負荷在頻率發(fā)生變化后也能夠提供慣量支撐，因此，當前僅統(tǒng)計同步機組的方式無法準確反映慣量的真實水平。

3、為此，行業(yè)內提出了基于擾動事件的慣量在線監(jiān)測和評估方法。目前來看，基于擾動事件雖然可以較為準確的評估電網系統(tǒng)慣量水平，但是這類擾動必須是大擾動，唯有如此才能夠在全網范圍內造成頻率波動，進而為慣量的在線評估提供支撐。但是在日常運行過程中擾動事件，尤其是大擾動事件發(fā)生的較少，這就限制了慣量的在線評估和應用。此外，行業(yè)內也提出了基于開關投切等小擾動下的慣量評估方法，但是這類小擾動引起的功率、頻率變化值均較小，pmu(phasor?measurement?unit，相量測量單元)測量數(shù)據(jù)的變化也不明顯，會給在線監(jiān)測評估的結果造成較大的誤差。另外，由于小擾動波及的范圍很小，無法真正體現(xiàn)全網范圍內頻率因功率不平衡而產生的變化和波動，因此基于小擾動的電網慣量評估難以工程應用。因此，在電網日常運行過程中，絕大多少時間都是穩(wěn)態(tài)運行，此時電網即無小擾動也無大擾動，如何實現(xiàn)慣量水平的在線評估為電網的調度運行提供支撐成為了當前迫切需要解決的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點，提供一種電網慣量在線評估方法、系統(tǒng)、計算機設備及存儲介質。

2、為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案予以實現(xiàn)：

3、本發(fā)明第一方面，提供一種電網慣量在線評估方法，包括：根據(jù)電網在設置時間范圍內的若干歷史擾動事件時的系統(tǒng)慣量、同步機類型慣量、新能源慣量和負荷水平，得到電網的單位負荷對應慣量均值；獲取電網當前的負荷水平，并根據(jù)電網的單位負荷對應慣量均值，得到電網當前的負荷慣量；獲取電網當前的同步機類型慣量和新能源慣量，并疊加電網當前的負荷慣量、同步機類型慣量和新能源慣量，得到電網當前的系統(tǒng)慣量。

4、可選的，還包括：通過下式獲取電網在設置時間范圍內的若干歷史擾動事件時的系統(tǒng)慣量：

5、

6、其中，hsd為電網在歷史擾動事件時的系統(tǒng)慣量，δp為電網在歷史擾動事件時損失的有功功率，fn為電網在歷史擾動事件時的額定頻率，df/ft為電網在歷史擾動事件時的系統(tǒng)中心點頻率變化率。

7、可選的，還包括：通過下式獲取電網在設置時間范圍內的若干歷史擾動事件時的同步機類型慣量：

8、

9、hssdall＝hssd+hscd+hspd

10、其中，hssd為電網在歷史擾動事件時的同步發(fā)電機慣量；hsi為第i個同步發(fā)電機的慣性常數(shù)；ssi為第i個同步發(fā)電機的額定容量；nssd為電網在歷史擾動事件時在運的同步發(fā)電機數(shù)量；hscd為電網在歷史擾動事件時的同步調相機慣量；hci為第i個同步調相機的慣性常數(shù)；sci為第i個同步調相機的額定容量；nscd為電網在歷史擾動事件時在運的同步調相機數(shù)量；hspd為電網在歷史擾動事件時的抽水蓄能電站慣量；hpi為第i個抽水蓄能電站的慣性常數(shù)；spi為第i個抽水蓄能電站的額定容量；nspd為電網在歷史擾動事件時在運的抽水蓄能電站數(shù)量；hssdall為電網在歷史擾動事件時的同步機類型慣量。

11、通過下式獲取電網在設置時間范圍內的若干歷史擾動事件時的新能源慣量：

12、

13、其中，hrsd為電網在歷史擾動事件時的新能源廠站慣量；hri為第i個新能源廠站的慣性常數(shù)；sri為第i個新能源廠站的實際出力；nrsd為電網在歷史擾動事件時滿足預設要求的新能源廠站數(shù)量；其中，預設要求為實際出力與額定容量的比值超過預設門檻值的新能源廠站。

14、可選的，所述根據(jù)電網在設置時間范圍內的若干歷史擾動事件時的系統(tǒng)慣量、同步機類型慣量、新能源慣量和負荷水平，得到電網的單位負荷對應慣量均值包括：通過下式獲取電網在設置時間范圍內的若干歷史擾動事件時的負荷慣量：

15、

16、其中，hld為電網在歷史擾動事件時的負荷慣量。

17、通過下式獲取電網在設置時間范圍內的若干歷史擾動事件時的單位負荷對應慣量：

18、

19、其中，為電網在歷史擾動事件時的單位負荷對應慣量；pld為電網在歷史擾動事件時的負荷水平。

20、通過下式獲取電網的單位負荷對應慣量均值

21、

22、其中，n為歷史擾動事件數(shù)量，為電網在第i個歷史擾動事件時的單位負荷對應慣量。

23、可選的，還包括：每間隔預設時間段均獲取電網當前的系統(tǒng)慣量，得到若干評估電網系統(tǒng)慣量并根據(jù)若干評估電網系統(tǒng)慣量，構建評估電網系統(tǒng)慣量隨時間變化的曲線。

24、可選的，還包括：當當前時間超出當前設置時間范圍，且無新的擾動事件發(fā)生時，繼續(xù)延用當前設置時間范圍內的電網的單位負荷對應慣量均值；當當前時間超出當前設置時間范圍，且有新的擾動事件發(fā)生時，基于下一設置時間范圍內的若干歷史擾動事件時的系統(tǒng)慣量、同步機類型慣量、新能源慣量和負荷水平，更新電網的單位負荷對應慣量均值。

25、本發(fā)明第二方面，提供一種電網慣量在線評估系統(tǒng)，包括：單位負荷對應慣量評估模塊，用于根據(jù)電網在設置時間范圍內的若干歷史擾動事件時的系統(tǒng)慣量、同步機類型慣量、新能源慣量和負荷水平，得到電網的單位負荷對應慣量均值；負荷慣量評估模塊，用于獲取電網當前的負荷水平，并根據(jù)電網的單位負荷對應慣量均值，得到電網當前的負荷慣量；系統(tǒng)慣量評估模塊，用于獲取電網當前的同步機類型慣量和新能源慣量，并疊加電網當前的負荷慣量、同步機類型慣量和新能源慣量，得到電網當前的系統(tǒng)慣量。

26、可選的，還包括歷史系統(tǒng)慣量獲取模塊，所述歷史系統(tǒng)慣量獲取模塊用于通過下式獲取電網在設置時間范圍內的若干歷史擾動事件時的系統(tǒng)慣量：

27、

28、其中，hsd為電網在歷史擾動事件時的系統(tǒng)慣量，δp為電網在歷史擾動事件時的有功功率，fn為電網在歷史擾動事件時的額定頻率，df/ft為電網在歷史擾動事件時的系統(tǒng)中心點頻率變化率。

29、可選的，還包括歷史同步機類型慣量獲取模塊和歷史新能源慣量獲取模塊；所述歷史同步機類型慣量獲取模塊用于通過下式獲取電網在設置時間范圍內的若干歷史擾動事件時的同步機類型慣量：

30、

31、

32、

33、其中，hssd為電網在歷史擾動事件時的同步發(fā)電機慣量；hsi為第i個同步發(fā)電機的慣性常數(shù)；ssi為第i個同步發(fā)電機的額定容量；nssd為電網在歷史擾動事件時在運的同步發(fā)電機數(shù)量；hscd為電網在歷史擾動事件時的同步調相機慣量；hci為第i個同步調相機的慣性常數(shù)；sci為第i個同步調相機的額定容量；nscd為電網在歷史擾動事件時在運的同步調相機數(shù)量；hspd為電網在歷史擾動事件時的抽水蓄能電站慣量；hpi為第i個抽水蓄能電站的慣性常數(shù)；spi為第i個抽水蓄能電站的額定容量；nspd為電網在歷史擾動事件時在運的抽水蓄能電站數(shù)量；為電網在歷史擾動事件時的同步機類型慣量。

34、所述歷史新能源慣量獲取模塊用于通過下式獲取電網在設置時間范圍內的若干歷史擾動事件時的新能源慣量：

35、

36、其中，hrsd為電網在歷史擾動事件時的新能源廠站慣量；hri為第i個新能源廠站的慣性常數(shù)；sri為第i個新能源廠站的實際出力；nrsd為電網在歷史擾動事件時滿足預設要求的新能源廠站數(shù)量；其中，預設要求為實際出力與額定容量的比值超過預設門檻值的新能源廠站。

37、可選的，所述根據(jù)電網在設置時間范圍內的若干歷史擾動事件時的系統(tǒng)慣量、同步機類型慣量、新能源慣量和負荷水平，得到電網的單位負荷對應慣量均值包括：通過下式獲取電網在設置時間范圍內的若干歷史擾動事件時的負荷慣量：

38、

39、其中，hld為電網在歷史擾動事件時的負荷慣量。

40、通過下式獲取電網在設置時間范圍內的若干歷史擾動事件時的單位負荷對應慣量：

41、

42、其中，為電網在歷史擾動事件時的單位負荷對應慣量；pld為電網在歷史擾動事件時的負荷水平。

43、通過下式獲取電網的單位負荷對應慣量均值

44、

45、其中，n為歷史擾動事件數(shù)量，為電網在第i個歷史擾動事件時的單位負荷對應慣量。

46、可選的，還包括曲線構建模塊，所述曲線構建模塊用于每間隔預設時間段均獲取電網當前的系統(tǒng)慣量，得到若干評估電網系統(tǒng)慣量，以及根據(jù)若干評估電網系統(tǒng)慣量構建評估電網系統(tǒng)慣量隨時間變化的曲線。

47、可選的，還包括更新模塊，所述更新模塊用于當當前時間超出當前設置時間范圍，且無新的擾動事件發(fā)生時，下一設置時間范圍繼續(xù)延用當前設置時間范圍的電網的單位負荷對應慣量均值；當當前時間超出當前設置時間范圍，且有新的擾動事件發(fā)生時，基于下一設置時間范圍內的若干歷史擾動事件時的系統(tǒng)慣量、同步機類型慣量、新能源慣量和負荷水平，得到下一設置時間范圍的電網的單位負荷對應慣量均值。

48、本發(fā)明第三方面，提供一種計算機設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)上述電網慣量在線評估方法的步驟。

49、本發(fā)明第四方面，提供一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述電網慣量在線評估方法的步驟。

50、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

51、本發(fā)明電網慣量在線評估方法，首先根據(jù)電網在設置時間范圍內的若干歷史擾動事件時的系統(tǒng)慣量、同步機類型慣量、新能源慣量和負荷水平，得到電網的單位負荷對應慣量均值，然后獲取電網當前的負荷水平，并根據(jù)電網的單位負荷對應慣量均值，得到電網當前的負荷慣量，最終疊加電網當前的負荷慣量、同步機類型慣量和新能源慣量，得到電網當前的系統(tǒng)慣量。本發(fā)明方法以擾動事件下慣量在線評估為基礎，以多次擾動事件評估設置時間范圍內單位負荷對應慣量均值，能夠基于穩(wěn)態(tài)運行時真實的負荷水平評估負荷慣量，結合同步機類型慣量和新能源慣量的在線統(tǒng)計實現(xiàn)電網穩(wěn)態(tài)運行時系統(tǒng)慣量的在線評估，提高慣量監(jiān)測的準確性，為電網運行監(jiān)測提供新的技術手段，保障電網安全穩(wěn)定運行。