论文导读 I 新型电力系统点对网惯性支撑能力在线监测方法

文摘   科学   2024-12-06 09:00   上海  

  交大学报 论文导读


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导语


本期推介论文发表在《上海交通大学学报》2024年第58卷第9期。欢迎相关领域的研究者阅读、引用!

新型电力系统点对网惯性支撑能力在线监测方法



PART.1  本文亮点



本文创新性地提出了基于回归法的等效惯性常数辨识方法,并与现有的在线惯量监测方法融合,构建了基于同步相量测量单元的新型电力系统点对网惯性支撑能力在线监测的系统性方法。


PART.2 内容简介


新型电力系统点对网惯性支撑能力在线监测方法

准确及时地监测低惯量新型电力系统中聚合电源汇集点对电网的惯性支撑能力,对于提升系统安全、稳定、经济化运行具有重要意义。
为阐明点对网的惯性支撑能力在线监测方法的基本原理,首先对以摇摆方程为基础的电力系统等效惯性常数定义及现有在线监测方法进行回顾;然后,为弥补现有在线监测方法在准确性上的欠缺,创新性地提出了基于回归法的等效惯性常数辨识方法,并与在线惯量监测方法融合,构建了基于同步相量测量单元的新型电力系统点对网惯性支撑能力在线监测的系统性方法;最后,通过改进的新英格兰10机39节点系统仿真分析,论证了该惯性支撑能力在线监测方法的实时性、准确性及其对新型电力系统的适用性。


图文导读

本文在梳理了已有的惯量在线监测技术基础上,提出了基于数据回归的等效惯性常数识别,构建了适用于新型电力系统的点对网惯性支撑能力在线监测系统性方法,如图1所示。




图1 新型电力系统点对电网惯性支撑能力在线监测系统性方法

通过改进的新英格兰10机39节点系统对本文所涉及的惯量监测方法的准确性及可行性进行探讨,关键发现如下:

(1)电网控制调度中心可通过汇集点PMU的测量数据准确监测系统中各关键聚合电源内部等效频率及其对网输出的RoCoP。

(2)现有的在线惯量监测在大干扰及小干扰下均可准确监测惯量变化,为新型电力系统的控制与保护提供相关信息。

(3)基于回归法的等效惯性常数辨识方法可通过较短的时间窗口准确监测转动惯量及虚拟惯量的等效惯性常数,为新型电力系统运营及频率辅助服务市场提供参考信息。

(4)结合在线惯量监测与等效惯性常数辨识的汇集点惯量监测方法可实现对传统同步机组及其他电力电子电源的惯性支撑效果的全面监测,适应新型电力系统精确运行监测与控制需求。

基于上述结论/关键发现可知,所提出的电力系统点对网惯性支撑能力在线监测系统性方法具有准确性、普适性和及时性3个突出特征。未来工作将进一步探究区域级电网等效惯量的监测方法,通过尽可能少的测量设备对区域级电网惯量水平进行准确监测。



PART.3

相关研究进展或近期成果发表



[1] CHEN J, LIU M, MILANO F, et al. 100% Converter-Interfaced generation using virtual synchronous generator control: A case study based on the irish system[J]. Electric Power Systems Research, 2020, 187(106475): 1-10. 

[2] LIU M, CHEN J, MILANO F. On-line Inertia Estimation for Synchronous and Non-Synchronous Device[J]. IEEE Transactions on Power Systems, 2021, 36(03): 2693-2701.
 
[3] CHEN J, LIU M, MILANO F, et al. Adaptive Virtual Synchronous Generator Considering Converter and Storage Capacity Limits[J]. CSEE Journal of Power and Energy Systems, 2022, 08(02): 580-590.
 
[4] DENG X, MO R, WANG P, CHEN J, NAN D, LIU M.Review of RoCoF Estimation Techniques for Low-Inertia Power Systems[J]. Energies 2023, 16, 3708. https://doi.org/10.3390/en16093708.




PART.4 作者简介



团队介绍:
新疆新型电力系统风光集中消纳运行控制工程技术研究中心是依托自治区“双一流”高校新疆大学,由电气学院主导,工程师学院和智能科学与技术学院配合,国网新疆电力有限公司与北京清鹏智能科技有限公司联合的新疆自治区“新能源新材料”产业工程技术创新基地。中心目前有工程技术研究人员17人,其中高级工程技术研究员11人,高级工程技术设计人员5人,管理人员5人;教育部长江学者1人,中组部国家高层次青年人才3人。中心下设“新型电力系统规划与运行”“新型电力系统监测与保护”“新型电力系统稳定与控制”以及“新型电力系统人工智能技术”4个学科方向,培养博士研究生13人,硕士研究生46人,承担省部级以上科研项目及企业横向项目30余项,总计科研经费超2000万。
第一作者作者简介:
邓小宇,现国网新疆电力有限公司电力科学研究院电网技术研究所专责。于2023年08月毕业于新疆大学电气工程学院,研究方向为电力系统稳定与控制。参与国家自然科学基金项目、新疆维吾尔自治区自然科学基金项目各1项,已发表SCI/EI收录的一作论文3篇。

通信作者简介:
陈俊儒,新疆大学电气工程学院副教授,工程师学院副院长,新疆新型电力系统风光集中消纳运行控制工程技术研究中心主任,博士生导师,硕士生导师,入选国家海外高层次人才计划。主要研究方向为:新能源并网与控制技术,电力系统稳定性分析,电力电子建模、控制与稳定性分析,综合能源控制系统,时域仿真软件开发。2019年12月获爱尔兰国立都柏林大学博士学位,2016年5月获爱尔兰国立都柏林大学硕士学位,分别于2020、2019和2018在丹麦奥尔堡大学、爱沙尼亚塔林理工大学和德国基尔大学访学。主持项目13项;以第一/通讯作者身份发表论文50余篇,其中SCI收录20余篇;《Converter-Based Dynamics and Control of Modern Power Systems》章节作者;获“2019年国家优秀自费留学生”,由国家留学基金管理委员会颁发;获2019年电力系统国际年会IEEE PES General Meeting最佳会议论文;获2019年欧盟优秀博士后资助计划。




PART.5 引文信息


邓小宇, 刘牧阳, 常喜强, 南东亮, 莫若, 陈俊儒.新型电力系统点对网惯性支撑能力在线监测方法[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(9): 1390-1399.

DENG Xiaoyu, LIU Muyang, CHANG Xiqiang, NAN Dongliang, MO Ruo, CHEN Junru. Online Monitoring Method for Inertial Support Capacity of Point-to-Grid in New Power Systems[J].  Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2024, 58(9): 1390-1399.

撰文:邓小宇

编辑:李博文

责任编辑:孙   伟


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