System Inertia Allocation Method Considering Transient Frequency Safety Under Multiple Concurrent Power Impacts

WU Xuelian; LI Zhaowei; HUANG Xifang; LIU Fusuo; LAI Yening; HUANG Hui

doi:10.7500/AEPS20230830014

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System Inertia Allocation Method Considering Transient Frequency Safety Under Multiple Concurrent Power Impacts

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- System Inertia Allocation Method Considering Transient Frequency Safety Under Multiple Concurrent Power Impacts
- Automation of Electric Power Systems Vol. 48, Issue 12, Pages: 68-78(2024)
- 作者机构：
  
  南瑞集团有限公司（国网电力科学研究院有限公司），江苏省南京市 211106
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  State Grid Corporation of China(5108-202218280A-2-265-XG)
- DOI：10.7500/AEPS20230830014
  CLC：
- Received：30 August 2023，
  
  Revised：2024-02-05，
  
  Published Online：29 April 2024，
  
  Published：25 June 2024
- 稿件说明：
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吴雪莲,李兆伟,黄锡芳等.考虑多点并发功率冲击下暂态频率安全的系统惯量分配方法[J].电力系统自动化,2024,48(12):68-78.

WU Xuelian,LI Zhaowei,HUANG Xifang,et al.System Inertia Allocation Method Considering Transient Frequency Safety Under Multiple Concurrent Power Impacts[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(12):68-78.
吴雪莲,李兆伟,黄锡芳等.考虑多点并发功率冲击下暂态频率安全的系统惯量分配方法[J].电力系统自动化,2024,48(12):68-78. DOI： 10.7500/AEPS20230830014.

WU Xuelian,LI Zhaowei,HUANG Xifang,et al.System Inertia Allocation Method Considering Transient Frequency Safety Under Multiple Concurrent Power Impacts[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(12):68-78. DOI： 10.7500/AEPS20230830014.

摘要

随着新能源发电和区外直流馈入占比的增加，电网暂态频率安全约束下的惯量需求越来越迫切。文中分析了高比例新能源低惯量系统的频率响应特性，理论推导了大规模新能源低电压穿越下系统频率时空分布现象产生的原因与关键影响因素。从降低局部电网暂态频率最大偏差、避免局部第三道防线动作的角度，考虑频率时空分布特性，兼顾系统的负荷、新能源和直流的分布情况，提出了惯量在同步电网内不同区域之间的分配方法，指导系统中同步机组的开机与出力安排。基于中国华东实际电网的仿真分析表明，对于新能源发电和直流馈入量较大的电力系统，短路故障引起的多点并发功率冲击下系统频率时空分布差异显著，所提方法能够有效降低频率时空分布差异，降低局部系统暂态频率的最大偏差，验证了所提方法的有效性。

Abstract

With the increase in the proportion of renewable energy power generation and external DC feed-in

the inertia demand under the grid transient frequency safety constraints is becoming more and more urgent. The frequency response characteristics of high-proportion renewable energy low-inertia systems are analyzed

and the causes and key influencing factors of the spatiotemporal distribution of system frequency under the large-scale renewable energy in the process of low voltage ride-through are deduced theoretically. From the perspective of reducing the maximum transient frequency deviation of the local power grid and avoiding the action of the local third line of defense

considering the frequency spatiotemporal distribution characteristics as well as the distribution of load

renewable energy and DC

the distribution method for the inertia among different regions in the synchronous power grid is proposed to guide the arrangement of the start-up and output of the synchronous units in the system. The simulation analysis based on the actual large power grid in East China power grid shows that for the power system with large amount of renewable energy generation and DC feed-in

the spatiotemporal distribution characteristics of system frequency are significantly different under multiple concurrent power impacts caused by short-circuit faults. The proposed method can effectively reduce the difference in frequency spatiotemporal distribution

improve the maximum deviation of local system transient frequency

which verifies the effectiveness of the proposed method.

关键词

Keywords

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