Analysis Method for Frequency Spatial-Temporal Distribution Characteristics of  High-proportion Photovoltaic System Based on Power Measurement

JIA Jiaoxin; ZHAO Qingshuai; SHAO Chen; YAN Xiangwu; QU Yue

doi:10.7500/AEPS20240421002

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Analysis Method for Frequency Spatial-Temporal Distribution Characteristics of High-proportion Photovoltaic System Based on Power Measurement

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Analysis Method for Frequency Spatial-Temporal Distribution Characteristics of High-proportion Photovoltaic System Based on Power Measurement
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 2, Pages: 96-107(2025)
- 作者机构：
  
  1.分布式储能与微网河北省重点实验室（华北电力大学），河北省保定市 071003
  2.河北农业大学机电工程学院，河北省保定市 071001
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(52207102)
- DOI：10.7500/AEPS20240421002
  CLC：
- Received：21 April 2024，
  
  Revised：2024-09-26，
  
  Published Online：09 December 2024，
  
  Published：25 January 2025
- 稿件说明：
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贾焦心,赵清帅,邵晨等.基于功率量测的光伏高占比系统频率时空分布特征分析方法[J].电力系统自动化,2025,49(2):96-107.

JIA Jiaoxin,ZHAO Qingshuai,SHAO Chen,et al.Analysis Method for Frequency Spatial-Temporal Distribution Characteristics of High-proportion Photovoltaic System Based on Power Measurement[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(2):96-107.
贾焦心,赵清帅,邵晨等.基于功率量测的光伏高占比系统频率时空分布特征分析方法[J].电力系统自动化,2025,49(2):96-107. DOI： 10.7500/AEPS20240421002.

JIA Jiaoxin,ZHAO Qingshuai,SHAO Chen,et al.Analysis Method for Frequency Spatial-Temporal Distribution Characteristics of High-proportion Photovoltaic System Based on Power Measurement[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(2):96-107. DOI： 10.7500/AEPS20240421002.

摘要

目前，电力系统频率的全局响应分析通常采用系统的共模频率。然而，随着新能源在电力系统中占比的不断提高，系统惯量降低和调频资源分布不均的特征日益明显。节点间频率偏差指标能够反映系统频率在时间、空间上的分布差异。为得到准确的节点间频率偏差测量值，文中提出一种功率量测法。该方法能够在机组内部结构和控制参数未知的条件下，通过测量功率波动得到系统的频率变化情况，从而分析系统的频率时空分布特征。首先，通过仿真模型得到节点间频率偏差，分析光伏高占比系统受到扰动后的频率时空分布特征以及影响因素。然后，采用功率量测法得到频率偏差，并与锁相环、同步相量测量装置得到的节点间频率偏差进行对比，验证其准确性。最后，通过仿真和实验测试验证所提方法得到的节点间频率偏差能够有效体现系统频率的时空分布特征。

Abstract

At present

the global response analysis of power system frequency usually adopts the common mode frequency of the system. However

as the proportion of renewable energy in the power system continues to increase

the characteristics of system inertia reduction and uneven distribution of frequency regulation resources are becoming increasingly apparent. The frequency deviation index between nodes can reflect the distribution differences of system frequency in time and space. To obtain the accurate measurement values of frequency deviation between nodes

a power measurement method is proposed. With this method

the frequency variation of the system can be obtained by measuring the power fluctuation in the condition that the internal structure and control parameters of the unit are unknown

and the frequency spatial-temporal distribution characteristics of the system can be analyzed.Firstly

the frequency spatial-temporal distribution characteristics and influencing factors of the system with high proportion of photovoltaics after disturbance are analyzed using the frequency deviation between nodes obtained through simulation models. Secondly

the inter-node frequency deviation obtained by power measurement method is compared with the inter-node frequency deviation measured by phase-locked loop and synchrophasor measurement unit to verify its accuracy. Finally

the frequency deviation between nodes obtained by the proposed method can effectively reflect the spatial-temporal distribution characteristics of the system frequency through simulation and experimental tests.

关键词

Keywords

references

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