Offline Inertia Identification Method for Power Systems Based on Frequency Response Model

DING Yusheng; ZHENG Jinghong; YUAN Liqiang; WANG Renjie; LI Songzhe; ZENG Jie

doi:10.7500/AEPS20250312003

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Offline Inertia Identification Method for Power Systems Based on Frequency Response Model

Basic Research | 更新时间：2026-02-28

- Offline Inertia Identification Method for Power Systems Based on Frequency Response Model
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 24, Pages: 125-137(2025)
- 作者机构：
  
  1.清华大学电机工程与应用电子技术系，北京市 100084
  2.南方电网电力科技股份有限公司，广东省广州市 510080
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  Smart Grid-National Science and Technology Major Project (2030)of China(2025ZD0804900)
- DOI：10.7500/AEPS20250312003
  CLC：
- Received：12 March 2025，
  
  Revised：2025-09-06，
  
  Online First：22 October 2025，
  
  Published：25 December 2025
- 稿件说明：
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丁禹升,郑竞宏,袁立强等.基于频率响应模型的电力系统离线惯量辨识方法[J].电力系统自动化,2025,49(24):125-137.

DING Yusheng,ZHENG Jinghong,YUAN Liqiang,et al.Offline Inertia Identification Method for Power Systems Based on Frequency Response Model[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(24):125-137.
丁禹升,郑竞宏,袁立强等.基于频率响应模型的电力系统离线惯量辨识方法[J].电力系统自动化,2025,49(24):125-137. DOI： 10.7500/AEPS20250312003.

DING Yusheng,ZHENG Jinghong,YUAN Liqiang,et al.Offline Inertia Identification Method for Power Systems Based on Frequency Response Model[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(24):125-137. DOI： 10.7500/AEPS20250312003.

摘要

电力系统惯量是维持系统频率稳定的关键因素。随着配电网中提供惯量的构网型电源逐渐增多，准确的节点等效惯量测量评估对电力系统稳定运行具有重要意义。文中针对电力系统惯量测量方法评估精度不足问题，首先，从机理上分析了锁相环测量环节和常规动态同步相量算法在系统频率变化率测量与惯量计算中的局限性，并建立了考虑同步发电机、新能源与负荷等设备的单机系统频率响应模型；然后，在动态同步相量算法的基础上，提出了一种基于频率响应模型的单机系统惯量辨识方法，该方法能够有效降低测量噪声对惯量评估的影响。进一步，将该方法拓展到多机系统，提出了基于频率响应模型的多机系统惯量辨识方法。最后，通过理论分析和仿真，验证了所提方法在提高惯量评估精度和实用性方面的优势。

Abstract

The inertia of power systems is a crucial factor for maintaining the stability of system frequency. With the gradual increase of grid-forming power sources to supply inertias in distribution networks

the accurate measurement and estimation of nodal equivalent inertia is of great importance for safe operation of power systems. In this paper

to address the issue of insufficient estimation accuracy of measurement methods for power system inertia

firstly

the limitations of the measurement link of phase-locked loop and conventional synchrophasor algorithm in system rate of change of frequency measurement for systems and inertia calculation from the perspective of the mechanism are analyzed

and a frequency response model for single-machine systems is established considering devices such as synchronous generators

renewable energy sources

and loads

etc. Secondly

based on the dynamic synchrophasor algorithm

an identification method of inertia for single-machine systems based on the frequency response model is proposed. This method can effectively reduce the impact of measurement noises on inertia estimation. Furthermore

this method is extended to multi-machine systems and an identification method of inertia for multi-machine systems based on the frequency response model is proposed. Finally

Through the theoretical analysis and simulation

the advantages of the proposed method are verified in terms of improving the accuracy of inertia estimation and practicality.

关键词

Keywords

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