第43卷第7期2023年7月电力自动化设备ElectricPowerAutomationEquipmentVol.43No.7Jul.2023电力系统低频减载的单调控制特性刘印，陈民权，李京，张谦，甘德强（浙江大学电气工程学院，浙江杭州310027）摘要：新能源占比的不断提高使得频率稳定问题日渐突出，因此迫切需要研究系统的频率稳定量化评估分析方法，也需对频率安全控制的最后一道防线低频减载进行更深入的分析。将单调控制系统理论运用到低频减载分析过程中，根据单调控制系统的输入-输出判定条件，推导单机和多机系统低频减载时频率分别需要满足的保序特性量化关系。此外，分析时采用全状态模型，在保证电网规律性和解析性的同时获得更高的可扩展性，综合频率与功角、电压以及相关参数间的耦合关系。并结合灵敏度分析了电网内部变量之间的相关关系，以指导电网故障时的参数设置。最后，分析目前光伏参与调频的3种常见情况，分别说明单调控制理论的适用性，并通过算例进行验证。关键词：电力系统；低频减载；单调控制；保序；全状态模型；灵敏度中图分类号：TM761+.2文献标志码：ADOI：10.16081/j.epae.2022100060引言截至2021年底，我国风力发电和太阳能发电装机容量已分别达330GW和310GW，发电量同比分别增长16.6%和20.9%［1］。随着新能源占比的不断提高，电力系统电力电子化特征愈发凸显，严重影响系统的频率稳定性。电力系统频率响应能力主要由系统的转动惯量与调频能力决定，由于新能源一般通过电力电子换流器与电网接口，在常规控制下其输送功率与电网频率解耦，不具备传统电机按照惯性时间常数分配扰动功率的能力，不能主动响应电网频率变化，从而不具备惯量及一次调频能力，使得系统频率调节能力变差［2⁃3］。并且新能源出力受电压影响显著，在出现扰动时进一步恶化系统频率特性，导致系统频率快速跌落或飙升，可能触发低频减载，严重时甚至会造成系统解列。为提升高占比新能源电网频率的认识水平，迫切需要深入研究系统的频率稳定分析方法。目前频率稳定分析方法主要包括时域仿真法、模型分析法、机器学习法。时域仿真法是将电力系统等效为1组微分代数方程，用仿真软件进行时域仿真，得到扰动后系统的频率变化曲线，判断频率变化曲线最低点、频率变化率等关键指标是否越限［4］。模型分析法通过对时域仿真的详细模型进行合理的假设和简化，进而建立表征频率动态特征量的解析化表达式，求解频率特征。机器学习法指通过对数值仿真获得的样本数据进行特征提取和离线学习，将预想故...
