(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111533048.5 (22)申请日 2021.12.15 (71)申请人 国网湖北省电力有限公司经济技 术 研究院 地址 430077 湖北省武汉市武昌区水果湖 街徐东路47号 申请人 武汉大学 (72)发明人 张东寅　许汉平　杨东俊　魏聪　 李亚馨　王怡聪　胡婷　王法靖　 乔立　童雅芳　颜炯　桑子夏　 徐秋实　阮博　周思璇　孙建军　 盛举　 (74)专利代理 机构 武汉市首臻知识产权代理有 限公司 42 229 代理人 章辉(51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 17/11(2006.01) G06F 17/18(2006.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 113/04(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 基于双网格差分法的含风电电力系统频率 特征分析方法 (57)摘要 一种基于双网格差分法的含风电电力系统 频率特征分析方法， 包括以下步骤： S1、 建立含风 电电力系统功率波动模型； S2、 建立电力系统随 机动力学模型； S3、 建立含风电电力系统一次调 频模型； S4、 分析含风电电力系统一次调频模型 特点， 得到含风电电力系统随机动力学模型的 FPK方程； S5、 求解含 风电电力系统频率概率分布 密度函数。 本设计通过建立含风电电力系统的一 次调频模型， 进而得到关于系统频率概率分布密 度函数的FPK方程， 并采用 双网格差分迭代数值 算法， 结合有限元法和有限差分法的优点， 准确 快速地获得系统频率的概率分布 函数， 为电网调 频能力分析、 调频参数优化、 机组经济运行等提 供参考。 权利要求书4页 说明书15页 附图11页 CN 114139427 A 2022.03.04 CN 114139427 A 1.一种基于双网格差分法的含风电电力系统频率特征分析方法， 其特征在于， 包括以 下步骤： S1、 建立含风电 电力系统功率波动模型； S2、 建立电力系统随机动力学模型； S3、 建立含风电 电力系统一次调频模型； S4、 分析含风电电力系统一次调频模型特点， 得到含风电电力系统随机动力学模型的 FPK方程； S5、 求解含风电 电力系统频率 概率分布密度函数。 2.根据权利要求1所述的一种基于双网格差分法的含风电电力系统频率特征分析方 法， 其特征在于： 步骤S1具体包括以下步骤： S11、 计算修正后的风电功率波动标准差 上式中， a为风电功率波动时间尺度系数， 表示风电出力变化量随时间尺度变化而变化 的规律； zα 1为标准正态分布α 1分位点， 表示风电功率波动分布特性； η为风电出力占比； b为 风电功率波动平 滑效应指数， 表示 风电的空间平 滑效应； S12、 计算含风电 电力系统总功率波动X： X＝XW+XL～N(0， σ*2) (2) 上式中， 负荷功率波动XL、 风电功率波动XW相互独立且均服从正态分布， 其中 σ*为风电接入后的波动强度， σ1为负荷功率波动标准 差。 3.根据权利要求2所述的一种基于双网格差分法的含风电电力系统频率特征分析方 法， 其特征在于： 步骤S2中， 电力系统随机动力学模型为： 上式中， p为功率波动偏差； γ为负荷波动的均值恢复系数， 表示使负荷波动的随机过 程在长时间下接 近均值 μ 的能力； σ 为波动强度， ξ(t)为高斯白噪声过程； 设 μ为0， 则式(4)为： 4.根据权利要求3所述的一种基于双网格差分法的含风电电力系统频率特征分析方 法， 其特征在于： 步骤S3中， 电力系统调频模型的伊藤随机微分方程组为： 上式中， ω为系统频率偏差， δ 为调差系数， H为系统惯性时间常数； 风电接入后的机组调差系数δ*为：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114139427 A 2风电接入后的系统惯性时间常数H*为： H*＝(1‑η )H (8) 含风电电力系统一次调频模型用伊藤随机微分方程组表示 为： 上式中， ε(ω)为死区函数， 死区分为两种， 分别为普通型死区ε1(ω)和增强型死区ε2 (ω)， 表达式为： 5.根据权利要求4所述的一种基于双网格差分法的含风电电力系统频率特征分析方 法， 其特征在于： 步骤S4具体包括以下步骤： S41、 将含风电 电力系统一次调频模型写作向量形式； 对于式(9)， 令x＝[x1， x2]＝[ω， p]， 以向量形式写出为： 其中： 上式中， f(x)为漂移项， 为电力系 统动态过程的确定性部分， 是状态变量x的非线性函 数； g(x)ξ 为扩散项， g(x)是 方程的扩散系数， ξ 为白噪声向量； S42、 得到含风电 电力系统随机动力学模型的FPK 方程： 上式中， Gi＝[G1， ...， Gn]为： 上式中， a为漂移系数， b为扩散系数； 权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114139427 A 3