惯量安全域:概念、特点及评估方法

伴随换流器馈入的数量和容量不断提升,电力系统的转动惯量水平正在持续下降。高比例新能源和大规模电力电子装备接入的低惯量运行场景下,系统存在较大的频率失稳风险。该文提出惯量安全域(inertia security region,ISR)的概念,用于揭示能够满足系统频率稳定性的惯量安全区域,使调度运行人员可以快速甄别电力系统惯量的安全阈值和储备情况。在对ISR的维度特点、数值特征进行充分探讨的基础上,构建惯量安全域面周比、惯量安全裕度、惯量储备系数系列指标以提取ISR的特征和对系统惯量进行量化分级。进而,基于所提ISR的定义,建立满足频率稳定约束的惯量安全域评估模型。以IEEE-39节点系统和我国某省级电网进行算例分析,验证所提模型和方法的有效性。评估所得的惯量安全域可作为惯量监测结果的对照基底,用于评判系统惯量的安全裕度和明确其可调空间。