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能量视角下新型电力系统惯量研究初探丁磊2023年05月近五年我国新能源发展情况：864新能源成为装机主体*新能源成为装机主体*同步机为主体金新能源成为电量主体*新能源占比提升是新型电力系统的主要特征电网频率事故频发南澳928大停电·英国大停电电网频率事故频发南澳928大停电·英国大停电不预留备用同步机调速器控制框图虚拟惯量控制+下垂控制1.2研究现状-动态分析模型),将新能源的影响等效映射为同步机参数，以分析有功扰动后系统频率动态。SFR模型当前研究1.2研究现状-并网需求世界各国仿照同步机并网特性，出台新能源并网标准或导则，提出了等效惯量和等效有功调频系数的具体要求，并建立在线惯量监测平台。置为8~12s;为10~50;SCADA系统的惯量可视化平台SCADA系统显示的惯量值及趋势需热不足风机同步机需热不足风机同步机燃料不足燃料不足率频率受能量来源不同、测量控制延时、蓄热蓄热机释放转子动能择放锅炉整树机1.2研究现状-存在问题传统电力系统中，有功控制聚焦于转子转速(频率)动态，旋转惯量起主导作用；1.3关键问题总结惯量的本质是物体阻碍自身状态变化的能力推广推广推广推广2.2系统惯量口同一(类)状态量对应的惯量可聚合旋转惯量广义化电容电感转子锅炉惯量CLM电力系统是一个包含不同能量环节的多状态量系统13□惯量尺度：根据各能量环节能量量级的大小，标幺化后划分为毫秒级、秒级、分钟级；口惯量角色：根据各能量环节状态量的性质不同，可分为存储惯量和通道惯量。C锅炉C锅炉M电磁尺度机电尺度机炉尺度电磁尺度机电尺度机炉尺度口同一尺度上的存储单元和能量通道连接，共同承载能量流；□有功扰动后的能量抽取-补充过程中，通道惯量延缓能量补充，存储惯量提供补充到位前的缓冲作用；口存储惯量和通道惯量组成的“惯量对”主导能量抽取-补充动态。“惯量对”“惯量对”输入输入[Cb,T]2.4惯量的作用-多尺度□各“惯量对”由小到大通过物理连接或控制作用实现串行连接，形成多尺度能量供应链；“惯量对”[C,L]、[M,T]、[C,T]分别主导了电磁、机电、机炉尺度上的系统动态(解耦)。柳熵服度总结d时间/秒传统电力系统的主要矛盾集中体现机电尺度，旋转惯量代指系统惯量同步机磨煤机煤仓同步机[风机新能源同步机新型电力系统有功控制的主要矛盾演化为多尺度的能量抽取与补充功率3.3惯量需求再认知功率□在各尺度上，有功扰动大小和通道惯量决定了缓冲能量需求；□在一定的缓冲能量需求下，状态量安全范围决定了对存储惯量的需求。缓冲能量需求惯量需求本质上反映了应对补充延时的缓冲能量需求3.3惯量需求再认知同步机出力新能源出力3.4控制方法再认知同步机出力新能源出力时间时间响应方式设计退出机制设计频率支撑阶段响应退出阶段时间总结机理认知研究思想4总结机理认知研究思想能量传输依靠多尺度能量供应链实现、各尺度存在能量抽取与补充过程□有功控制的“变

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