電力系統慣量支撐和一次調頻能力技術要求目次目 次 I前??言 I電力系統慣量支撐和一次調頻能力技術要求 1范圍 1規范性引用文件 1術語和定義 1總則 2系統慣量技術要求 2系統慣量計算 3設備級慣量技術要求 4系統一次調頻技術要求 5系統一次調頻計算 5設備級一次調頻技術要求 6附錄A（資料性附錄）電力系統頻率穩定計算分析方法 7IPAGEPAGE1PAGEPAGE2電力系統慣量支撐和一次調頻能力技術要求范圍本文件規定了電力系統慣量支撐和一次調頻能力的技術要求及計算方法。本文件適用于110kV及以上電壓等級的電力系統，110kV以下電壓等級的電力系統可參照執行。規范性引用文件凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T19963.1-20211部分：陸上風電GB/T19964-2012光伏發電站接入電力系統技術規定GB38755-2019電力系統安全穩定導則GB/T40595-2021并網電源一次調頻技術規定及試驗導則術語和定義GB/T40595-2021界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1頻率穩定 frequencystability潰的能力。3.2慣量 inertia電力系統頻率偏離目標值至一次調頻動作前，電力系統元件抵抗頻率變化的特性。3.3系統慣量 systeminertia電力系統中同步發電機組慣量、新能源虛擬慣量及其他元件慣量總和。3.4慣性時間常數 inertiatimeconstant在額定轉矩作用下，機組從靜止狀態加速到額定轉速所需要的時間，單位為s。3.5等效慣性時間常數 equivalentinertiatimeconstant在描述慣量的量值時，與慣性時間常數等效但不具有其物理含義的參數，單位為s。3.6動能 kineticenergy機組在額定轉速狀態下的儲能，單位為MWS。3.7等效動能 equivalentkineticenergy在描述慣量的量值時，與動能等效但不具有其物理含義的量值，單位為MWS。3.8慣量響應 inertiaresponse調整自身有功功率，減緩頻率變化的控制特性。3.9一次調頻 primaryfrequencycontrol(PFC)控制功能。總則對頻率穩定的要求。并網電源慣量響應和一次調頻的控制特性應相互協調，且與其他功率或頻率控制系統（AGC、有功功率閉環調節等）相協調。6%額定容量。電力系統安全穩定分析應包括電力系統慣量支撐能力評估和一次調頻能力評估，給出系統最小慣N-2應根據各類電源在電力系統中的功能定位，提出對不同類型電源的慣量和一次調頻能力要求，優較高地區，新能源場站應提供必要的慣量和一次調頻支撐能力。系統慣量技術要求證系統一次調頻發揮作用之前，不發生頻率崩潰、低頻減載動作或高頻切機。超出各設備最大頻率變化率耐受值，不發生設備無序脫網。偏差和持續時間評估系統慣量支撐能力。電力系統慣量不足時，應增加同步發電機組的開機或增加新能源場站慣量支撐能力。系統慣量計算形式的慣量可根據實際情況考慮。系統慣量宜采用系統等效慣性時間常數或系統等效動能表征。系統慣量計算方法可采用統計法或擾動法。統計法根據系統常規機組運行狀態，對在網運行機組率變化率對系統慣量進行計算。統計法，系統等效慣性時間常數和系統等效動能的計算可參考公式（1）、公式（2）。Tjsys=2Esys/Ssys （1）式中：Tjsys——系統等效慣性時間常數；Esys ——系統等效動能；Ssys ——系統并網電源額定容量總和。Esys=Esg+Enew+Ea （2）式中：Esg——同步機總動能；Ev ——新能源虛擬慣量的等效總動能；Ea ——其他形式總動能。擾動法，系統等效慣性時間常數和系統等效動能的計算可參考公式（3）、公式（4）。式中：Tjsysjsys df/dtS式中：Tjsysjsys df/dtS——系統等效慣性時間常數，單位：s；ΔP——系統擾動功率，單位：MW；fN——系統額定頻率，單位：Hz；df/dt——頻率響應曲線中頻率最大變化率，單位：Hz/s；Ssys——系統并網電源額定容量總和，單位：MVA。式中：Esys=Tjsys×Ssys/2（4）Esys——系統等效動能；Tjsys——系統等效慣性時間常數；Ssys——系統并網電源額定容量總和。sys

(3)A。應滿足系統頻率最大變化率和系統頻率最大偏差約束條件。考慮系統頻率最大變化率約束的系統最小慣量需求的計算可參考公式（5）。T fN

(5)jmin

df/dtmaxS

sys式中：Tjmin ——系統最小慣量需求，單位為等效慣性時間常數：s；ΔPmax ——系統最大擾動功率，單位fN ——系統額定頻率，單位：Hz；df/dtmax

——頻率最大變化率約束值，單位：Hz/s；Ssys ——系統并網電源額定容量總和，單位：MVA。1.67Hz/s10%Tjsys3s。設備級慣量技術要求同步發電機組慣量技術要求同步發電機組的慣量宜采用發電機組慣性時間常數或動能表征，計算公式如式（6）、式（7）。Tj=2Ek/Sb （6）式中：Tj ——發電機組慣性時間常數；Ek ——發電機組動能；Sb ——發電機組額定容量。式中：J ——發電機組軸系轉動慣量；ω——發電機組額定轉速。新能源慣量技術要求

Ek=Jω2/2 （7）新能源場站應具備虛擬慣量或其他形式慣量響應功能。新能源虛擬慣量宜采用等效慣性時間常數或等效動能表征，關系式如公式（8）。式中：

Tj=2Ek/Sb （8）Tj ——新能源機組等效慣性時間常數；Ek ——新能源機組等效動能；Sb ——新能源機組額定容量。20%式中：Δf ——f ——系統頻率，單位：Hz；

fdfdt

(9)t ——時間，單位：s。新能源虛擬慣量的響應根據頻率變化率調節其有功功率輸出，應滿足公式（10）。NPTjdfPN

(10)fNdt式中：ΔP ——新能源慣量響應功率，單位：kW；Tj ——等效慣性時間常數，單位：s；f ——虛擬慣量測量頻率，單位t ——時間，單位：s；PN 新能源機組額定容量，單位：k；N 系統額定頻率，單位：H。8s-12s，該值可根據電力系統實際情況確定。df/dt100ms~200ms。系統一次調頻技術要求49.5Hz-50.5Hz以內。系統一次調頻的可調節量應不小于電網中直流額定功率及最大一臺發電機組額定功率。/調頻配置方案。級一次調頻性能試驗，對系統級一次調頻方案的效果進行測試。偏差和持續時間評估系統一次調頻能力。系統一次調頻能力不足時，應增加同步發電機組的開機或增加新能源場站一次調頻能力。36％負荷容量。2s。幅、持續時間等，評估系統一次調頻充裕水平。系統一次調頻計算FC等其他形式的一次調頻能力可根據實際情況考慮。MW、GW等。系統一次調頻可調節量的計算可參考公式（11）、公式（12）。...)...)...)

（11）式中：ΔPss+ ——系統一次調頻可上調量；Psi+ ——第i臺同步發電機組一次調頻可上調量Δni+ ——第i個新能源場站一次調頻可上調量；Pa+ ——第i個其他形式一次調頻可上調量。...)...)...)

（12）式中：ΔPss- ——系統一次調頻可下調量；ΔPsi- ——第i臺同步發電機組一次調頻可下調量Pni- ——第i個新能源場站一次調頻可下調量；a-——第i個其他形式一次調頻可下調量。電力系統最小一次調頻能力應通過電力系統安全穩定分析確定，其計算方法可參考附錄A。因素，且應滿足系統頻率最大偏差約束條件。設備級一次調頻技術要求并網電源應符合GB/T31464、GB38755、GB/T38969相關規定，配置一次調頻功能，設計一次調頻邏輯，整定一次調頻運行參數，實測一次調頻性能。相關性能應滿足GB/T40595規定。附 錄 A（資料性附錄）電力系統頻率穩定計算分析方法概述計算方法方式進行安全穩定校核。約束性條件也不使系統頻率長期懸浮于某一過高或過低的數值。仿真中應重點校核如下幾個約束：頻率變化率最大值約束；暫態頻率偏差最大值約束；一次調頻恢復穩態頻率偏差約束。其中算可以校核系統慣量和一次調頻能力是否滿足需求。采用電網仿真數據和電力系統機電暫態仿真計算程序進行頻率穩定計算計算條件次調頻控制等條件影響。進行電網仿真計算時，應遵循以下計算條件：負荷頻率及電壓響應特性，宜采用實測模型和參數；N-1N-2（包括超加速）保護、直流頻率調制、新能源