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摘要
大规模新能源接入电力系统导致系统频率动态过程发生了根本改变，一方面，惯量在系统中空间分布不均匀，系统频率动态呈现出空间分布差异，另一方面，新能源将采用附加控制手段为系统提供虚拟惯量，影响系统惯量响应过程，而传统同步机系统惯性中心视角下的系统总惯量指标无法计及上述因素。本文分析了新能源电力系统频率时空动态过程，类比同步机系统总惯量，从扰动不平衡功率与节点频率下降速率之间的关系出发定义了节点等效惯量指标，能够合理计及频率空间分布以及新能源虚拟惯量。结合扰动瞬间有功-发电机转速动态过程和系统频率空间相关性推导了节点等效惯量指标的表达式。接着，从计及节点等效惯量指标的机组组合和面向在线监测与实时控制的频率动态分区两个角度给出了指标应用示例。最后，以改进的IEEE 39节点系统为例，验证了所提指标的有效性和计算方法的正确性。本文提出的节点等效惯量指标能够弥补新能源电力系统频率时空动态过程分析及刻画的不足，具备现场应用潜力。
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单位华北电力大学; 新能源电力系统国家重点实验室
