[发明专利]一种基于单机等值模型的高周切机整定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高周切机整定方法，具体涉及一种基于单机等值模型的高周切机整定方法。

背景技术

高周切机是送端频率稳定控制的有效手段，当送端电网由于连锁跳闸等严重故障导致与主网解列，出现严重的有功不平衡时，合理的高周切机控制策略可以在频率升高到达一定定值时，经过一定的延时，逐轮切除发电机，最终达到有功功率平衡，使系统频率恢复到可接受范围内。目前高周切机方案的配置多采用试配加仿真验证的方法，依赖运行经验和大量的离线仿真计算，缺少快速且系统的整定和优化方法。

频率稳定性是电力系统发生突然的有功功率扰动后，系统频率能够保持或恢复到允许的范围内不发生频率崩溃的能力。根据时间尺度的不同可以分为短期频率稳定和长期频率稳定。目前评价频率稳定性的方法主要包括两类：一类方法主要关注是否引起频率崩溃作为评价指标，该方法认为发电机低频保护动作是频率失稳的必要条件，由此根据频率引起发电机低频保护动作的裕度来衡量频率稳定性，该方法不适用于频率未崩溃却偏离允许运行范围较大的情况，而且对于送端频率异常升高不能有效衡量；另一类方法通过计算频率响应轨迹的最大最小和稳态值来评价频率稳定性，这类方法未考虑频率偏差持续时间的影响，得到的指标不能全面反映频率特性。

分析系统频率稳定性的数学模型可以采用详细的线性微分方程组或者等值简化模型。对于送端频率响应特性而言，由于送端相对于主网地域范围不大，通常是局部区域，频率的时间空间分布特性不明显，因此若采用详细的线性微分方程组通过数值积分求解并不具有明显的优势，但需要更多的计算时间和计算量的代价。现有的单机等值模型对发电机、负荷的有功-频率特性在额定频率点进行线性化，得到的是由比例系数表达的线性化有功-频率模型。高周切机的轮次动作有先后之分，当频率到达不同轮次的阈值时，系统的频率偏离额定频率的程度不同，若仍采用传统线性化模型，对于系统的有功-频率特性的描述会存在较大偏差。因此需要更准确的数学模型。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于单机等值模型的高周切机整定方法，该方法适用于送端频率稳定控制的高周切机策略配置和优化，为区域性大规模的水电、火电、风电能源基地，特别是同一地区大装机、小负荷、高送出模式的电网提供频率稳定的保障。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种基于单机等值模型的高周切机整定方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：

（1）基于分段线性化单机等值频率响应分析模型的频率动态响应分析；

（2）确定基于频率响应轨迹的频率稳定性评价指标；

（3）送端高周切机方案整定优化。

进一步地，所述步骤（1）中，考虑送端系统发电机、负荷的有功-频率特性和调速系统和原动机的调节特性，引入初始运行点对有功-频率特性的影响，得到有功特性随当前运行点频率变化的分段线性化单机等值频率响应分析模型，分段线性化单机等值频率响应分析模型包括调速器-原动机调节特性环节、发电机转子频率响应环节、负荷频率调节特性环节和高周切机及低频减载环节；

在单机等值频率响应分析模型中考虑频率紧急控制策略，包括高周切机和低频减载对频率动态响应的影响；描述高周切机、低频减载各轮次整定值和延时对频率动态特性的影响单机等值频率响应分析模型在系统出现不平衡功率扰动时的频率响应，如式①：

ΔF(s)=GT(s)1+GT(s)·GP(s)ΔP(s)]]>    ①；