[发明专利]电力系统长过程频率响应简化计算方法及装置有效

专利信息
申请号: 201811481173.4 申请日: 2018-12-05
公开(公告)号: CN109657309B 公开(公告)日: 2023-02-03
发明(设计)人: 张振安;李晓萌;方舟;赵华;饶宇飞;刘阳;赵阳;王骅;李峰;周海强;徐鹏;毛文博;潘玲玲;王刚;於益军 申请(专利权)人: 国网河南省电力公司电力科学研究院;中国电力科学研究院有限公司;国家电网有限公司
主分类号: G06F30/20 分类号: G06F30/20;G06F17/15;G06F17/16;G06F113/04
代理公司: 苏州知途知识产权代理事务所(普通合伙) 32299 代理人: 陈瑞泷;张锦波
地址: 450000 河*** 国省代码: 河南;41
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摘要:
搜索关键词: 电力系统 过程 频率响应 简化 计算方法 装置
【说明书】:

发明公开了计及锅炉动态的电力系统长过程频率响应简化计算方法及装置,通过扰动试验或历史观测数据得出电力系统的动态响应数据,根据实测的频率响应曲线和输出机械功率变化曲线辨识出各同步发电机原动机及调速器部分的简化模型,将多机系统等效为单机等值系统,计算电力系统长过程频率响应,克服了现有方法无法获得系统各环节准确参数、计算量大、计算精度差的不足;通过最小二乘方法优化辨识原动机及调速器部分的频域简化模型,考虑了锅炉及其控制系统的动态,提高了模型的精度,降低模型的阶数;将多机电力系统等效为单机等值模型,降低了所求解问题的规模,减小了计算量,提高了计算速度;为电力系统的频率分析和安全稳定控制提供了参考。

技术领域

本发明涉及电力系统频率分析的技术领域,尤其涉及计及锅炉动态的电力系统长过程频率响应简化计算方法及装置。

背景技术

频率是电力系统的重要参数,准确计算电力系统的频率响应对于优化控制方案、确保系统的安全稳定性具有重要意义。

已有的电力系统频率响应分析大多依赖于暂态仿真计算,但暂态仿真软件一般假定原动机机械功率恒定,这一假设在10秒左右的暂态响应时间内成立,但当扰动较大时,动态过程将持续几十秒到几分钟的较长时间,此时由于蒸汽压力的变化,锅炉及其控制系统将会动作,上述假设将不再成立,继续应用暂态仿真软件计算将会产生较大的误差。

另外,由于暂态仿真所取的步长较小,用于长过程仿真计算时将面临计算量大的问题。

而且,暂态仿真需要掌握包括锅炉及其控制系统在内的发电机各种参数,而锅炉及其控制系统结构复杂,动力学方程的维数高,模型参数众多,难以逐个确定其准确取值,变化过程缓慢,在实际中很难知道锅炉本体及大量控制环节参数的准确值。

因此,基于暂态仿真的电力系统长过程频率响应计算方法在工程上难以应用。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明的目的在于提供计及锅炉动态的电力系统长过程频率响应简化计算方法及装置,旨在解决现有电力系统频率计算依赖暂态仿真,而暂态仿真软件对中长期的锅炉动态过程考虑较少,以及基于暂态仿真的频率计算方法存在计算量大、模型不准、精度较差的缺陷的问题。

本发明的目的采用以下技术方案实现:

一种计及锅炉动态的电力系统长过程频率响应简化计算方法,包括:

试验步骤,对电力系统进行扰动试验并记录试验数据;

简化步骤,建立各同步发电机原动机及调速器部分的简化频率响应模型;

辨识步骤,根据试验数据,应用最小二乘法辨识简化频率响应模型的参数;

等效步骤,根据辨识后的简化频率响应模型,求解多机电力系统的单机等值频率响应模型;

校核步骤,对单机等值频率响应模型进行长过程频率响应计算校核;如果校核通过则输出该单机等值频率响应模型;否则跳转至试验步骤。

在上述实施例的基础上,优选的,所述试验步骤,具体为:

计算系统潮流,确定故障前系统稳态运行点,记录稳态时系统的频率f(0)及机械功率Pm,k(0),其中,k=1,2,…,ng,ng为发电机台数;

进行负荷扰动试验,任取一负荷节点,在t=0时施加阶跃负荷扰动,记录扰动后[0,100]秒时间内系统的频率响应曲线f(t)及各发电机的机械功率变化曲线Pm,k(t)。

在上述实施例的基础上,优选的,所述简化步骤,具体为:

对于汽轮发电机,原动机及调速器部分包括锅炉及控制系统、汽轮机组及调速器;对于水轮发电机,原动机及调速器部分包括水轮机组、调速器;

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