快速切負(fù)荷火電機(jī)組的配置方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種快速切負(fù)荷火電機(jī)組的配置方法，包括：確定FCB機(jī)組的各種可行布點(diǎn)位置；根據(jù)序優(yōu)化理論，使用粗糙模型計(jì)算在各種可行布點(diǎn)位置下的機(jī)組恢復(fù)時(shí)間；選取出預(yù)設(shè)值個(gè)較短恢復(fù)時(shí)間對(duì)應(yīng)的可行布點(diǎn)位置；使用精確模型分別計(jì)算選出的可行布點(diǎn)位置下的機(jī)組恢復(fù)時(shí)間；根據(jù)精確模型計(jì)算結(jié)果選取出最終布點(diǎn)位置，并按照最終布點(diǎn)位置對(duì)FCB機(jī)組進(jìn)行配置。本發(fā)明選出的布點(diǎn)位置能夠在滿足工程實(shí)際的需要的同時(shí)節(jié)省大量計(jì)算時(shí)間，大大提高了計(jì)算效率。本發(fā)明的FCB機(jī)組的優(yōu)化選址，可以通過(guò)減少的系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間以及增加的發(fā)電能力進(jìn)行量化，具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。
【專利說(shuō)明】快速切負(fù)荷火電機(jī)組的配置方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及火電機(jī)組布點(diǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種快速切負(fù)荷火電機(jī)組的配置方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電網(wǎng)因故障發(fā)生大停電，當(dāng)故障消除之后，通常由系統(tǒng)中的水電機(jī)組提供啟動(dòng)電源。在缺乏水電機(jī)組的電網(wǎng)，可通過(guò)對(duì)常規(guī)機(jī)組進(jìn)行改造，使其具備FCB (Fast Cut Back,快速切負(fù)荷)功能。具備FCB功能的機(jī)組在外部電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)與電網(wǎng)解列，瞬間甩掉全部對(duì)外供電負(fù)荷，并保持鍋爐在最低負(fù)荷運(yùn)行，維持帶廠用電運(yùn)行的能力。電網(wǎng)故障恢復(fù)后，F(xiàn)CB機(jī)組能快速恢復(fù)對(duì)外供電。在電網(wǎng)中配置FCB機(jī)組，有利于電網(wǎng)故障消除后的快速恢復(fù)，而在電網(wǎng)不同的位置安裝FCB機(jī)組，系統(tǒng)的恢復(fù)效果也會(huì)有所差異。因此，合適的FCB機(jī)組安裝位置會(huì)將帶來(lái)更快的恢復(fù)過(guò)程，尋找高效的FCB機(jī)組布點(diǎn)方法具有重要意義。
[0003]FCB機(jī)組的優(yōu)化選址而帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，可以量化為減少的系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間以及增加的發(fā)電能力。對(duì)于具備一定規(guī)模的系統(tǒng)，若考慮布置若干臺(tái)FCB機(jī)組,機(jī)組的布點(diǎn)選擇具有大量可行位置。由于系統(tǒng)的恢復(fù)涉及到機(jī)組恢復(fù)，網(wǎng)架重構(gòu)以及負(fù)荷恢復(fù)等一系列問(wèn)題，若對(duì)每一種可行位置均進(jìn)行計(jì)算和判斷，計(jì)算量巨大，造成大量時(shí)間的耗費(fèi)，也極為消耗資源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，本發(fā)明提供了一種快速切負(fù)荷火電機(jī)組的配置方法。
[0005]一種快速切負(fù)荷火電機(jī)組的配置方法，包括以下步驟:
[0006]獲取電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和電網(wǎng)中各條系統(tǒng)母線所處的位置，進(jìn)而確定出FCB機(jī)組布點(diǎn)的各種可行布點(diǎn)位置；
[0007]構(gòu)建序優(yōu)化粗糙模型，根據(jù)所述序優(yōu)化粗糙模型分別計(jì)算在各種可行布點(diǎn)位置下的機(jī)組恢復(fù)時(shí)間；
[0008]根據(jù)所述序優(yōu)化粗糙模型計(jì)算的機(jī)組恢復(fù)時(shí)間，在各種可行布點(diǎn)位置中選取出預(yù)設(shè)值個(gè)較短機(jī)組恢復(fù)時(shí)間對(duì)應(yīng)的可行布點(diǎn)位置；
[0009]構(gòu)建序優(yōu)化精確模型，根據(jù)所述序優(yōu)化精確模型分別計(jì)算選出的可行布點(diǎn)位置下的機(jī)組恢復(fù)時(shí)間；
[0010]根據(jù)所述序優(yōu)化精確模型計(jì)算機(jī)組恢復(fù)時(shí)間，根據(jù)計(jì)算結(jié)果選取出最終布點(diǎn)位置，并按照所述最終布點(diǎn)位置對(duì)FCB機(jī)組進(jìn)行配置。
[0011]與一般技術(shù)相比，本發(fā)明快速切負(fù)荷火電機(jī)組的配置方法將序優(yōu)化方法引入FCB機(jī)組布點(diǎn)問(wèn)題中，以機(jī)組恢復(fù)時(shí)間最短為目標(biāo)，并且考慮到相關(guān)約束條件，確定了 FCB機(jī)組在電網(wǎng)中的優(yōu)化布點(diǎn)位置，并按照選出的布點(diǎn)位置對(duì)FCB機(jī)組進(jìn)行配置。本發(fā)明選出的布點(diǎn)位置能夠在滿足工程實(shí)際的需要的同時(shí)節(jié)省大量計(jì)算時(shí)間，大大提高了計(jì)算效率。本發(fā)明的FCB機(jī)組的優(yōu)化選址，可以通過(guò)減少系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間以及增加發(fā)電能力進(jìn)行量化，具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明快速切負(fù)荷火電機(jī)組的配置方法的流程示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明快速切負(fù)荷火電機(jī)組的配置方法中的粗糙計(jì)算流程示意圖；
[0014]圖3為機(jī)組恢復(fù)模型示意圖；
[0015]圖4為排序特性曲線圖；
[0016]圖5為本發(fā)明快速切負(fù)荷火電機(jī)組的配置方法中的精確計(jì)算流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及取得的效果，下面結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案，進(jìn)行清楚和完整的描述。
[0018]請(qǐng)參閱圖1，為本發(fā)明快速切負(fù)荷火電機(jī)組的配置方法的流程示意圖。
[0019]本發(fā)明快速切負(fù)荷火電機(jī)組的配置方法，包括以下步驟:
[0020]SlOl獲取電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和電網(wǎng)中各條系統(tǒng)母線所處的位置，進(jìn)而確定出FCB機(jī)組布點(diǎn)的各種可行布點(diǎn)位置；
[0021]S102構(gòu)建序優(yōu)化粗糙模型，根據(jù)所述序優(yōu)化粗糙模型分別計(jì)算在各種可行布點(diǎn)位置下的機(jī)組恢復(fù)時(shí)間；
[0022]S103根據(jù)所述序優(yōu)化粗糙模型計(jì)算的機(jī)組恢復(fù)時(shí)間，在各種可行布點(diǎn)位置中選取出預(yù)設(shè)值個(gè)較短機(jī)組恢復(fù)時(shí)間對(duì)應(yīng)的可行布點(diǎn)位置；
[0023]S104構(gòu)建序優(yōu)化精確模型，根據(jù)所述序優(yōu)化精確模型分別計(jì)算選出的可行布點(diǎn)位置下的機(jī)組恢復(fù)時(shí)間；
[0024]S105根據(jù)所述序優(yōu)化精確模型計(jì)算的機(jī)組恢復(fù)時(shí)間，在所述預(yù)設(shè)值個(gè)可行布點(diǎn)位置中選取出最終布點(diǎn)位置，并按照所述最終布點(diǎn)位置對(duì)FCB機(jī)組進(jìn)行配置。
[0025]在步驟SlOl中，獲取電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，確定系統(tǒng)母線所在位置，在某些母線上可布置FCB機(jī)組，現(xiàn)布置若干臺(tái)FCB機(jī)組，實(shí)例中采用IEEE-118節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)計(jì)算，布置兩臺(tái)相同容量FCB機(jī)組?；谛騼?yōu)化理論，選取1000種可行布點(diǎn)方案，能較好體現(xiàn)整個(gè)解空間的特點(diǎn)。
[0026]在步驟S102中，通過(guò)粗糙模型計(jì)算每種布點(diǎn)位置下的機(jī)組恢復(fù)時(shí)間，對(duì)應(yīng)的流程如圖2所示，圖2為本發(fā)明快速切負(fù)荷火電機(jī)組的配置方法中的粗糙計(jì)算流程示意圖。
[0027]系統(tǒng)恢復(fù)初期，電網(wǎng)幾乎處于全黑狀態(tài)，需要由具備黑啟動(dòng)能力的機(jī)組提供電網(wǎng)的初始功率。對(duì)于電網(wǎng)中的發(fā)電機(jī)組，其并網(wǎng)后的對(duì)外輸出功率可描述為一條按特定速率不斷增加的曲線，可參閱圖3，為機(jī)組恢復(fù)模型示意圖。發(fā)電機(jī)組的出力為時(shí)間的函數(shù)。tst為機(jī)組啟動(dòng)時(shí)刻，Pst為使普通機(jī)組啟動(dòng)所必須的啟動(dòng)功率，tc為從機(jī)組啟動(dòng)到對(duì)外輸出功率的時(shí)間；Pmax(MW)為機(jī)組啟動(dòng)后，輸出的最大功率；KB(MW/min)為機(jī)組的爬坡率。對(duì)于黑啟動(dòng)機(jī)組，具備自啟動(dòng)能力，故不需要外界提供啟動(dòng)功率，Pst=O,并且認(rèn)為其啟動(dòng)時(shí)刻tst =0，對(duì)于FCB機(jī)組，具備黑啟動(dòng)能力，而且該類機(jī)組在電網(wǎng)故障時(shí)不停機(jī)，帶廠用電運(yùn)行，并且在故障消除后，能迅速恢復(fù)對(duì)外供電。故認(rèn)為FCB機(jī)組從機(jī)組啟動(dòng)到對(duì)外供電運(yùn)行的時(shí)間 tst = O。
[0028]電網(wǎng)中的某臺(tái)機(jī)組，若其啟動(dòng)后一直增加出力直到達(dá)到額定輸出，則其恢復(fù)時(shí)間通過(guò)穩(wěn)態(tài)模型可得到:
[0029]
【權(quán)利要求】
1.一種快速切負(fù)荷火電機(jī)組的配置方法，其特征在于，包括以下步驟: 獲取電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和電網(wǎng)中各條系統(tǒng)母線所處的位置，進(jìn)而確定出FCB機(jī)組布點(diǎn)的各種可行布點(diǎn)位置； 構(gòu)建序優(yōu)化粗糙模型，根據(jù)所述序優(yōu)化粗糙模型分別計(jì)算在各種可行布點(diǎn)位置下的機(jī)組恢復(fù)時(shí)間； 根據(jù)所述序優(yōu)化粗糙模型計(jì)算的機(jī)組恢復(fù)時(shí)間，在各種可行布點(diǎn)位置中選取出預(yù)設(shè)值個(gè)較短機(jī)組恢復(fù)時(shí)間對(duì)應(yīng)的可行布點(diǎn)位置； 構(gòu)建序優(yōu)化精確模型，根據(jù)所述序優(yōu)化精確模型分別計(jì)算在選出的可行布點(diǎn)位置下的機(jī)組恢復(fù)時(shí)間； 根據(jù)所述序優(yōu)化精確模型計(jì)算的機(jī)組恢復(fù)時(shí)間，從預(yù)設(shè)值個(gè)方案中選取出最終布點(diǎn)方案，并按照所述最終布點(diǎn)位置對(duì)FCB機(jī)組進(jìn)行配置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速切負(fù)荷火電機(jī)組的配置方法，其特征在于，所述構(gòu)建序優(yōu)化粗糙模型，根據(jù)所述序優(yōu)化粗糙模型分別計(jì)算在各種可行布點(diǎn)位置下的機(jī)組恢復(fù)時(shí)間的步驟，包括以下步驟: 步驟一:對(duì)每臺(tái)待啟動(dòng)的機(jī)組建立恢復(fù)指標(biāo)； 步驟二:在當(dāng)前時(shí)刻下， 根據(jù)機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間約束、機(jī)組恢復(fù)路徑充電時(shí)間約束和機(jī)組啟動(dòng)功率約束剔除不符合啟動(dòng)條件的機(jī)組； 步驟三:計(jì)算電網(wǎng)中已啟動(dòng)的機(jī)組的對(duì)外輸出功率，最大化利用功率，在其范圍內(nèi)使剩余的機(jī)組按照所述恢復(fù)指標(biāo)從小到大的順序依次啟動(dòng)； 步驟四:更新機(jī)組的狀態(tài)，按照步驟一至步驟三選出下一時(shí)刻的可啟動(dòng)機(jī)組；從選出的機(jī)組中篩選出符合啟動(dòng)條件的機(jī)組，直至各個(gè)機(jī)組均已啟動(dòng)，并計(jì)算機(jī)組恢復(fù)時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速切負(fù)荷火電機(jī)組的配置方法，其特征在于，所述對(duì)每臺(tái)待啟動(dòng)的機(jī)組建立恢復(fù)指標(biāo)的步驟，包括以下步驟: 對(duì)每臺(tái)待啟動(dòng)的機(jī)組建立如下恢復(fù)指標(biāo): X =—
P 其中，L為各待啟動(dòng)的機(jī)組到黑啟動(dòng)機(jī)組的最短路徑，通過(guò)Dijkstra算法得到；P為待啟動(dòng)的機(jī)組的額定功率值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速切負(fù)荷火電機(jī)組的配置方法，其特征在于，所述計(jì)算電網(wǎng)中已啟動(dòng)的機(jī)組的對(duì)外輸出功率的步驟，包括以下步驟: 建立機(jī)組恢復(fù)穩(wěn)態(tài)模型； 根據(jù)所述機(jī)組恢復(fù)穩(wěn)態(tài)模型，計(jì)算電網(wǎng)中已啟動(dòng)的機(jī)組的對(duì)外輸出功率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速切負(fù)荷火電機(jī)組的配置方法，其特征在于，在所述根據(jù)所述序優(yōu)化粗糙模型計(jì)算的機(jī)組恢復(fù)時(shí)間，在各種可行布點(diǎn)位置中選取出預(yù)設(shè)值個(gè)較短機(jī)組恢復(fù)時(shí)間對(duì)應(yīng)的可行布點(diǎn)位置的步驟，包括以下步驟: 根據(jù)粗糙模型計(jì)算結(jié)果，對(duì)計(jì)算的所述機(jī)組恢復(fù)時(shí)間從小到大進(jìn)行排序； 選出前預(yù)設(shè)值個(gè)恢復(fù)時(shí)間所對(duì)應(yīng)的布點(diǎn)方案。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速切負(fù)荷火電機(jī)組的配置方法，其特征在于，所述構(gòu)建序優(yōu)化精確模型，根據(jù)所述序優(yōu)化精確模型分別計(jì)算在所述預(yù)設(shè)值個(gè)可行布點(diǎn)位置下的機(jī)組恢復(fù)時(shí)間的步驟，包括以下步驟: 步驟一:更新已恢復(fù)的系統(tǒng)，確定帶電母線； 步驟二:根據(jù)機(jī)組恢復(fù)穩(wěn)態(tài)模型計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻的系統(tǒng)出力； 步驟三:由Dijkstra算法求取待啟動(dòng)的機(jī)組到已恢復(fù)系統(tǒng)的最短路徑；
步驟四:分別根據(jù)機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間約束、機(jī)組恢復(fù)路徑充電時(shí)間約束和機(jī)組啟動(dòng)功率約束選擇當(dāng)前時(shí)刻能啟動(dòng)的機(jī)組； 步驟五:在保證機(jī)組啟動(dòng)的前提下，使用剩余出力恢復(fù)機(jī)組啟動(dòng)路徑上的負(fù)荷； 步驟六:更新機(jī)組的狀態(tài)，更新電網(wǎng)中已經(jīng)恢復(fù)的系統(tǒng)，按照步驟一至步驟五計(jì)算下一時(shí)刻的未啟動(dòng)機(jī)組，直至各個(gè)機(jī)組均已啟動(dòng)，并計(jì)算機(jī)組恢復(fù)時(shí)間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的快速切負(fù)荷火電機(jī)組的配置方法，其特征在于，在所述使用剩余出力恢復(fù)機(jī)組啟動(dòng)路徑上的負(fù)荷的步驟中，負(fù)荷的最大恢復(fù)量不超過(guò)使系統(tǒng)頻率下降的最大限值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速切負(fù)荷火電機(jī)組的配置方法，其特征在于，在所述在各種可行布點(diǎn)位置中選取出機(jī)組恢復(fù)時(shí)間較短的預(yù)設(shè)值個(gè)可行布點(diǎn)位置的步驟中，所述預(yù)設(shè)值大小根據(jù)序優(yōu)化理論確定。
【文檔編號(hào)】H02J3/46GK103746406SQ201310724265
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】王寧, 劉皓明, 寧健, 吳健超, 侯云鶴 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司電力調(diào)度控制中心, 河海大學(xué)