一種基于單機等值模型的高周切機整定方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高周切機整定方法，具體涉及一種基于單機等值模型的高周切機整定方法。該方法包括下述步驟：（1）基于單機等值模型的頻率動態(tài)響應分析；（2）確定基于頻率響應軌跡的頻率穩(wěn)定性評價指標；（3）送端高周切機方案整定優(yōu)化。該方法適用于送端頻率穩(wěn)定控制的高周切機策略配置和優(yōu)化，為區(qū)域性大規(guī)模的水電、火電、風電能源基地，特別是同一地區(qū)大裝機、小負荷、高送出模式的電網(wǎng)提供頻率穩(wěn)定的保障。
【專利說明】定和優(yōu)化方法。
力功率擾動后，系統(tǒng)頻率能夠保持或恢復到丨尺度的不同可以分為短期頻率穩(wěn)定和長期5兩類:一類方法主要關注是否引起頻率崩9作是頻率失穩(wěn)的必要條件，由此根據(jù)頻率巨性，該方法不適用于頻率未崩潰卻偏離允〔升高不能有效衡量；另一類方法通過計算急定性，這類方法未考慮頻率偏差持續(xù)時間
采用詳細的線性微分方程組或者等值簡化對于主網(wǎng)地域范圍不大，通常是局部區(qū)域，細的線性微分方程組通過數(shù)值積分求解并算量的代價?，F(xiàn)有的單機等值模型對發(fā)電9生化，得到的是由比例系數(shù)表達的線性化分，當頻率到達不同輪次的閾值時，系統(tǒng)的I性化模型，對于系統(tǒng)的有功-頻率特性的節(jié)的傳遞函數(shù)；
[量和負荷有功-頻率特性的傳遞函數(shù)；
至機慣性時間常數(shù)；
〔行對頻率響應的要求將系統(tǒng)的頻率范圍劃-響應軌跡，對進入頻帶的響應軌跡與頻帶3后加權求和，即得到基于頻率響應軌跡的②；
1對應的頻率標么值表示高于額定頻率I勺卜限頗率:八七表示頗率晌應計笪采取的主要切機量、首末輪頻率定值的情況下，采用柵格法，得到高周切機基礎方案，在此基礎方案上根據(jù)步驟（I)和（2)進行優(yōu)化得到合理的高周切機方案，實現(xiàn)送端高周切機方案整定優(yōu)化。
[0029]與現(xiàn)有技術比，本發(fā)明達到的有益效果是：
[0030](I)本發(fā)明提供的高周切機整定方法，避免大量離線仿真計算，計算量小，計算速度快。該方法只需要輸入系統(tǒng)參數(shù)和高周切機方案就可以快速分析高周切機方案控制效果，由于采用分段線性化模型和穩(wěn)定性指標，只需要求解j次二階系統(tǒng)的階躍響應（j為高周切機的輪次）和一次加權求和，避免了用數(shù)值積分法求解微分方程組，計算量小計算速度快，從求解系統(tǒng)頻率響應到計算穩(wěn)定性指標所需時間在幾十至幾百毫秒。因此可以大大減輕高周切機方案整定的工作量。
[0031](2)本發(fā)明提供的高周切機整定方法，在簡化計算的同時，分段線性化的單機等值模型能得到正確的頻率響應曲線，通過與BPA仿真結(jié)果的對比可以得出，簡化等值模型的頻率響應計算結(jié)果在最高頻率、最低頻率、穩(wěn)態(tài)頻率偏差方面都與BPA計算結(jié)果相符，誤差在允許范圍內(nèi)。雖然最低頻率的出現(xiàn)時刻與BPA計算的結(jié)果有接近Is的差別，但是在高周切機動作的頻率上升段頻率響應能與BPA的計算結(jié)果相符，因此能正確計算高周切機控制效果。
[0032](3)本發(fā)明提供的高周切機整定方法，頻率穩(wěn)定性指標通過比較控制變量相對于指標的靈敏度，合理的給出高周切機的優(yōu)化的方向，與傳統(tǒng)依賴經(jīng)驗和大量嘗試反復驗證的優(yōu)化方法相比有明顯的優(yōu)勢。減少了優(yōu)化整定計算的工作量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖I是本發(fā)明提供的基于單機等值模型的高周切機整定方法的流程圖；
[0034]圖2是本發(fā)明提供的基于參數(shù)聚合的分段線性化單機等值頻率響應分析模型圖；
[0035]圖3是本發(fā)明提供的單機等值模型和BPA詳細模型的頻率動態(tài)響應分析結(jié)果對比圖；
[0036]圖4是本發(fā)明提供的不同級差方案下系統(tǒng)頻率響應曲線圖；
[0037]圖5是本發(fā)明提供的不同安控動作情況下高周切機方案控制效果比對圖；
[0038]圖6是本發(fā)明提供的高周切機方案在不同運行方式下適應性分析曲線圖。
【具體實施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0040]本發(fā)明提供的適用于送端頻率穩(wěn)定控制的高周切機整定方法，為區(qū)域性大規(guī)模的水電、火電、風電能源基地，特別是同一地區(qū)大裝機、小負荷、高送出模式的電網(wǎng)提供頻率穩(wěn)定的保障。
[0041]本發(fā)明提供的基于單機等值模型的高周切機整定方法的流程圖如圖I所示，包括下述步驟：
[0042](I)基于分段線性化單機等值頻率響應分析模型的頻率動態(tài)響應分析：
[0043]當系統(tǒng)發(fā)生大的擾動，出現(xiàn)有功功率不平衡時，在緊急控制的過程中，系統(tǒng)頻率動態(tài)響應主要由發(fā)電機慣量、有功不平衡量、調(diào)速器和汽輪機特性、負荷的頻率特性決定。由于頻率在送端的空間分布性較小，采用單機帶集中負荷的模型計算系統(tǒng)頻率的動態(tài)變化過程。基于參數(shù)聚合的分段線性化單機等值頻率響應分析模型圖如圖2所示，分段線性化單機等值頻率響應分析模型包括調(diào)速器-原動機調(diào)節(jié)特性環(huán)節(jié)、發(fā)電機轉(zhuǎn)子頻率響應環(huán)節(jié)、負荷頻率調(diào)節(jié)特性環(huán)節(jié)和高周切機及低頻減載環(huán)節(jié)；
[0044]在單機等值頻率響應分析模型中考慮頻率緊急控制策略，包括高周切機和低頻減載對頻率動態(tài)響應的影響；描述高周切機、低頻減載各輪次整定值和延時對頻率動態(tài)特性的影響單機等值頻率響應分析模型在系統(tǒng)出現(xiàn)不平衡功率擾動時的頻率響應，如式①:
【權利要求】
1.一種基于單機等值模型的高周切機整定方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟: (1)基于分段線性化單機等值頻率響應分析模型的頻率動態(tài)響應分析； (2)確定基于頻率響應軌跡的頻率穩(wěn)定性評價指標； (3)送端高周切機方案整定優(yōu)化。
2.如權利要求1所述的高周切機整定方法，其特征在于，所述步驟(1)中，考慮送端系統(tǒng)發(fā)電機、負荷的有功-頻率特性和調(diào)速系統(tǒng)和原動機的調(diào)節(jié)特性，引入初始運行點對有功-頻率特性的影響，得到有功特性隨當前運行點頻率變化的分段線性化單機等值頻率響應分析模型，分段線性化單機等值頻率響應分析模型包括調(diào)速器-原動機調(diào)節(jié)特性環(huán)節(jié)、發(fā)電機轉(zhuǎn)子頻率響應環(huán)節(jié)、負荷頻率調(diào)節(jié)特性環(huán)節(jié)和高周切機及低頻減載環(huán)節(jié)； 在單機等值頻率響應分析模型中考慮頻率緊急控制策略，包括高周切機和低頻減載對頻率動態(tài)響應的影響；描述高周切機、低頻減載各輪次整定值和延時對頻率動態(tài)特性的影響單機等值頻率響應分析模型在系統(tǒng)出現(xiàn)不平衡功率擾動時的頻率響應，如式①:
3.如權利要求1所述的高周切機整定方法，其特征在于，所述步驟(2)中，根據(jù)系統(tǒng)運行對頻率響應的要求將系統(tǒng)的頻率范圍劃分成不同頻帶，給每個頻帶分配權重I，根據(jù)頻率響應軌跡，對進入頻帶的響應軌跡與頻帶圍成的面積進行積分，對每個頻帶都同樣處理然后加權求和，即得到基于頻率響應軌跡的頻率穩(wěn)定性評價指標F ;其中F的表達式如下:
4.如權利要求1所述的高周切機整定方法，其特征在于，所述步驟(3)中，送端高周切機方案整定優(yōu)化包括: 對于已有的高周切機方案，根據(jù)各輪次切機量、延時、機組選擇相對于評價指標的靈敏度，得出高周切機方案優(yōu)化方向； 對于需要新配置的高周切機方案，結(jié)合高周切機整定原則，在計算得到總切機量、主要切機量、首末輪頻率定值的情況下，采用柵格法，得到高周切機基礎方案，在此基礎方案上根據(jù)步驟(1)和(2)進行優(yōu)化得到合理的高周切機方案，實現(xiàn)送端高周切機方案整定優(yōu)化。
【文檔編號】H02J3/24GK103840476SQ201410077125
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月4日 優(yōu)先權日:2014年3月4日
【發(fā)明者】鄭惠萍, 宋述勇, 劉新元, 薛敏, 張文朝, 王瑋茹, 曲瑩, 孫軼愷, 楊尉薇, 郝鑫杰 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山西省電力公司電力科學研究院, 南京南瑞集團公司