本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)與仿真技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種針對孤網(wǎng)類型電網(wǎng)的頻率仿真方法。

背景技術(shù)：

隨著電力系統(tǒng)的日益復(fù)雜，仿真系統(tǒng)的正確性格外重要。孤島型電網(wǎng)指由多組小型發(fā)電系統(tǒng)相互聯(lián)合構(gòu)建的局域性電網(wǎng)，其發(fā)電系統(tǒng)及負(fù)荷構(gòu)成一個可自力運(yùn)行的孤網(wǎng)系統(tǒng)?，F(xiàn)有的對于孤島型電網(wǎng)的仿真方式是，只要發(fā)電負(fù)荷差值大于某個限額，一概認(rèn)為是死島，不會做進(jìn)一步的深究?，F(xiàn)如今由于能源緊缺，迫使人們快速發(fā)展分布式新能源，使得較多的孤島型電網(wǎng)在短時間內(nèi)也能獨(dú)立運(yùn)行；為了響應(yīng)建設(shè)安全電網(wǎng)的號召，對于快速準(zhǔn)確切除故障的要求越來越高，使孤島型電網(wǎng)的頻率也得到穩(wěn)定。然而現(xiàn)有的孤島電網(wǎng)頻率仿真方法無法模擬自動裝置的開斷，繼而無法準(zhǔn)確得到頻率的仿真結(jié)果，這樣會大大影響孤島型電網(wǎng)的潮流計算。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種針對孤網(wǎng)類型電網(wǎng)的頻率仿真方法，考慮了解列后的孤島型電網(wǎng)在短時間內(nèi)也能獨(dú)立運(yùn)行、自動裝置的投切等因素，使孤島型電網(wǎng)仿真的潮流計算更準(zhǔn)確。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種針對孤網(wǎng)類型電網(wǎng)的頻率仿真方法，其特點(diǎn)是，包含如下步驟：

S1，以最大頻率積分次數(shù)為基值，計算得到頻率積分時段T_p：

T_p＝T_c/N_s

其中：N_s為最大頻率積分次數(shù)，T_c為一個仿真周期；

S2，對每個頻率積分時段的孤島加速功率P_a，頻率變化△f_s以及發(fā)電機(jī)出力變化△P_j進(jìn)行仿真計算；

S3，根據(jù)上述得到的頻率變化以及頻率積分時段，仿真孤島型電網(wǎng)依照頻率判據(jù)切負(fù)荷；

S4，根據(jù)仿真的頻率曲線判斷，如果孤島頻率失穩(wěn)，依照死島處理；

S5，頻率仿真結(jié)束后，依照這個頻率積分時段得到的孤島電網(wǎng)的機(jī)組出力、負(fù)荷，進(jìn)行電力系統(tǒng)潮流仿真，最終確定各電氣量。

所述的步驟S2具體包含：

S2.1，計算解列后每個孤島的慣性時間常數(shù)T_sum：

T_sum＝Σ_i∈GT_i

其中：G為孤島中所有機(jī)組，T_i為第i臺機(jī)組的慣性時間常數(shù)；

S2.2，計算解列后每個孤島的負(fù)荷頻率特性系數(shù)D_s、功頻特性系數(shù)K_s、慣性時間常數(shù)T_s：

K_s＝1/D_s

T_s＝T_sum/D_s

其中：D為孤島中所有的系統(tǒng)負(fù)荷，D_i為第i個負(fù)荷的頻率特性系數(shù)，W_i為負(fù)荷的實(shí)際值，Δf_s＝f_s-f_b為孤島電網(wǎng)實(shí)際頻率f_s與孤島電網(wǎng)額度頻率f_b的差值；

S2.3計算解列后每個孤島的加速頻率P_a：

P_a＝∑_i∈G(W_iG)-∑_i∈D(W_iD)-Σ_i∈L(W_il)

其中，D為孤島中所有的線路和繞組，W_iG為第i臺機(jī)組的實(shí)際出力，W_iD為第i個負(fù)荷的實(shí)際值，W_il為這個孤島電網(wǎng)第i條線路或第i個繞組的損耗；

S2.4，根據(jù)步驟S2.3可以得到加速頻率P_a，計算解列后每個孤島的頻率變化Δf_s、每臺機(jī)組出力的變化ΔP_iG：

f_s＝f_b+Δf_s

W_iG′＝W_iG+ΔP_j

其中：K_j為第j臺機(jī)組的功頻特性系數(shù)，f_s為孤島電網(wǎng)實(shí)際頻率；

S2.5，將機(jī)組實(shí)際出力W_iG′代入步驟S2.3得到下一個頻率積分時段的加速頻率P_a，再將P_a代入步驟S2.4得到下一個頻率積分時段的孤島電網(wǎng)仿真頻率f_s。

所述步驟S3具體包含：

S3.1，當(dāng)實(shí)際仿真頻率f_s＝f_b+Δf_s小于低額定值f_dz時，頻率判據(jù)成立，判據(jù)延時T_ys＝T_ys+T_p；當(dāng)實(shí)際仿真頻率f_s＝f_b+Δf_s大于等于低額定值f_dz時，頻率判據(jù)不成立，判據(jù)延時T_ys＝0；

S3.2，當(dāng)判據(jù)延時T_ys小于時延定值T_dz時，在這個頻率積分時段自動裝置不動作；當(dāng)判據(jù)延時T_ys大于時延定值T_dz時，在這個頻率積分時段自動裝置動作，切除部分負(fù)荷，得到機(jī)組的實(shí)際出力，用來計算下一個頻率積分時段的加速頻率P_a；

S3.3，當(dāng)判據(jù)延時T_ys大于時延定值T_dz時，在這個頻率積分時段自動裝置動作，切除部分負(fù)荷，得到機(jī)組的實(shí)際出力，用來計算下一個頻率積分時段的加速頻率P_a。

所述的步驟S4中根據(jù)仿真的頻率曲線判斷，如果仿真頻率f_s小于0.8倍的基準(zhǔn)頻率f_b，則孤島頻率失穩(wěn)，依照死島處理，頻率仿真結(jié)束；如果頻率積分次數(shù)小于最大頻率積分次數(shù)N_s，回到步驟S2繼續(xù)進(jìn)行仿真計算；如果頻率積分次數(shù)大于最大頻率積分次數(shù)N_s，繼續(xù)進(jìn)行步驟S5。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

考慮了解列后的孤島型電網(wǎng)在短時間內(nèi)也能獨(dú)立運(yùn)行、自動裝置的投切等因素，使孤島型電網(wǎng)仿真的潮流計算更準(zhǔn)確。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種針對孤網(wǎng)類型電網(wǎng)的頻率仿真方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，通過詳細(xì)說明一個較佳的具體實(shí)施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。

如圖1所示，一種針對孤網(wǎng)類型電網(wǎng)的頻率仿真方法，其特點(diǎn)是，包含如下步驟：

S1，以最大頻率積分次數(shù)為基值，計算得到頻率積分時段T_p：

T_p＝T_c/N_s

其中：N_s為最大頻率積分次數(shù)，T_c為一個仿真周期；

S2，對每個頻率積分時段的孤島加速功率P_a，頻率變化△f_s以及發(fā)電機(jī)出力變化△P_j進(jìn)行仿真計算；

S3，根據(jù)上述得到的頻率變化△f_s以及頻率積分時段T_p，仿真孤島型電網(wǎng)依照頻率判據(jù)切負(fù)荷；

S4，根據(jù)仿真的頻率曲線判斷，如果孤島頻率失穩(wěn)，依照死島處理；

S5，頻率仿真結(jié)束后，依照這個頻率積分時段得到的孤島電網(wǎng)的機(jī)組出力、負(fù)荷，進(jìn)行電力系統(tǒng)潮流仿真，最終確定各電氣量。

所述的步驟S2具體包含：

S2.1，計算解列后每個孤島的慣性時間常數(shù)T_sum：

T_sum＝∑_i∈GT_i

其中：G為孤島中所有機(jī)組，T_i為第i臺機(jī)組的慣性時間常數(shù)；

S2.2，計算解列后每個孤島的負(fù)荷頻率特性系數(shù)D_s、功頻特性系數(shù)K_s、慣性時間常數(shù)T_s：

K_s＝1/D_s

T_s＝T_sum/D_s

其中：D為孤島中所有的系統(tǒng)負(fù)荷，D_i為第i個負(fù)荷的頻率特性系數(shù)，W_i為負(fù)荷的實(shí)際值(可以由潮流中得到)，Δf_s＝f_s-f_b為孤島電網(wǎng)實(shí)際頻率f_s(一般為50赫茲)與孤島電網(wǎng)額度頻率f_b的差值(其中f_s可以由潮流中得到)；

S2.3計算解列后每個孤島的加速頻率P_a：

P_a＝∑_i∈G(W_iG)-Σ_i∈D(W_iD)-Σ_i∈L(W_il)

其中，D為孤島中所有的線路和繞組，W_iG為第i臺機(jī)組的實(shí)際出力，W_iD為第i個負(fù)荷的實(shí)際值(可以由潮流中得到)，W_il為這個孤島電網(wǎng)第i條線路或第i個繞組的損耗(可以由潮流中得到)；

S2.4，根據(jù)步驟S2.3可以得到加速頻率P_a，計算解列后每個孤島的頻率變化Δf_s、每臺機(jī)組出力的變化ΔP_iG：

f_s＝f_b+Δf_s

W_iG′＝W_iG+ΔP_j

其中：K_j為第j臺機(jī)組的功頻特性系數(shù)(可以由發(fā)動機(jī)額度參數(shù)中得到)，f_s為孤島電網(wǎng)實(shí)際頻率；

S2.5，將機(jī)組實(shí)際出力W_iG′代入步驟S2.3得到下一個頻率積分時段的加速頻率P_a，再將P_a代入步驟S2.4得到下一個頻率積分時段的孤島電網(wǎng)仿真頻率f_s。

所述步驟S3具體包含：

S3.1，當(dāng)實(shí)際仿真頻率f_s＝f_b+Δf_s小于低額定值f_dz時，頻率判據(jù)成立，判據(jù)延時T_ys＝T_ys+T_p；當(dāng)實(shí)際仿真頻率f_s＝f_b+Δf_s大于等于低額定值f_dz時，頻率判據(jù)不成立，判據(jù)延時T_ys＝0；

S3.2，當(dāng)判據(jù)延時T_ys小于時延定值T_dz時，在這個頻率積分時段自動裝置不動作；當(dāng)判據(jù)延時T_ys大于時延定值T_dz時，在這個頻率積分時段自動裝置動作，切除部分負(fù)荷，得到機(jī)組的實(shí)際出力，用來計算下一個頻率積分時段的加速頻率P_a。

S3.3，當(dāng)判據(jù)延時T_ys大于時延定值T_dz時，在這個頻率積分時段自動裝置動作，切除部分負(fù)荷，得到機(jī)組的實(shí)際出力，用來計算下一個頻率積分時段的加速頻率P_a。

在具體實(shí)施例中，所述的步驟S4中根據(jù)仿真的頻率曲線判斷，如果仿真頻率f_s小于0.8倍的基準(zhǔn)頻率f_b，則孤島頻率失穩(wěn)，依照死島處理，頻率仿真結(jié)束；如果頻率積分次數(shù)小于最大頻率積分次數(shù)N_s，回到步驟S2繼續(xù)進(jìn)行仿真計算；如果頻率積分次數(shù)大于最大頻率積分次數(shù)N_s，繼續(xù)進(jìn)行步驟S5。

綜上所述，本發(fā)明一種針對孤網(wǎng)類型電網(wǎng)的頻率仿真方法，考慮了解列后的孤島型電網(wǎng)在短時間內(nèi)也能獨(dú)立運(yùn)行、自動裝置的投切等因素，使孤島型電網(wǎng)仿真的潮流計算更準(zhǔn)確。

盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。