[發明專利]一種基于單機等值模型的高周切機整定方法

有效

• 申請號: 201410077125.4
• 申請日: 2014-03-04
• 公開（公告）號: CN103840476A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 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（專利權）人: 國家電網公司;國網山西省電力公司電力科學研究院;南京南瑞集團公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發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。

背景技術

高周切機是送端頻率穩定控制的有效手段，當送端電網由于連鎖跳閘等嚴重故障導致與主網解列，出現嚴重的有功不平衡時，合理的高周切機控制策略可以在頻率升高到達一定定值時，經過一定的延時，逐輪切除發電機，最終達到有功功率平衡，使系統頻率恢復到可接受范圍內。目前高周切機方案的配置多采用試配加仿真驗證的方法，依賴運行經驗和大量的離線仿真計算，缺少快速且系統的整定和優化方法。

頻率穩定性是電力系統發生突然的有功功率擾動后，系統頻率能夠保持或恢復到允許的范圍內不發生頻率崩潰的能力。根據時間尺度的不同可以分為短期頻率穩定和長期頻率穩定。目前評價頻率穩定性的方法主要包括兩類：一類方法主要關注是否引起頻率崩潰作為評價指標，該方法認為發電機低頻保護動作是頻率失穩的必要條件，由此根據頻率引起發電機低頻保護動作的裕度來衡量頻率穩定性，該方法不適用于頻率未崩潰卻偏離允許運行范圍較大的情況，而且對于送端頻率異常升高不能有效衡量；另一類方法通過計算頻率響應軌跡的最大最小和穩態值來評價頻率穩定性，這類方法未考慮頻率偏差持續時間的影響，得到的指標不能全面反映頻率特性。

分析系統頻率穩定性的數學模型可以采用詳細的線性微分方程組或者等值簡化模型。對于送端頻率響應特性而言，由于送端相對于主網地域范圍不大，通常是局部區域，頻率的時間空間分布特性不明顯，因此若采用詳細的線性微分方程組通過數值積分求解并不具有明顯的優勢，但需要更多的計算時間和計算量的代價。現有的單機等值模型對發電機、負荷的有功-頻率特性在額定頻率點進行線性化，得到的是由比例系數表達的線性化有功-頻率模型。高周切機的輪次動作有先后之分，當頻率到達不同輪次的閾值時，系統的頻率偏離額定頻率的程度不同，若仍采用傳統線性化模型，對于系統的有功-頻率特性的描述會存在較大偏差。因此需要更準確的數學模型。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種基于單機等值模型的高周切機整定方法，該方法適用于送端頻率穩定控制的高周切機策略配置和優化，為區域性大規模的水電、火電、風電能源基地，特別是同一地區大裝機、小負荷、高送出模式的電網提供頻率穩定的保障。

本發明的目的是采用下述技術方案實現的：

本發明提供一種基于單機等值模型的高周切機整定方法，其改進之處在于，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響應分析；

（2）確定基于頻率響應軌跡的頻率穩定性評價指標；

（3）送端高周切機方案整定優化。

進一步地，所述步驟（1）中，考慮送端系統發電機、負荷的有功-頻率特性和調速系統和原動機的調節特性，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速器-原動機調節特性環節、發電機轉子頻率響應環節、負荷頻率調節特性環節和高周切機及低頻減載環節；

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特性的影響單機等值頻率響應分析模型在系統出現不平衡功率擾動時的頻率響應，如式①：

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