[發(fā)明專利]電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真方法和裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611117072.X
• 申請(qǐng)日: 2016-12-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106802577A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫健;袁清芳;楊楠;王海云;張巖;王存平;張?jiān)亳Y
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)北京市電力公司;國(guó)家電網(wǎng)公司
• 主分類號(hào): G05B17/02
• 分類號(hào): G05B17/02
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11240
• 代理人: 韓建偉,張永明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真方法和裝置。

背景技術(shù)

電網(wǎng)運(yùn)行中燃機(jī)數(shù)量不斷增加，其占全網(wǎng)發(fā)電的權(quán)重已不容忽視。相比于蒸汽輪機(jī)來(lái)講，燃機(jī)具有啟動(dòng)快、慣性小、機(jī)組加載和卸載負(fù)荷響應(yīng)時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。燃?xì)廨啓C(jī)(Gas Turbine)是一種以連續(xù)流動(dòng)的氣體作為工質(zhì)(即實(shí)現(xiàn)熱能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的媒介物質(zhì))，然后把熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)力機(jī)械。其基本工作原理是：通過(guò)渦輪驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)的壓氣機(jī)連續(xù)地從大氣中吸入空氣并將其壓縮升壓，壓縮后的空氣進(jìn)入燃燒室，與噴入的燃料混合燃燒，成為高溫燃?xì)夂罅魅霚u輪中膨脹做功，做功后的燃?xì)鈮毫抵链髿鈮毫Χ湃氪髿庵?。燃?xì)廨啓C(jī)主要由壓氣機(jī)、燃燒室、燃?xì)馔钙綔u輪三大部分組成，此外還包括進(jìn)氣過(guò)濾系統(tǒng)、控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)、啟動(dòng)系統(tǒng)、潤(rùn)滑油系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)及附件齒輪箱等輔助設(shè)備。

現(xiàn)有技術(shù)中，電力系統(tǒng)仿真軟件中只有汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)模型，缺乏燃機(jī)的仿真模擬功能。

其中，電力系統(tǒng)仿真軟件包括PSS/E(Power System Simulator/Engineering,一款面向工程實(shí)際的仿真分析軟件)、PSASP(Power System Analysis Software Package，即電力系統(tǒng)分析綜合程序，該程序可以基于電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、固定模型庫(kù)以及用戶自定義模型庫(kù)的支持，對(duì)電力系統(tǒng)的輸電、供電和配電進(jìn)行各種計(jì)算分析)、以及PSD(是Adobe公司的圖形設(shè)計(jì)軟件Photoshop的專用格式)仿真軟件包等。

針對(duì)上述缺乏燃機(jī)的仿真模擬功能的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真方法和裝置，以至少解決缺乏燃機(jī)的仿真模擬功能的技術(shù)問(wèn)題。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真方法，通過(guò)仿真模型執(zhí)行所述動(dòng)態(tài)仿真方法，所述仿真模型包括調(diào)速器模塊、執(zhí)行機(jī)構(gòu)模塊、原動(dòng)機(jī)模塊、以及發(fā)電機(jī)模塊，其中，所述動(dòng)態(tài)仿真方法包括：將電力系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)的參數(shù)輸入所述調(diào)速器模塊，得到調(diào)門指令；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)模塊基于所述調(diào)門指令確定調(diào)門開(kāi)度；所述原動(dòng)機(jī)模塊基于所述調(diào)門開(kāi)度輸出機(jī)械功率；控制所述發(fā)電機(jī)模塊按照所述機(jī)械功率運(yùn)行。

進(jìn)一步地，所述發(fā)電機(jī)的參數(shù)包括轉(zhuǎn)速偏差和功率偏差，將電力系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)的參數(shù)輸入所述調(diào)速器模塊，得到調(diào)門指令包括：對(duì)所述轉(zhuǎn)速偏差和功率偏差，進(jìn)行死區(qū)和限幅操作，確定調(diào)門指令P_CV。

進(jìn)一步地，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)模塊為電液伺服機(jī)構(gòu)模塊，其中，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)模塊基于所述調(diào)門指令確定調(diào)門開(kāi)度包括：將所述調(diào)門指令P_CV經(jīng)PID控制和油動(dòng)機(jī)的開(kāi)啟或關(guān)閉操作，確定調(diào)門開(kāi)度P_GV。

進(jìn)一步地，所述原動(dòng)機(jī)模塊基于所述調(diào)門開(kāi)度輸出機(jī)械功率包括：對(duì)所述調(diào)門開(kāi)度利用一階慣性環(huán)節(jié)的延遲之后，得到所述機(jī)械功率，其中，所述一階慣性環(huán)節(jié)的燃機(jī)時(shí)間常數(shù)為預(yù)先設(shè)置的數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，所述發(fā)電機(jī)模塊為次暫態(tài)模塊或暫態(tài)模型。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，還提供了一種電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真裝置，通過(guò)仿真模型執(zhí)行所述動(dòng)態(tài)仿真裝置，所述仿真模型包括調(diào)速器模塊、執(zhí)行機(jī)構(gòu)模塊、原動(dòng)機(jī)模塊、以及發(fā)電機(jī)模塊，其中，所述動(dòng)態(tài)仿真裝置包括：第一處理單元，用于將電力系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)的參數(shù)輸入所述調(diào)速器模塊，得到調(diào)門指令；第一確定單元，用于所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)模塊基于所述調(diào)門指令確定調(diào)門開(kāi)度；第二處理單元，用于所述原動(dòng)機(jī)模塊基于所述調(diào)門開(kāi)度輸出機(jī)械功率；控制單元，用于控制所述發(fā)電機(jī)模塊按照所述機(jī)械功率運(yùn)行。

進(jìn)一步地，所述發(fā)電機(jī)的參數(shù)包括轉(zhuǎn)速偏差和功率偏差，所述第一處理單元包括：第一處理模塊，用于對(duì)所述轉(zhuǎn)速偏差和功率偏差，進(jìn)行死區(qū)和限幅操作，確定調(diào)門指令P_CV。

進(jìn)一步地，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)模塊為電液伺服機(jī)構(gòu)模塊，其中，所述第一確定單元包括：確定模塊，用于將所述調(diào)門指令P_CV經(jīng)PID控制和油動(dòng)機(jī)的開(kāi)啟或關(guān)閉操作，確定調(diào)門開(kāi)度P_GV。

進(jìn)一步地，所述第二處理單元包括：第二處理模塊，用于對(duì)所述調(diào)門開(kāi)度利用一階慣性環(huán)節(jié)的延遲之后，得到所述機(jī)械功率，其中，所述一階慣性環(huán)節(jié)的燃機(jī)時(shí)間常數(shù)為預(yù)先設(shè)置的數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，所述發(fā)電機(jī)模塊為次暫態(tài)模塊或暫態(tài)模型。