[發明專利]孤立電網的安全穩定性評估方法

有效

• 申請號: 201710731108.1
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107591798B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 范傳光;徐箭;王輝;廖思陽;楊俊;付昊博;陳習偉;唐暢;杜奇跡;孫振宇;鮮杏;鄧少平;章燕;涂夏哲;鮑益
• 申請（專利權）人: 湖北省電力勘測設計院有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06F30/20;G06Q50/06
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 俞鴻

本發明涉及孤立電網穩定性評估技術領域，特別是一種鎳鐵冶煉廠孤立電網的安全穩定性評估方法。根據鎳鐵冶煉廠孤立電網的拓撲結構在仿真軟件上構建孤網模型，根據鎳鐵冶煉廠孤立電網的裝機容量和總負載量確定機組出力和負荷邊界值，依據機組出力和負荷邊界值確定兩個維度下的四種極限工況，在四種極限工況下對孤網模型進行安穩性仿真分析，當四種極限工況下均可以安全穩定運行，則說明鎳鐵冶煉廠孤立電網在當前裝機容量和總負載量下可以安全穩定運行。本方法首次對含礦熱爐負荷以及風機出力的孤立電網運用RTDS進行安全穩定控制分析，具有良好的推廣價值和應用前景。

技術領域

本發明涉及孤立電網穩定性評估技術領域，特別是一種孤立電網的安全穩定性評估方法。

背景技術

印尼具有高品位的紅土鎳礦，但大部分鎳礦遠離市區或者處于島嶼之上，廠內用電成為最難解決的問題，且印尼電網體系薄弱，正常居民用電的50％尚未滿足，讓電網提供鎳礦的工業用電更是遙遙無期。因此在印尼建立礦廠，必須考慮建設電廠，并實現礦廠內電能自給自足的孤立電網系統。但孤立電網一般容量較小，各大型用電設備所占總功率的比重較大，負荷的擾動量相對值也就較大，負荷波動過程將對孤網的頻率和電壓產生較為嚴重的影響，而負荷的頻繁波動極有可能導致孤網的失穩。礦廠內主要的大容量設備為礦熱爐和軋鋼機，因生產的工藝流程要求，其設備的功率波動較頻繁且波動幅值較高，若孤網系統穩定性較差，極易在極限工況下失穩，影響整個礦廠的供電。

目前，對于鎳鐵冶煉廠孤立電網的安全穩定評估，尚未有成熟的方法，大部分專利是對現有的孤網提出安全穩定策略，且沒有考慮到沖擊負荷對孤網的影響，更鮮有文獻對擬建孤網提出安全穩定控制評估方法，甚至，對于所有出力機組出力和負載均波動大的孤立電網，均沒有一種有效的辦法，能夠對其進行準確的安全穩定性評估。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種準確性高、且對于所有出力機組出力和負載均波動大的孤立電網均適用的孤立電網的安全穩定性評估方法。

對于本發明一種孤立電網的安全穩定性評估方法，其采用的技術手段為：

根據鎳鐵冶煉廠孤立電網的拓撲結構在仿真軟件上構建孤網模型，根據鎳鐵冶煉廠孤立電網的裝機容量和總負載量確定機組出力和負荷邊界值，依據機組出力和負荷邊界值確定兩個維度下的四種極限工況，在四種極限工況下對孤網模型進行安全穩定性仿真分析，當四種極限工況下均可以安全穩定運行，則說明鎳鐵冶煉廠孤立電網在當前裝機容量和總負載量下可以安全穩定運行。

進一步的，所述四種極限工況分別為：機組出力高負荷水平高，機組出力高負荷水平低，機組出力低負荷水平低，機組出力低負荷水平高這四種極限工況。

進一步的，所述機組出力邊界值為風機出力的邊界值，所述風機出力的邊界值根據風機容量進行確定。

進一步的，所述負荷邊界值為礦熱爐負載邊界值，所述礦熱爐負載邊界值包括礦熱爐最高負荷Q_max*n和礦熱爐最低負荷Q_min*n。

進一步的，所述每臺礦熱爐最高負荷Q_max的確定方法如下：

在不考慮風機出力的情況下，根據統計所得的總負載，以及總負載中的廠用電和公共輔助負荷的占比求出礦熱爐總負荷W，以及每臺礦熱爐的負荷Q＝W/n，n為礦熱爐的數量；

當風機達到最大裝機容量W1時，求出礦熱爐最高總負荷W_max，W_max＝W+W1，每臺礦熱爐最高負荷Q_max＝W_max/n。

進一步的，所述每臺礦熱爐最低負荷Q_min的確定方法如下：