[發明專利]用于復現電力系統頻率特性的模擬方法及系統

在審

• 申請號: 201810361848.5
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108565854A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 劉輝;孫大衛;田博;葛俊;宋鵬;江浩;程雪坤;劉海濤
• 申請（專利權）人: 華北電力科學研究院有限責任公司;國網冀北電力有限公司;國家電網公司;國網冀北電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞;王濤

本發明提供了一種用于復現電力系統頻率特性的模擬方法及系統，涉及電力系統技術領域。方法包括：根據當前時刻t的系統頻率值，采用預先設置的負荷模型確定負荷有功功率；根據預先設置的燃料參考信號和調門開度，采用預先設置的主汽壓力模型確定進氣量值；采用預先設置的汽輪機模型確定汽輪機模型的機械功率；采用預先設置的發電機組模型生成電磁功率；根據電磁功率，經過預先設置的同步機元件生成火電機組輸出功率；根據負荷有功功率和火電機組輸出功率，采用同步機搖擺方程確定當前時刻t的下一時刻t+1的系統頻率預測值，并將下一時刻t+1的系統頻率預測值作為t+1時刻的系統頻率值；根據各時刻的系統頻率預測值確定電力系統頻率特性。

技術領域

本發明涉及電力系統技術領域，尤其涉及一種用于復現電力系統頻率特性的模擬方法及系統。

背景技術

當前，隨著風力發電、光伏發電等新能源技術的迅猛發展，新能源技術發電在電網中的占比日益上升。隨著新能源技術發電在電網中占比越來越高，電力系統中的頻率特性與之前以火電機組為主的電力系統的頻率特性存在著較大區別。

為了研究新能源技術發電在電網中的特性，需要先進行現有的電力系統頻率特性的復現研究。然而，現有的電力系統數字仿真模型難以反映新一代電力系統的頻率特性，尤其是難以復現電力系統在出現大功率缺額故障后的頻率特性。

發明內容

本發明的實施例提供一種用于復現電力系統頻率特性的模擬方法及系統，以實現對當前電力系統頻率特性的精確復現，為研究新能源技術發電在電網中的特性奠定了基礎。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種用于復現電力系統頻率特性的模擬方法，包括：

根據當前時刻t的系統頻率值，采用預先設置的負荷模型確定負荷有功功率；

根據預先設置的燃料參考信號和調門開度，采用預先設置的主汽壓力模型確定進氣量值；

根據所述進氣量值，采用預先設置的汽輪機模型確定汽輪機模型的機械功率；

根據所述機械功率，采用預先設置的發電機組模型生成電磁功率；

根據所述電磁功率，經過預先設置的同步機元件生成火電機組輸出功率；

根據所述負荷有功功率和所述火電機組輸出功率，采用同步機搖擺方程確定當前時刻t的下一時刻t+1的系統頻率預測值，并將下一時刻t+1的系統頻率預測值作為t+1時刻的系統頻率值；

根據各時刻的系統頻率預測值確定電力系統頻率特性。

具體的，所述根據當前時刻t的系統頻率值，采用預先設置的負荷模型確定負荷有功功率，包括：

獲取t時刻的系統頻率預測值作為t時刻的系統頻率值，或者通過采樣獲取t時刻的系統頻率實際值作為t時刻的系統頻率值；

采用預先設置的負荷模型：P_t＝P_N(1+(f_N-f_st)×L_D)確定t時刻的負荷有功功率P_t；

其中，P_N為負荷額定有功功率；f_N為系統額定頻率；f_st為t時刻的系統頻率值；L_D為負荷調頻系數。

具體的，所述根據預先設置的燃料參考信號和調門開度，采用預先設置的主汽壓力模型確定進氣量值，包括：

根據預先設置的燃料參考信號R_ref和一主汽壓力初值G_Z0，經過比例積分控制器得到比例積分控制器輸出信號R_refPI；