[發明專利]基于石化電網通用模型的孤網安全穩定控制與防御方法

有效

• 申請號: 202011594951.8
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112583049B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 吳肇赟;田浩;葛賢軍;田文輝;王愛科
• 申請（專利權）人: 北京匯思慧能科技有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/46;H02J3/14
• 代理公司: 江陰市權益專利代理事務所(普通合伙) 32443
• 代理人: 王凱

1.一種基于石化電網通用模型的孤網安全穩定控制與防御方法，包括以下步驟：

S1、建立石化企業電網安全穩定分析的通用模型；

S1.1、建立發電機通用模型；

發電機通用模型包括建立發電機轉子運動方程、發電機勵磁參數模型、發電機調速系統通用模型；

發電機轉子運動方程：

ΔM＝M_T-M_E-M_D

其中，Ω為轉子機械角速度，J為轉子的轉動慣量，ΔM為作用在轉子軸上的不平衡轉矩，M_T為原動機機械轉矩，M_E為發電機電磁轉矩；

發電機勵磁參數模型：在系統正常運行情況下提供發電機所要求的勵磁功率，在不同的負荷情況下維持機端或系統中某一點的電壓在給定的水平；

發電機調速系統模型：通過改變發電機組原動機輸出機械功率改變發電機轉子轉速進而改變系統的頻率；

S1.2、負荷通用模型；

感應電動機負荷模型：

電動機常用的動態模型分為三類：計及定、轉子的電磁暫態及轉子的機械動態過程為感應電動機五階模型；只計及轉子的電磁暫態及機械暫態過程為感應電動機的三階模型；只計及轉子的機械暫態過程為感應電動機的一階模型；

綜合負荷動態模型：

根據石化企業電網特征，建立負荷通用模型庫；

S2、電網安全穩定分析及控制策略；

結合S1中的石化電網安全穩定分析通用模型，首先確定石化企業安全穩定事故集，然后進行安全穩定分析結果，并根據安全穩定分析結果提出控制策略；

S3、石化企業孤網安全穩定防御策略；

S3.1、低周減載負荷量計算原理；

其中，R為調速器的調差參數，ΔP_L為發電負荷不平衡量；Ks稱為系統的自然頻率特性系數，Ks由兩部分組成：一是系統負荷的頻率特性系數K_L；二是系統中有旋轉備用容量機組的頻率特性系數K_G；

低周減載整定方案包括對基本輪和特殊輪各輪頻率定值、延時、功率切除量的確定；基本輪的任務就是在不過切的情況下盡快制止頻率下降，盡可能的使頻率恢復到接近正常頻率；特殊輪的任務是在基本輪動作后，避免頻率長時間懸停在某一不允許的較低值或防止頻率緩慢降低。

2.根據權利要求1所述的一種基于石化電網通用模型的孤網安全穩定控制與防御方法，其特征在于：石化企業電網中的發電機采用定功率控制模式時，Ks＝K_L，低周減載的負荷量計算過程如下：

確定低周減載動作頻率值f_d；

計算額定頻率時在電網總負荷為P_Load，發電量為P_Gen時的電網功率缺額；

P_Gap＝P_Load-P_Gen

計算頻率從額定頻率發f_e下降到f_d的負荷功率補償；

P_FL＝K_L*P_Load*(f_e-f_d)

實際低周減載應該切除的負荷量如下式；

P_d＝P_Gap-P_FL。

3.根據權利要求1所述的一種基于石化電網通用模型的孤網安全穩定控制與防御方法，其特征在于：根據石化企業電網各個孤網區域安全校核計算結果，由電網最低點頻率以及計算得出的系統的自然頻率特性系數Ks＝ΔP_L/△f值，即1個周波頻率變化對應的負荷功率變化情況，由此可計算出要想使電網頻率恢復至正常狀態則需要切除的負荷量。

4.根據權利要求1所述的一種基于石化電網通用模型的孤網安全穩定控制與防御方法，其特征在于：電網安全穩定分析內容包括石化電網安全校核和電網安全防御。

5.根據權利要求1所述的一種基于石化電網通用模型的孤網安全穩定控制與防御方法，其特征在于：通過安全校核、安全防御閉環計算得到的電網安全防御情況；孤網安全防御需要針對電壓和頻率兩個方面：頻率方面通過低周減載進行安全防御；低壓方面通過低壓減載進行安全防御。