电力系统的动态仿真方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电力系统的动态仿真方法和装置。其中，该方法包括：通过仿真模型执行所述动态仿真方法，所述仿真模型包括调速器模块、执行机构模块、原动机模块、以及发电机模块，其中，所述动态仿真方法包括：将电力系统的发电机的参数输入所述调速器模块，得到调门指令；所述执行机构模块基于所述调门指令确定调门开度；所述原动机模块基于所述调门开度输出机械功率；控制所述发电机模块按照所述机械功率运行。本发明专利技术解决了缺乏燃机的仿真模拟功能的技术问题。

Dynamic simulation method and device for power system

The invention discloses a dynamic simulation method and device for an electric power system. Among them, the method includes: through dynamic simulation method of the execution of the simulation model, the simulation model including governor module and actuator module, the prime mover module and generator module, which includes the dynamic simulation method: input parameters of power system generator the control module, get the tone of instruction; the valve actuator module instructions to determine the valve opening degree based on the original motivation; module based on the valve opening degree output mechanical power; control the generator module operation according to the mechanical power. The invention solves the technical problem of lacking the simulation function of the gas turbine.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统领域，具体而言，涉及一种电力系统的动态仿真方法和装置。
技术介绍
电网运行中燃机数量不断增加，其占全网发电的权重已不容忽视。相比于蒸汽轮机来讲，燃机具有启动快、惯性小、机组加载和卸载负荷响应时间短的优点。燃气轮机(GasTurbine)是一种以连续流动的气体作为工质(即实现热能和机械能相互转化的媒介物质)，然后把热能转换为机械功的旋转式动力机械。其基本工作原理是：通过涡轮驱动而旋转的压气机连续地从大气中吸入空气并将其压缩升压，压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合燃烧，成为高温燃气后流入涡轮中膨胀做功，做功后的燃气压力降至大气压力而排入大气中。燃气轮机主要由压气机、燃烧室、燃气透平涡轮三大部分组成，此外还包括进气过滤系统、控制调节系统、启动系统、润滑油系统、燃料系统及附件齿轮箱等辅助设备。现有技术中，电力系统仿真软件中只有汽轮机调速系统模型，缺乏燃机的仿真模拟功能。其中，电力系统仿真软件包括PSS/E(PowerSystemSimulator/Engineering,一款面向工程实际的仿真分析软件)、PSASP(PowerSystemAnalysisSoftwarePackage，即电力系统分析综合程序，该程序可以基于电网基础数据库、固定模型库以及用户自定义模型库的支持，对电力系统的输电、供电和配电进行各种计算分析)、以及PSD(是Adobe公司的图形设计软件Photoshop的专用格式)仿真软件包等。针对上述缺乏燃机的仿真模拟功能的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种电力系统的动态仿真方法和装置，以至少解决缺乏燃机的仿真模拟功能的技术问题。根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种电力系统的动态仿真方法，通过仿真模型执行所述动态仿真方法，所述仿真模型包括调速器模块、执行机构模块、原动机模块、以及发电机模块，其中，所述动态仿真方法包括：将电力系统的发电机的参数输入所述调速器模块，得到调门指令；所述执行机构模块基于所述调门指令确定调门开度；所述原动机模块基于所述调门开度输出机械功率；控制所述发电机模块按照所述机械功率运行。进一步地，所述发电机的参数包括转速偏差和功率偏差，将电力系统的发电机的参数输入所述调速器模块，得到调门指令包括：对所述转速偏差和功率偏差，进行死区和限幅操作，确定调门指令PCV。进一步地，所述执行机构模块为电液伺服机构模块，其中，所述执行机构模块基于所述调门指令确定调门开度包括：将所述调门指令PCV经PID控制和油动机的开启或关闭操作，确定调门开度PGV。进一步地，所述原动机模块基于所述调门开度输出机械功率包括：对所述调门开度利用一阶惯性环节的延迟之后，得到所述机械功率，其中，所述一阶惯性环节的燃机时间常数为预先设置的数据。进一步地，所述发电机模块为次暂态模块或暂态模型。根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种电力系统的动态仿真装置，通过仿真模型执行所述动态仿真装置，所述仿真模型包括调速器模块、执行机构模块、原动机模块、以及发电机模块，其中，所述动态仿真装置包括：第一处理单元，用于将电力系统的发电机的参数输入所述调速器模块，得到调门指令；第一确定单元，用于所述执行机构模块基于所述调门指令确定调门开度；第二处理单元，用于所述原动机模块基于所述调门开度输出机械功率；控制单元，用于控制所述发电机模块按照所述机械功率运行。进一步地，所述发电机的参数包括转速偏差和功率偏差，所述第一处理单元包括：第一处理模块，用于对所述转速偏差和功率偏差，进行死区和限幅操作，确定调门指令PCV。进一步地，所述执行机构模块为电液伺服机构模块，其中，所述第一确定单元包括：确定模块，用于将所述调门指令PCV经PID控制和油动机的开启或关闭操作，确定调门开度PGV。进一步地，所述第二处理单元包括：第二处理模块，用于对所述调门开度利用一阶惯性环节的延迟之后，得到所述机械功率，其中，所述一阶惯性环节的燃机时间常数为预先设置的数据。进一步地，所述发电机模块为次暂态模块或暂态模型。在本专利技术实施例中，将电力系统的发电机的参数输入调速器模块，得到调门指令；执行机构模块基于调门指令确定调门开度；原动机模块基于调门开度输出机械功率；控制发电机模块按照机械功率运行，通过预先设置的仿真模型可以实现对电力系统的动态仿真，解决了现有技术中缺乏燃机的仿真模拟功能的问题。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是根据本专利技术实施例的电力系统的动态仿真方法的流程图；图2是根据本专利技术实施例的调速器模块的结构示意图；图3是根据本专利技术实施例的执行机构模块的结构示意图；图4是根据本专利技术实施例的电力系统的动态仿真装置的示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。根据本专利技术实施例，提供了一种电力系统的动态仿真方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。图1是根据本专利技术实施例的电力系统的动态仿真方法的流程图，该动态仿真方法通过仿真模型来执行，仿真模型包括调速器模块、执行机构模块、原动机模块、以及发电机模块，如图1所示，该方法包括如下步骤：步骤S102，将电力系统的发电机的参数输入调速器模块，得到调门指令；步骤S104，执行机构模块基于调门指令确定调门开度；步骤S106，原动机模块基于调门开度输出机械功率；步骤S108，控制发电机模块按照机械功率运行。通过上述实施例，将电力系统的发电机的参数输入调速器模块，得到调门指令；执行机构模块基于调门指令确定调门开度；原动机模块基于调门开度输出机械功率；控制发电机模块按照机械功率运行，通过预先设置的仿真模型可以实现对电力系统的动态仿真，解决了现有技术中缺乏燃机的仿真模拟功能的问题。在上述实施例中，仿真模型中的调速器模块的输入为发电机的转速偏差Δω和功率PE，输出为调门指令PCV；执行机构模块的输入为调门指令PCV，输出为调门开度PGV；原动机模块的输入为调门开度PGV，输出为机械功率PM；发电机模块的输入为机械功率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力系统的动态仿真方法，其特征在于，通过仿真模型执行所述动态仿真方法，所述仿真模型包括调速器模块、执行机构模块、原动机模块、以及发电机模块，其中，所述动态仿真方法包括：将电力系统的发电机的参数输入所述调速器模块，得到调门指令；所述执行机构模块基于所述调门指令确定调门开度；所述原动机模块基于所述调门开度输出机械功率；控制所述发电机模块按照所述机械功率运行。

【技术特征摘要】
1.一种电力系统的动态仿真方法，其特征在于，通过仿真模型执行所述动态仿真方法，所述仿真模型包括调速器模块、执行机构模块、原动机模块、以及发电机模块，其中，所述动态仿真方法包括：将电力系统的发电机的参数输入所述调速器模块，得到调门指令；所述执行机构模块基于所述调门指令确定调门开度；所述原动机模块基于所述调门开度输出机械功率；控制所述发电机模块按照所述机械功率运行。2.根据权利要求1的动态仿真方法，其特征在于，所述发电机的参数包括转速偏差和功率偏差，将电力系统的发电机的参数输入所述调速器模块，得到调门指令包括：对所述转速偏差和功率偏差，进行死区和限幅操作，确定调门指令PCV。3.根据权利要求1所述的动态仿真方法，其特征在于，所述执行机构模块为电液伺服机构模块，其中，所述执行机构模块基于所述调门指令确定调门开度包括：将所述调门指令PCV经PID控制和油动机的开启或关闭操作，确定调门开度PGV。4.根据权利要求1所述的动态仿真方法，其特征在于，所述原动机模块基于所述调门开度输出机械功率包括：对所述调门开度利用一阶惯性环节的延迟之后，得到所述机械功率，其中，所述一阶惯性环节的燃机时间常数为预先设置的数据。5.根据权利要求1所述的动态仿真方法，其特征在于，所述发电机模块为次暂态模块或暂态模型。6.一种电力...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙健，袁清芳，杨楠，王海云，张岩，王存平，张再驰，
申请(专利权)人：国网北京市电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京;11