基于实际出力特性的发电机频率模型建模方法技术

本发明专利技术公开了一种基于实际出力特性的发电机频率模型建模方法，包括步骤1，采集实测数据；步骤2，根据实测数据绘制曲线图；步骤3，将发电机实际出力过程分为稳态阶段、上升阶段、滑坡阶段和爬坡阶段；步骤4，在各阶段，根据功率与频率的关系构建函数表达式，最后叠加的分段函数即为发电机频率模型。本发明专利技术构建出基于实际出力特性的发电机频率模型，该分时段模型结构克服了现有模型结构过于简单或复杂、参数设置难以精准的不足，建立了兼顾仿真度与复杂度要求，且能准确反映频率大扰动的基于实际出力特性的发电机频率模型。

Modeling method of generator frequency model based on actual output characteristics

【技术实现步骤摘要】
基于实际出力特性的发电机频率模型建模方法
本专利技术涉及一种基于实际出力特性的发电机频率模型建模方法，属于发电机建模领域。
技术介绍
随着我国特高压输电工程越来越多投入运行，电网的复杂程度大幅增加，给大电网运行控制带来了新的问题与挑战，其中频率控制与响应问题尤为突出。比如，2015年10月20日，宾金直流逆变站发生闭锁故障，损失直流功率约3800MW，造成华东电网的频率严重跌落，14s内下降了0.2447Hz。此时，火电机组是否能有效地参与调频控制，是电网频率稳定的重要保障。目前常用的仿真模型要么过于简单，要么过于复杂且参数设置难以精准。比如PSASP仿真软件中，常用的是I型频率模型和IV型频率模型。I型频率模型没有考虑到发电机组内部热力系统的约束；IV型频率模型虽然考虑了主蒸汽压力约束，但为了仿真简化一般设置为1；其它类型在建模时考虑的影响因素与IV型类似。在频率较大跌落的情况下，现有的发电机频率模型不能正确反映发电机真实特性，且过于乐观。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于实际出力特性的发电机频率模型建模方法。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：基于实际出力特性的发电机频率模型建模方法，包括以下步骤，步骤1，采集实测数据；步骤2，根据实测数据绘制曲线图；曲线图包括频率曲线图和功率曲线图；频率曲线图以时间t为横坐标，以频率作为纵坐标，功率曲线图以时间t为横坐标，以功率作为纵坐标；步骤3，将发电机实际出力过程分为稳态阶段、上升阶段、滑坡阶段和爬坡阶段；步骤4，在各阶段，根据功率与频率的关系构建函数表达式，最后叠加的分段函数即为发电机频率模型。在电网故障点安装PMU，通过PMU采集实测数据。稳态阶段：时间范围为0＜t≤T0，其中T0为初始扰动时间，在该阶段中，频率和功率均稳定；上升阶段：时间范围为T0＜t≤T1，其中T1为峰值功率对应的时间，在该阶段中，功率从初始功率上升至峰值功率，频率从初始频率下降，但未到峰谷频率；滑坡阶段：时间范围为T1＜t≤T2，其中T2为AGC介入时间，在该阶段中，功率从峰值功率下降，频率下降到峰谷频率后上升；爬坡阶段：时间范围为t＞T2，在该阶段中，功率上升一段时间后平稳，频率上升一端时间后平稳。在爬坡阶段，时间范围为T2＜t≤T3时，功率上升，频率上升，时间范围为t＞T3时，功率和频率平稳，T3为爬坡阶段功率和频率平稳开始的时间。稳态阶段的函数表达式为p(t)＝P0，其中p(t)为t时刻的发电机功率，P0为发电机初始功率；上升阶段的函数表达式为p(t)＝A1(f(t)-f0)+P0，其中f(t)为t时刻的发电机频率，f0为发电机初始功率，A1表示实际调差系数的倒数；滑坡阶段的函数表达式为p(t)＝A2(f(t)-f0)+P(T1)，其中P(T1)为T1时刻发电机功率，A2表示热力约束造成的滑坡系数；爬坡阶段的函数表达式为其中P(T2)为T2时刻发电机功率，P(T3)为T3时刻发电机功率，A3表示AGC介入过程的爬坡系数。发电机频率模型为，本专利技术所达到的有益效果：本专利技术构建出基于实际出力特性的发电机频率模型，该分时段模型结构克服了现有模型结构过于简单或复杂、参数设置难以精准的不足，建立了兼顾仿真度与复杂度要求，且能准确反映频率大扰动的基于实际出力特性的发电机频率模型。附图说明图1为本专利技术的流程图；图2为绘制的曲线图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1所示，基于实际出力特性的发电机频率模型建模方法，包括以下步骤：步骤1，在电网故障点安装PMU，通过PMU采集实测数据。步骤2，根据实测数据绘制曲线图。曲线图包括频率曲线图和功率曲线图；频率曲线图以时间t为横坐标，以频率作为纵坐标，功率曲线图以时间t为横坐标，以功率作为纵坐标；为了便于拟合比对，将其绘制在一个坐标系中，如图2所示。步骤3，将发电机实际出力过程分为稳态阶段、上升阶段、滑坡阶段和爬坡阶段。稳态阶段：时间范围为0＜t≤T0，其中T0为初始扰动时间，在该阶段中，频率和功率均稳定。上升阶段：时间范围为T0＜t≤T1，其中T1为峰值功率对应的时间，在该阶段中，功率从初始功率上升至峰值功率，频率从初始频率下降，但未到峰谷频率。滑坡阶段：当频率下降较大时，发电机实际有功出力受热力约束并不能无限增大，即功率上升到某一极限后下降，时间范围为T1＜t≤T2，其中T2为AGC介入时间，在该阶段中，功率从峰值功率下降，频率下降到峰谷频率后上升。爬坡阶段：时间范围为t＞T2，在该阶段中，功率上升一段时间后平稳，频率上升一端时间后平稳；根据具体的是，在爬坡阶段，时间范围为T2＜t≤T3时，功率上升，频率上升，时间范围为t＞T3时，功率和频率平稳，T3为爬坡阶段功率和频率平稳开始的时间。步骤4，在各阶段，根据功率与频率的关系构建函数表达式，最后叠加的分段函数即为发电机频率模型。各阶段的函数表达式如下：稳态阶段的函数表达式为p(t)＝P0，其中p(t)为t时刻的发电机功率，P0为发电机初始功率。上升阶段的函数表达式为p(t)＝A1(f(t)-f0)+P0，其中f(t)为t时刻的发电机频率，f0为发电机初始功率，A1表示实际调差系数的倒数。滑坡阶段的函数表达式为p(t)＝A2(f(t)-f0)+P(T1)，其中P(T1)为T1时刻发电机功率，A2表示热力约束造成的滑坡系数。爬坡阶段的函数表达式为用于描述AGC的作用效果，其中P(T2)为T2时刻发电机功率，P(T3)为T3时刻发电机功率，A3表示AGC介入过程的爬坡系数。最后叠加的发电机频率模型为：其中，本上述方法构建出基于实际出力特性的发电机频率模型，该分时段模型结构克服了现有模型结构过于简单或复杂、参数设置难以精准的不足，建立了兼顾仿真度与复杂度要求，且能准确反映频率大扰动的基于实际出力特性的发电机频率模型。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于实际出力特性的发电机频率模型建模方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤1，采集实测数据；步骤2，根据实测数据绘制曲线图；曲线图包括频率曲线图和功率曲线图；频率曲线图以时间t为横坐标，以频率作为纵坐标，功率曲线图以时间t为横坐标，以功率作为纵坐标；步骤3，将发电机实际出力过程分为稳态阶段、上升阶段、滑坡阶段和爬坡阶段；步骤4，在各阶段，根据功率与频率的关系构建函数表达式，最后叠加的分段函数即为发电机频率模型。

【技术特征摘要】
1.基于实际出力特性的发电机频率模型建模方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤1，采集实测数据；步骤2，根据实测数据绘制曲线图；曲线图包括频率曲线图和功率曲线图；频率曲线图以时间t为横坐标，以频率作为纵坐标，功率曲线图以时间t为横坐标，以功率作为纵坐标；步骤3，将发电机实际出力过程分为稳态阶段、上升阶段、滑坡阶段和爬坡阶段；步骤4，在各阶段，根据功率与频率的关系构建函数表达式，最后叠加的分段函数即为发电机频率模型。2.根据权利要求1所述的基于实际出力特性的发电机频率模型建模方法，其特征在于：在电网故障点安装PMU，通过PMU采集实测数据。3.根据权利要求1所述的基于实际出力特性的发电机频率模型建模方法，其特征在于：稳态阶段：时间范围为0＜t≤T0，其中T0为初始扰动时间，在该阶段中，频率和功率均稳定；上升阶段：时间范围为T0＜t≤T1，其中T1为峰值功率对应的时间，在该阶段中，功率从初始功率上升至峰值功率，频率从初始频率下降，但未到峰谷频率；滑坡阶段：时间范围为T1＜t≤T2，其中T2为AGC介入时间，在该阶段中，功率从峰值功率下降，频率下降到峰谷频率后上升；爬坡...

【专利技术属性】
技术研发人员：鞠平，闪鑫，李凡凡，王毅，余一平，王波，赵健，陆进军，陈谦，丁恰，孙黎霞，
申请(专利权)人：河海大学，国电南瑞科技股份有限公司，国家电网公司，国电南瑞南京控制系统有限公司，南京南瑞集团公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32