电网高周切机配置仿真评估方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种电网高周切机配置仿真评估方法及装置，涉及电力系统安全稳定技术领域，为解决高周切机的配置方案的检验评估的问题。所述电网高周切机配置仿真评估方法包括：建立异步运行电网的仿真模型；设定所述仿真模型的典型运行方式，并建立预想故障集；编制形成高周切机的配置方案；通过所述仿真模型在所述典型运行方式下运行所述预想故障集中的故障，并计算仿真模型在故障情况下的电网频率特性、高周切机量及风电脱网情况。根据仿真模型的计算结果分析风电脱网对电网频率特性影响，并评估所述高周切机的配置方案。本发明专利技术提供的电网高周切机配置仿真评估方法及装置可以方便简单地对高周切机的配置进行评估。

Simulation evaluation method and device for high cycle cutting machine configuration of power network

The invention discloses a simulation evaluation method and device for the configuration of high cycle cutting machine in power grid, which relates to the technical field of the safety and stability of the power system to solve the problem of the inspection and evaluation of the configuration scheme of the high cycle cutting machine. The simulation evaluation methods of the high cycle cutting machine configuration include: setting up the simulation model of the asynchronous operation power grid, setting the typical operation mode of the simulation model, setting up the preconceived fault set, making the configuration scheme to form the high cycle cutting machine, and running the preconceived fault set under the typical operation mode of the simulation model. The faults of the system are calculated, and the grid frequency characteristics, the high cycle cutting capacity and the wind power disconnection of the simulation model are analyzed. According to the calculation results of the simulation model, the influence of wind power off grid on the frequency characteristics of the power grid is analyzed, and the configuration scheme of the high cycle cutting machine is evaluated. The simulation and evaluation method and device of the power grid high cycle cutting machine provided by the invention can evaluate the configuration of the high cycle cutting machine conveniently and simply.

【技术实现步骤摘要】
电网高周切机配置仿真评估方法及装置
本专利技术涉及电力系统安全稳定
，尤其涉及一种电网高周切机配置仿真评估方法及装置。
技术介绍
随着我国对可再生能源的高度重视以及直流输电技术的不断发展，一方面，风力发电发展极为迅速，装机规模逐年增长；另一方面，直流输送功率越来越大，目前，云南电网与南方电网主网已实行异步联网。异步联网的电网虽避免了交直流并列运行电网送电断面极限受限和直流闭锁导致系统暂态功角稳定问题的弊端，但存在非故障电网的机组无法直接参与故障电网的一次调频，不利于抑制频率的波动，频率稳定问题突出。而风电具有随机性和波动性，大规模接入电网对异步运行电网频率稳定问题带来严重挑战。高周切机属于第三道防线范畴，为送端电网配置高周切机装置是解决送端电网外送通道断开时频率控制问题的一项重要技术措施，当异步运行电网外送直流发生闭锁时，系统因故障后瞬间存在功率过剩而频率升高，可能存在风电大范围脱网现象，若高周切机配置不当，存在机组过切问题，系统又会因为功率缺额而频率降低导致低频减载装置动作。由于实际电网对运行的安全稳定要求极高，高周切机配置方案如果通过实际电网发生故障时进行检验评估，对于不适应电网变化的配置方案容易影响电网的安全性和稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电网高周切机配置仿真评估方法及装置，能够保障电网的安全性和稳定性，并完成高周切机的配置方案的检验评估。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种电网高周切机配置仿真评估方法，包括：建立异步运行电网的仿真模型，所述仿真模型中包含了风电接入的情况；设定所述仿真模型的典型运行方式，并建立预想故障集，所述预想故障集中包括电网可能发生的严重故障以及电网已经发生过的严重故障；编制形成高周切机的配置方案，所述高周切机的配置方案模拟了风电脱网的现象；通过所述仿真模型在所述典型运行方式下运行所述预想故障集中的故障，并计算仿真模型在故障情况下的电网频率特性、高周切机量及风电脱网情况。根据仿真模型的计算结果分析风电脱网对电网频率特性影响，并评估所述高周切机的配置方案。所述异步运行电网的仿真模型包括直流模型和风电模型，所述直流模型为两端直流详细模型，所述风电模型为GE型和固定转速型。所述异步运行电网指该电网与主网无交流联络线，电网通过多回直流与主网相连。所述设定所述仿真模型的典型运行方式为：通过牛顿-拉夫逊法进行潮流计算出充分暴露电网稳定问题的极限运行方式；所述极限运行方式包括区域电网开机最大而负荷最小方式、以及区域电网网间输电功率最大方式。所述预想故障集中包括：异步运行电网外送直流发生单极闭锁故障、多个直流同时单极闭锁故障、单个直流双极闭锁稳控装置拒动故障、多个直流同时闭锁稳控装置拒动故障。所述计算仿真模型在故障情况下的电网频率特性、高周切机量及风电脱网情况为采用隐式梯形数值积分算法进行计算。所述计算仿真模型在故障情况下的电网频率特性、高周切机量及风电脱网情况的同时，还计算仿真模型在故障情况下的低周减载动作情况。所述根据仿真模型的计算结果分析风电脱网对电网频率特性影响，并评估所述高周切机的配置方案包括：在仿真模型的计算结果满足下述全部条件时，则认为所述高周切机的配置方案满足电网安全稳定需要：(1)异步运行电网的仿真模型的频率暂态过程中超过51.5Hz持续时间不超过3s；(2)异步运行电网的仿真模型的频率经历动态变化后达到的稳态值在49.2Hz到50.5Hz之间；(3)异步运行电网的仿真模型的低周减载装置不动作；(4)异步运行电网的仿真模型发生单个直流单极闭锁情况下高周切机装置不动作。一种应用电网高周切机配置仿真评估方法的评估装置，其特征在于，包括：仿真建立单元，用于建立异步运行电网的仿真模型，所述仿真模型中包含了风电接入的情况；设置单元，用于设定所述仿真模型的典型运行方式，并建立预想故障集，所述预想故障集中包括电网可能发生的严重故障以及电网已经发生过的严重故障；配置单元，用于编制形成高周切机的配置方案，所述高周切机的配置方案模拟了风电脱网的现象；所述仿真模型在所述典型运行方式下运行所述预想故障集中的故障，并计算仿真模型在故障情况下的电网频率特性、高周切机量及风电脱网情况；分析单元，用于根据仿真模型的计算结果分析风电脱网对电网频率特性影响，并评估所述高周切机的配置方案。所述分析单元在仿真模型的计算结果满足下述全部条件时，则输出高周切机的配置方案满足电网安全稳定需要的结果：(1)异步运行电网的仿真模型的频率暂态过程中超过51.5Hz持续时间不超过3s；(2)异步运行电网的仿真模型的频率经历动态变化后达到的稳态值在49.2Hz到50.5Hz之间；(3)异步运行电网的仿真模型的低周减载装置不动作；(4)异步运行电网的仿真模型发生单个直流单极闭锁情况下高周切机装置不动作。本专利技术提供的电网高周切机配置仿真评估方法及装置中，提出了一种计及风电接入的异步运行电网高周切机配置适应性评估方法，仿真计算中考虑了异步运行电网发生外送直流闭锁故障时系统频率大幅升高导致风机大范围脱网现象，研究了风电接入对系统频率稳定的影响，所提出的方法考虑因素全面，可操作性强，具有较高的实用价值和良好的市场前景。并且通过仿真的方式进行高周切机的配置方案的分析评估，不会造成对电网稳定性和安全的影响，可以根据需要多次修改高周切机的配置方案。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，构成本专利技术的一部分，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为本专利技术实施例中电网高周切机配置仿真评估方法的流程图；图2为本专利技术实施例中电网高周切机配置仿真评估装置的框图。附图标记：21-仿真建立单元、22-设置单元、23-配置单元、24-分析单元。具体实施方式为了进一步说明本专利技术实施例提供的电网高周切机配置仿真评估方法及装置，下面结合说明书附图进行详细描述。下面以运用本专利技术方法对即将异步联网运行的云南电网一套高周切机配置方案进行仿真评估为实施例，对本专利技术方法进行详细描述。其中云南电网异步联网前的一套高周切机的配置方案如表1所示。表1云南电网异步联网前的一套高周切机配置方案轮次动作频率值(Hz)延时(s)可切功率值(MW)150.6Hz0.21175250.7Hz0.21170350.8Hz0.21170450.9Hz0.2995551Hz0.21000651.1Hz0.21850751.2Hz0.22550851.3Hz0.2650951.4Hz0.21350总计--12510请参阅图1，本专利技术实施例提供的电网高周切机配置仿真评估方法包括：步骤101：建立云南电网与南方电网异步联网后的仿真模型，仿真模型中的发电机模型采用考虑次暂态过程的“Eq”和“Ed”变化模型，其中Eq表示交轴电势变量，Ed表示直轴电势变量，并在仿真模型中考虑了调速系统和励磁系统的作用，对大型机组考虑了电力系统稳定器的作用；仿真模型中负荷采用50％感应电动机+50％恒阻抗的综合负荷模型，机组调速器模型中死区和调差系数采用多次仿真模拟得到贴近实际系统运行特性的参数；所述异步运行电网的仿真模型包括直流模型和风电模型，直流系统采用BPA(一种电力系统分析软件名称)程序中的两端直流详细模型，考虑直流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电网高周切机配置仿真评估方法，其特征在于，包括：建立异步运行电网的仿真模型，所述仿真模型中包含了风电接入的情况；设定所述仿真模型的典型运行方式，并建立预想故障集，所述预想故障集中包括电网可能发生的严重故障以及电网已经发生过的严重故障；编制形成高周切机的配置方案，所述高周切机的配置方案模拟了风电脱网的现象；通过所述仿真模型在所述典型运行方式下运行所述预想故障集中的故障，并计算仿真模型在故障情况下的电网频率特性、高周切机量及风电脱网情况。根据仿真模型的计算结果分析风电脱网对电网频率特性影响，并评估所述高周切机的配置方案。

【技术特征摘要】
1.一种电网高周切机配置仿真评估方法，其特征在于，包括：建立异步运行电网的仿真模型，所述仿真模型中包含了风电接入的情况；设定所述仿真模型的典型运行方式，并建立预想故障集，所述预想故障集中包括电网可能发生的严重故障以及电网已经发生过的严重故障；编制形成高周切机的配置方案，所述高周切机的配置方案模拟了风电脱网的现象；通过所述仿真模型在所述典型运行方式下运行所述预想故障集中的故障，并计算仿真模型在故障情况下的电网频率特性、高周切机量及风电脱网情况。根据仿真模型的计算结果分析风电脱网对电网频率特性影响，并评估所述高周切机的配置方案。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述异步运行电网的仿真模型包括直流模型和风电模型，所述直流模型为两端直流详细模型，所述风电模型为GE型和固定转速型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述异步运行电网指该电网与主网无交流联络线，电网通过多回直流与主网相连。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定所述仿真模型的典型运行方式为：通过牛顿-拉夫逊法进行潮流计算出充分暴露电网稳定问题的极限运行方式；所述极限运行方式包括区域电网开机最大而负荷最小方式、以及区域电网网间输电功率最大方式。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预想故障集中包括：异步运行电网外送直流发生单极闭锁故障、多个直流同时单极闭锁故障、单个直流双极闭锁稳控装置拒动故障、多个直流同时闭锁稳控装置拒动故障。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算仿真模型在故障情况下的电网频率特性、高周切机量及风电脱网情况为采用隐式梯形数值积分算法进行计算。7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述计算仿真模型在故障情况下的电网频率特性、高周切机量及风电脱网情况的同时，还计算仿真模型在故障情况下的低周减载动作情况。8.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴小珊，涂亮，柳勇军，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44