基于实时数据的发电机组稳态无功裕度计算系统及方法技术方案

本发明专利技术提供的一种基于实时数据的发电机组稳态无功裕度计算系统及方法，属于发电机组无功电压调节技术领域，根据励磁系统定值参数、发电机及主变压器参数和机组状态实时数据，分别计算机组实时无功下限、过无功限制对应的实时无功上限、转子过流限制对应的实时无功上限、定子过流限制对应的实时无功上限、伏赫兹限制对应的实时无功上限；比较上述各个实时无功上限的大小，输出最小无功上限作为最终的无功上限，并结合机组实时无功下限得到无功裕度曲线。本发明专利技术能够准确计算发电机的稳态无功上下限，使电力调度控制中心能够掌握机组无功真实调节能力，对调度自动化进行无功功率分配调节具有重大参考价值，能够为紧急状况下的无功支撑调整提供依据。

【技术实现步骤摘要】
基于实时数据的发电机组稳态无功裕度计算系统及方法
本专利技术涉及发电机组无功电压调节
，具体涉及一种基于实时数据的发电机组稳态无功裕度计算系统及方法。
技术介绍
随着特高压直流工程的相继投运，电力系统的无功电压调节特性也随之发生深刻变化。大扰动情况下，直流换流站会短时从系统吸收或发出大量无功，严重影响电网电压稳定性。因此，常规火电机组的无功电压调节能力愈发重要。基于实时采集发电机组机端电压、有功功率、无功功率等数据计算的机组稳态无功功率裕量，对于调度自动化进行无功功率分配调节具有重大参考价值，能够为紧急状况下的无功支撑调整提供依据。发电机组的稳态无功上下限主要取决于机组实时运行的有功功率、机端电压及励磁系统限制功能定值，如：低励限制、转子过流限制、定子过流限制、伏赫兹限制、过无功限制等。目前的AVC装置虽然具备无功上下限的计算及显示功能，但其上下限值主要来源于电厂报送，并未全面考虑各励磁限制器的作用结果，其结果并不十分准确。因此，如果能够根据发电机组励磁系统限制功能定值建立数据库，并利用实时采集的机组运行数据计算相应的无功上下限，能够有效提高计算的准确度，对于机组无功电压调节及调度具有重大指导意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用实时采集的机组运行数据计算相应的无功上下限，提高了计算准确度的基于实时数据的发电机组稳态无功裕度计算系统及方法，以解决上述
技术介绍
中存在的至少一项技术问题。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案：一方面，本专利技术提供的一种基于实时数据的发电机组稳态无功裕度计算系统，包括：第一计算模块，用于根据励磁系统定值参数、发电机及主变压器参数和机组状态实时数据，计算机组实时无功下限；第二计算模块，用于根据励磁系统定值参数及机组状态实时数据，计算机组过无功限制对应的实时无功上限；第三计算模块，用于根据励磁系统定值参数、发电机及主变压器参数和机组状态实时数据，计算转子过流限制对应的实时无功上限；第四计算模块，用于根据励磁系统定值参数、发电机及主变压器参数和机组状态实时数据，计算定子过流限制对应的实时无功上限；第五计算模块，用于根据励磁系统定值参数、发电机及主变压器参数和机组状态实时数据，计算伏赫兹限制对应的实时无功上限；比较模块，用于比较第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块以及第四计算模块分别计算的实时无功上限值的大小，输出最小的实时无功上限作为最终的机组无功上限，并结合机组实时无功下限得到无功裕度曲线。优选的，所述系统还包括数据采集模块，所述数据采集模块用于实时采集发电机组的实时状态数据。优选的，所述系统还包括显示模块，所述显示模块用于显示无功上限、无功下限及无功裕度曲线。优选的，所述系统还包括储存模块，所述存储模块用于储存励磁系统的定值参数和发电机及主变压器参数。优选的，所述系统还包括录入模块，用于录入励磁系统定值参数、发电机及主变压器参数。优选的，所述机组状态实时数据包括机组有功功率、机组无功功率及机端电压。优选的，所述励磁系统定值参数包括励磁系统的低励限制定值、过无功限制定值、转子过流限制定值、定子过流限制定值以及伏赫兹限制定值。第二方面，本专利技术还提供一种利用如上所述的系统进行的基于实时数据的发电机组稳态无功裕度计算方法，包括如下步骤：根据励磁系统定值参数、发电机及主变压器参数和机组状态实时数据，计算机组实时无功下限；根据励磁系统定值参数及机组状态实时数据，计算机组过无功限制对应的实时无功上限；根据励磁系统定值参数、发电机及主变压器参数和机组状态实时数据，计算转子过流限制对应的实时无功上限；根据励磁系统定值参数、发电机及主变压器参数和机组状态实时数据，计算定子过流限制对应的实时无功上限；根据励磁系统定值参数、发电机及主变压器参数和机组状态实时数据，计算伏赫兹限制对应的实时无功上限；比较过无功限制对应的实时无功上限、转子过流限制对应的实时无功上限、定子过流限制对应的实时无功上限以及伏赫兹限制对应的实时无功上限的大小，输出最小的实时无功上限作为最终的机组无功上限，并结合机组实时无功下限得到无功裕度曲线。优选的，计算机组实时无功下限包括：根据低励限制曲线、实时机组有功功率、发电机及主变压器参数，分别计算不同母线电压下低励限制对应的无功下限QL：根据实时有功功率P，查找低励限制曲线，使Pi≤P≤Pi+1，求解方程组：得参数KL、CL；其中，Pi、Pi+1分别表示低励限制曲线上相邻两点对应的有功功率，Qi、Qi+1分别表示与Pi、Pi+1对应的无功功率；根据发电机及主变压器电压向量关系，得：其中，UtL表示达到低励限制时的机端电压，Us表示主变压器高压侧母线电压实时值，xt表示主变压器短路电抗。优选的，计算无功限制对应的实时无功上限QH1包括：根据实时有功功率P，查找过无功限制曲线，使Pj≤P≤Pj+1，并求解方程组：得参数KH、CH；其中，Pj、Pj+1分别表示过励限制曲线上相邻两点对应的有功功率，Qj、Qj+1分别表示与Pj、Pj+1对应的无功功率；则：QH1＝KHP+CH。优选的，计算转子过流限制对应的实时无功上限QH2包括：根据发电机及主变压器电压向量关系，得：其中，xd表示发电机同步电抗，a、b、n表示发电机饱和系数，xt表示主变压器短路电抗，IfH2表示转子过流限制启动定值，UtH2表示达到转子过流限制时的机端电压；则：优选的，计算定子过流限制对应的实时无功上限QH3包括：根据发电机及主变压器电压向量关系，得：其中，ItH3表示定子过流限制启动定值，UtH3表示达到定子过流限制时的机端电压，θH3表示达到定子过流限制时的功率因数角；则：优选的，计算伏赫兹限制对应的实时无功上限QH4包括：根据发电机及主变压器电压向量关系，得：其中，ItH4表示达到伏赫兹限制时的机端电流，UtH4表示伏赫兹限制定值，θH4表示达到伏赫兹限制时的功率因数角；则：第三方面，本专利技术还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述处理器和所述存储器相互通信，所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令执行如上所述的方法。第四方面，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法。本专利技术有益效果：利用发电机实时运行数据及励磁系统实际定值，能够准确计算发电机的稳态无功上下限，使电力调度控制中心能够掌握机组无功真实调节能力，对调度自动化进行无功功率分配调节具有重大参考价值，能够为紧急状况下的无功支撑调整提供依据。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于实时数据的发电机组稳态无功裕度计算系统，其特征在于，包括：/n第一计算模块，用于根据励磁系统定值参数、发电机及主变压器参数和机组状态实时数据，计算机组实时无功下限；/n第二计算模块，用于根据励磁系统定值参数及机组状态实时数据，计算机组过无功限制对应的实时无功上限；/n第三计算模块，用于根据励磁系统定值参数、发电机及主变压器参数和机组状态实时数据，计算转子过流限制对应的实时无功上限；/n第四计算模块，用于根据励磁系统定值参数、发电机及主变压器参数和机组状态实时数据，计算定子过流限制对应的实时无功上限；/n第五计算模块，用于根据励磁系统定值参数、发电机及主变压器参数和机组状态实时数据，计算伏赫兹限制对应的实时无功上限；/n比较模块，用于比较第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块以及第四计算模块分别计算的实时无功上限值的大小，输出最小的实时无功上限作为最终的机组无功上限。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于实时数据的发电机组稳态无功裕度计算系统，其特征在于，包括：
第一计算模块，用于根据励磁系统定值参数、发电机及主变压器参数和机组状态实时数据，计算机组实时无功下限；
第二计算模块，用于根据励磁系统定值参数及机组状态实时数据，计算机组过无功限制对应的实时无功上限；
第三计算模块，用于根据励磁系统定值参数、发电机及主变压器参数和机组状态实时数据，计算转子过流限制对应的实时无功上限；
第四计算模块，用于根据励磁系统定值参数、发电机及主变压器参数和机组状态实时数据，计算定子过流限制对应的实时无功上限；
第五计算模块，用于根据励磁系统定值参数、发电机及主变压器参数和机组状态实时数据，计算伏赫兹限制对应的实时无功上限；
比较模块，用于比较第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块以及第四计算模块分别计算的实时无功上限值的大小，输出最小的实时无功上限作为最终的机组无功上限。


2.根据权利要求1所述的基于实时数据的发电机组稳态无功裕度计算系统，其特征在于：还包括数据采集模块，所述数据采集模块用于实时采集发电机组的实时状态数据。


3.根据权利要求1所述的基于实时数据的发电机组稳态无功裕度计算系统，其特征在于：还包括显示模块，所述显示模块用于显示无功上限、无功下限及无功裕度曲线。


4.根据权利要求1所述的基于实时数据的发电机组稳态无功裕度计算系统，其特征在于：还包括储存模块，所述存储模块用于储存励磁系统的定值参数和发电机及主变压器参数。


5.根据权利要求4所述的基于实时数据的发电机组稳态无功裕度计算系统，其特征在于：还包括录入模块，用于录入励磁系统定值参数、发电机及主变压器参数。


6.根据权利要求1-5任一项所述的基于实时数据的发电机组稳态无功裕度计算系统，其特征在于：所述机组状态实时数据包括机组有功功率、机组无功功率及机端电压。


7.根据权利要求1-5任一项所述的基于实时数据的发电机组稳态无功裕度计算系统，其特征在于：所述励磁系统定值参数包括励磁系统的低励限制定值、过无功限制定值、转子过流限制定值、定子过流限制定值以及伏赫兹限制定值。


8.一种利用如权利要求1-7任一项所述的系统进行的基于实时数据的发电机组稳态无功裕度计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
根据励磁系统定值参数、发电机及主变压器参数和机组状态实时数据，计算机组实时无功下限；
根据励磁系统定值参数及机组状态实时数据，计算机组过无功限制对应的实时无功上限；
根据励磁系统定值参数、发电机及主变压器参数和机组状态实时数据，计算转子过流限制对应的实时无功上限；
根据励磁系统定值参数、发电机及主变压器参数和机组状态实时数据，计算定子过流限制对应的实时无功上限；
根据励磁系统定值参数、发电机及主变压器参数和机组状态实时数据，计算伏赫兹限制对应的实时无功上限；
比较过无功限制对应的实时无功上限、转子过流限制对应的实时无功上限、定子过流限制对应的实时无功上限以及伏赫兹限制对应的实时无功上限的大小，输出最小的实时无功上...

【专利技术属性】
技术研发人员：解笑苏，朱应峰，张维超，袁训奎，孟祥荣，麻常辉，王亮，张冰，辛刚，杨冬，高嵩，庞向坤，汪挺，马琳琳，赵康，马欢，王进，王茗，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，国网山东省电力公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37