一种考虑单电源带动多种辅机的黑启动建模方法技术

本发明专利技术涉及电力系统安全运行领域，具体涉及一种考虑单电源带动多种辅机的黑启动建模方法，本发明专利技术针对黑启动成功后带动附近电厂的辅机阶段进行建模，并从发电机自励磁、空载线路过电压及带动辅机过程中的低频振荡三个主要方面进行黑启动方案分析评估，用波形图的方式明确展示黑启动过程中的暂态响应特性，作为判断模型对应的黑启动方案是否安全的可靠的有力依据。本发明专利技术基于已有的黑启动建模仿真分析母线过电压问题，通过对火电厂多种主要辅机进行建模，增加了对黑启动方案中黑启动电源启动具备供电能力后带动相邻电厂启动的电网恢复过程的仿真分析，实现了对黑启动方案全过程的潜在风险发掘，大大提高黑启动仿真建模的全面性、准确性和参考价值。准确性和参考价值。准确性和参考价值。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑单电源带动多种辅机的黑启动建模方法


[0001]本专利技术涉及电力系统安全运行领域，具体涉及一种考虑单电源带动多种辅机的黑启动建模方法。

技术介绍

[0002]大停电是电力系统一直以来面临的严重威胁，随着电力系统规模的日益扩大、间歇性新能源的高比例接入以及社会对电力供应依赖程度的不断提高，大停电事故造成的影响也越来越大，黑启动作为大停电事故的安全防御重要措施之一，对于减轻恢复负荷负担、加快电力系统恢复速度、减小大停电事故带来的恶劣影响具有重要意义。
[0003]黑启动过程是电网运行的一种非正常的特殊运行方式，在电力系统大范围失电的情况下，依靠选定的自启动机组维持电压和频率的稳定并带动其他无自启动能力的机组恢复供电。整个过程分为黑启动阶段、网络重构阶段、负荷恢复阶段三个阶段，在黑启动阶段成功后，下一步是送电给启动电源的附近电厂，带动其辅机运行，使附近电厂的电源尽快开机形成一个相对于单一电源更稳定的多电源小系统。由于黑启动工况复杂，会出现意想不到的事故和问题，尤其是黑启动电源启动具备供电能力后带动相邻电厂启动实现以点带面的电网恢复过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑单电源带动多种辅机的黑启动建模方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：根据黑启动方案搭建单电源带动多种辅机的黑启动多源小系统模型，包括单电源模型、若干空充母线模型、辅机模型；所述单电源模型、若干空充母线模型、辅机模型依次连接，其中辅机模型包括锅炉给水泵、凝结水泵、送风机、引风机、磨煤机的电磁暂态模型；S2：制定单电源对黑启动多源小系统模型进行分段启动的仿真方案，在各空充母线模型和辅机模型中加入时控元件，分别设置时控元件的开断时刻，用于模拟黑启动多源小系统模型中各元件的启动顺序；S3：对建立的单电源带动多种辅机的黑启动多源小系统模型进行电磁暂态仿真计算，根据仿真输出的黑启动电源的发电机的机端电压、定子电流是否超过额定值，判断仿真方案中的发电机组是否会产生自励磁；根据仿真输出各空充母线电压是否超标，判断仿真方案中的各段空载线路是否会产生过电压；根据辅机的极端电压及系统频率判断仿真方案中的黑启动多源小系统模型是否会发生低频振荡。2.根据权利要求1所述的一种考虑单电源带动多种辅机的黑启动建模方法，其特征在于：所述凝结水泵的建模过程如下：由电动机微分方程可得式(1)：式中，K
a
为电动机传递系数，T
m
为电动机时间常数，u(t)为t时刻电动机端电压，为t时刻电动机转子的转速；对上式进行拉普拉斯变换得到传递函数并考虑电动机到水泵间的齿轮传递，得到传递函数如式(2)：式中，Ω(s)为拉普拉斯变换后发电机转子转速，U(s)为拉普拉斯变换后发电机端电压，i为齿轮传动比；由于Q(s)H＝ηΩ(s),故传递函数也可以写为式(3)：式中，Q(s)为拉普拉斯变换后的凝结水泵出口流量，η为水泵传递系数。3.根据权利要求1所述的一种考虑单电源带动多种辅机的黑启动建模方法，其特征在于：所述锅炉给水泵的建模过程如下：锅炉给水泵的功率与扬程存在如式(4)所示关系：式中，ΔP为给水泵功率变化量，H为给水泵的扬程，ρ为水的密度，g为重力加速度，由于ΔP＝ΔwM
f
，故经拉普拉斯变换可得到式(5)：
式中，M
f
为电动机阻力矩，K
f
为阻力矩比例系数，Δw为转速变化量；在额定转速情况下，泵的扬程和流量的关系可用式(6)进行拟合：H＝α+βQ+γQ2；
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(6)式中，Q为锅炉给水泵流量，α、β、γ为常系数，由实际的泵特性决...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡弘，文立斌，李俊，郑琨，蒙宣任，刘默斯，孙志媛，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：