[发明专利]适用于多机电力系统调频分析的数学模型机理建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于多机电力系统调频分析的数学模型，特别涉及一种适用于多机电力系统调频分析的数学模型机理建模方法。

背景技术

电力系统的频率稳定是保证电力系统的安全稳定运行的必要条件。目前对区域电力系统的研究多用于潮流分析，此类模型对机组的动态特性进行了很多简化；对于调频的动态特性分析的数学模型多局限于一两种发电机组，这与实际电力系统运行情况相差较远；还有一些数学模型由于未将暂态过程和动态过程区分，致使运算速度十分缓慢；在考虑风电机组这类新能源发电机组时，一般未将有功功率和无功功率解耦，不利于有效的分析。以上所述数学建模方法鲜有考虑气象参数的随机性对调频的影响。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前的区域电力系统模型用于调频分析时调频运算速度十分缓慢且没有考虑气象参数的随机性对调频的影响的问题，本发明提供一种适用于多机电力系统调频分析的数学模型机理建模方法。

本发明的适用于多机电力系统调频分析的数学模型机理建模方法，

它包括如下步骤：

步骤一：向空冷机组模型输入空冷给定负荷信号、迎面风速信号、环境温度信号和上一次调频的系统频率的偏差量△ω，向火电机组模型输入火电给定负荷信号和上一次调频的系统频率的偏差量△ω，向水电机组模型输入水电给定负荷信号和上一次调频的系统频率的偏差量△ω，向风电机组模型输入风速信号；

步骤二：空冷机组模型输出的有功功率火电机组模型输出的有功功率水电机组模型输出的有功功率和风电机组模型输出的有功功率分别乘以各自的功率份额系数α₁、α₂、α₃和α₄之后叠加，获得电力系统中机组发电量的标幺值α₁+α₂+α₃+α₄=1；

步骤三：利用电力系统中机组发电量的标幺值和电网中的用户用电量的标幺值根据转子方程求得系统频率的偏差量△ω和实际的系统频率ω_m；

所述转子方程中T_a∑表示等效转子时间常数，β_∑表示等效摩擦系数；*表示取标幺值；

步骤四：将所述系统频率的偏差量△ω，用反馈的方式作为下一次调频的系统频率的偏差量△ω，适用于多机电力系统调频分析的模型建立完成。

本发明的优点在于，本发明的模型着眼于区域电力系统一次调频的动态过程，不考虑无功和电压调节的暂态过程。与现有的考虑暂态过程的区域电力系统模型相比，仿真速度提高了几十倍。由于受到仿真速度的限制，传统模型一般是只考虑一种机组的单机无穷大系统。而使用本发明建模方法建立的模型的区域电力系统，全面包含风电、水电、火电和空冷机组模型，仿真效果更贴近实际。此外，风电机组和空冷机组的运行都受气象因素的影响，这在本发明的模型中加以考虑，对于研究气象因素影响调频过程有参考价值。使用本发明的建模方法建立的模型研究区域电力系统的频率特性，给电网调度部门提供参考，保证电力系统的安全稳定运行。

附图说明

图1为本发明所述的适用于多机电力系统调频分析的数学模型机理建模方法的原理示意图。

图2为具体实施方式二所述的火电机组模型的原理示意图。

图3为具体实施方式三所述的空冷机组模型的原理示意图。

图4为具体实施方式四所述的回热抽汽模型的原理示意图。

图5为具体实施方式六所述的风电机组机组模型的原理示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的适用于多机电力系统调频分析的数学模型机理建模方法，它包括如下步骤：

步骤一：向空冷机组模型输入空冷给定负荷信号、迎面风速信号、环境温度信号和上一次调频的系统频率的偏差量△ω，向火电机组模型输入火电给定负荷信号和上一次调频的系统频率的偏差量△ω，向水电机组模型输入水电给定负荷信号和上一次调频的系统频率的偏差量△ω，向风电机组模型输入风速信号；