[发明专利]一种基于孤立电网的黑启动流程建模与仿真模拟方法

说明书

本发明涉及电力系统黑启动建模与仿真技术，具体涉及一种基于孤立电网的黑启动流程建模与仿真模拟方法，输入基础数据、公用参数数据；进行数据检查和潮流校验；方案定义和方案执行；判断结果是否稳定；判断是否执行完毕；完成仿真，方案定型并记录。该方法对黑启动建模所需基础数据以母线优先的方式进行有效组织，并对数据检查和潮流校验提出确切的步骤和方法，进而对拟定的文本方式的黑启动方案进行程序仿真，并且可以灵活调整仿真程序的执行步骤，发现现行标准下的方案的问题，提出针对性的调整优化方案。能够对方案的稳定控制提出确切的调试手段，保持系统的可靠性和稳定性。

技术领域

本发明属于电力系统黑启动建模与仿真技术领域，尤其涉及一种基于孤立电网的黑启动流程建模与仿真模拟方法。

背景技术

“黑启动”是指电网由于故障而崩溃停运后或者机组即将进行首次投运时，系统全部停电或未送电，处于全“黑”状态。通过自身能力恢复机组厂用电源供应，并保证主电源机组顺利启动，最终实现整个系统的恢复和供电。黑启动成功的关键就是本侧电源点的启动。它几乎牵涉到了发电系统中的所有问题，乃至电力系统各个环节。它是20世纪80年代由美国学者首次提出，经过20多年探索，尤其是大电网下，通过既定的实际试验线路进行黑启动试验，通过不断尝试，已经形成了一套十分有效的黑启动流程方案，广泛应用于各大电厂，并成为电厂安全能力考核的重要内容。近年来，黑启动的研究，开始逐步转移到孤立电网以及含分布式能源的微电网。但对孤立电网的黑启动研究多基于理论研究的层面，重点研究多种黑启动电源之间的协调、黑启动过程的稳定性控制，稳定控制中一般包含系统电压、频率稳定问题，包括黑启动送电过程的发电机自励磁、线路过电压问题以及黑启动过程厂用电辅机的启动电流冲击引发的频率、电压问题，并配合了对应环节的仿真论证分析。然而对于孤立电网全环节的仿真试验目前仍处于空白，还未有针对孤立电网黑启动全过程的仿真验证与控制方案，孤立电网比较大电网而言，系统规模小，抗扰动能力弱，黑启动每个细分步骤都有可能出现问题，保险起见，应当进行全环节仿真校验，确保每个步骤都能够满足稳定性要求。对于孤立电网的工程试验也是基于大规模互联电网的既定方案加以修改，不确定性因素较多，无法得到充分校验。综上所述，目前，对于孤立电网而言的黑启动研究与试验仍存在以下问题：

(1)建模所需数据及其作用未能明确，缺乏条理性、规范性。

(2)停留在理论研究的层面较多，一般为了研究黑启动过程当中某个具体的问题，即对黑启动送电过程的发电机自励磁、线路过电压问题以及黑启动过程厂用电辅机的启动电流冲击引发的频率、电压问题，模型简化较多。

(3)对黑启动某个环节单独建模，全过程仿真仍属于空白，无法对实际试验方案校验提供支撑。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于孤立电网的黑启动流程建模与仿真模拟方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于孤立电网的黑启动流程建模与仿真模拟方法，包括以下步骤：

步骤1、输入孤立电网黑启动方案的基础数据和公用参数数据，包括母线数据、发电机数据、负荷数据、线路数据、变压器数据，并采用母线优先的模型搭建方法；

步骤2、进行数据检查、潮流校验，若未通过数据检查或者潮流校验不收敛，则返回步骤1；若通过潮流校验则进入步骤3；

步骤3、方案定义和方案执行，将文本描述的方案输入到仿真模型，转变成可执行的命令或者操作作业，若不稳定，进入步骤4(1)；若稳定，进入步骤5；

步骤4、(1)微调柴油机和辅机投入的顺序；有柴油机投入时先投入柴油机，异步电动机从大到小，从全压启动的辅机再到变频启动的辅机，或暂时退出公用负荷；若结果不稳定则进入步骤4(2)；若结果稳定则进入步骤5；

(2)根据不稳定的的原因进行电压或者频率校验，调整发电机调压器和调速器参数，再返回步骤1重新执行；