[发明专利]基于加权降阶的多燃气轮机组系统的频率响应聚合模型

说明书

本发明属于电网频率稳定分析技术领域，尤其涉及一种基于加权降阶的多燃气轮机组系统的频率响应聚合模型。本发明包括：步骤1.对调速器部分进行因式分解；步骤2.在发电机组的调速系统部分做模型聚合；步骤3.对调速器聚合环节的误差推导；步骤4.基于上述3个步骤得到基于加权降阶的多燃气轮机组系统的频率响应聚合模型。本发明可实现频率动态过程的化简模型，通过以加权平均的思想进行化简降阶，所建模型可降低多燃气轮机组系统的频率响应模型阶数，实现对系统频率响应过程的快速分析，在求解模型动态特性具备一定优势。

技术领域

本发明属于电网频率稳定分析技术领域，尤其涉及一种基于加权降阶的多燃气轮机组系统的频率响应聚合模型。

背景技术

在电力系统频率响应的动态过程分析中，频率最大频差是频率监视的关键参量和频率控制的重要决策依据，其求解方法就变得尤为重要，主要分为时序仿真法和解析法。

时序仿真法求解系统频率计算精度高，但随着系统机组数目增多整体系统规模进一步扩大，其阶数也变高，仿真时长将会显著增加，与此同时会造成求解效率大幅度下降。

解析法求解系统频率计算速度快，但其计算精度没有仿真法高，现有的解析法缺少对燃气轮机的刻画，因此有必要对模型进行合理化降阶，提高求解效率。

目前已有基于多台火电机组的聚合模型，能够有效提高系统的求解速度，但针对多燃气轮机系统的聚合模型推导及构建暂无相关研究。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种基于加权降阶的多燃气轮机组系统的频率响应聚合模型。其目的是为了实现频率动态过程的化简模型的发明目的。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

基于加权降阶的多燃气轮机组系统的频率响应聚合模型，包括以下步骤：

步骤1.对调速器部分进行因式分解；

步骤2.在发电机组的调速系统部分做模型聚合；

步骤3.对调速器聚合环节的误差推导；

步骤4.基于上述3个步骤得到基于加权降阶的多燃气轮机组系统的频率响应聚合模型。

更进一步的，步骤1所述对调速器部分进行因式分解，是基于燃气轮机组的控制原理，建立包含调速器、阀门定位器、燃油系统和燃烧室以及发电机部分的系统频率响应模型；

定义R_G为系统的调差系数，K_G为功率容量占比，c_g和b_g为燃油系统中阀门定位器的传递函数的系数，X_g是调速器部分的超前时间常数，Y_g是调速器部分的滞后时间常数，T_CR是燃烧反应延迟时间常数，T_F是燃油系统时间常数，T_CD是压缩排量时间常数；

根据机组聚合模型思想，对多燃气轮机组系统的频率响应模型的参数进行聚合，将其聚合为多燃气轮机组系统的频率响应聚合模型；

K_Gi为各机组的容量占比，定义聚合模型的调差系数为：

κ_Gi为等效增益参数，N为燃气轮机组的总机组数，R_Gi为各燃气轮机组的调速器增益，i为系统中燃汽轮机组的序号；为了简化聚合模型，对调速器机组做归一化处理，定义每个机组支路的标准化增益λ_Gi为：

其中，