[发明专利]一种区域电网孤网运行的仿真方法及系统

说明书

本申请提供了一种区域电网孤网运行的仿真方法及系统，基于RTDS及区域电网事故前机组出力和负荷，搭建区域电网等值模型，准确复现了区域电网孤网运行各个阶段的频率响应情况，并依据该仿真模型提出了稳定控制措施优化和新能源对孤网运行的支撑能力评估仿真方法，为孤网稳定运行提供有效控制策略。

技术领域

本发明涉及电网的网络安全实时仿真推演平台领域，具体涉及一种区域电网孤网运行的仿真方法及系统。

背景技术

近年来，包括雷电、台风在内的自然灾害影响不断加剧，因电网故障导致的大面积失电事故时有发生，这给部分地区的用电安全构成重大威胁，甚至引发了严重的次生事故。在这种情况下，随着电力改革的进行以及孤网运行技术的成熟和推广，使得很多地区采取孤网运行方式或者具备在事故状态下能够与外电网断开孤网运行的能力，普遍采用的方式是配置自备发电机组(内电网)与主电网(外电网)实现双电源供电。正常运行时，内电网与外电网相连，在外电网的电力系统受到扰动或故障引起跳闸等故障时，可能使包含有一个或几个电源的内电网与外电网断开，变成电气上的孤网，此时自备发电机组必须能够维持孤网正常运行，保证内电网的安全。

孤网能否由分散电源独立供电并以一定的电压频率继续运行，取决于自备发电机组本身的容量及其周边负荷大小，也与自备发电机组本身的暂态稳定性能及系统的稳定控制措施有着密切的联系。

孤网运行时要求发电机组调速系统具有快速、充足的调节能力，以保证在负荷不断变化的情况下，机组出力能够自动跟随负荷的变化，保持电网频率的稳定。另外，孤网形成后，当负荷比机组出力多或机组出力比负荷多，出现较大的功率不平衡时，仅仅依靠机组的调节作用不能使孤网稳定时，还需要电力系统自动装置，如低频低压减载、高频切机装置、备用电源自投装置等动作减少功率不平衡量，保证孤网稳定运行。

目前对电网安全稳定性的仿真研究大多集中在采用RTDS构建大电网仿真系统模型，实时仿真大电网的稳定演变过程及恢复特性，而对孤岛特别是被动跳入孤岛后稳定运行或失压的系统性分析较少，对现场实际发生的孤网运行失稳案例的复现也缺乏系统的仿真方法。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种区域电网孤网运行的仿真方法及系统。为实现本发明的目的，本发明的技术方案如下。

一种区域电网孤网运行的仿真方法，包括：

基于实时数字仿真系统RTDS及区域电网事故前的发电机组出力和负荷，搭建区域电网等值模型；

根据所述区域电网等值模型进行仿真，复现区域电网孤网运行时各个阶段的频率响应；

依据所述区域电网等值模型和所述频率响应，对区域电网孤网运行的支撑能力进行评估，并输出稳定运行控制策略。

优选地，所述基于实时数字仿真系统RTDS及区域电网事故前的发电机组出力和负荷，搭建区域电网等值模型，包括：

基于所述实时数字仿真系统RTDS及区域电网事故前的所述发电机组出力和负荷，搭建LP变220kV区域电网等值模型；所述区域电网等值模型中，LP区域内WZ航电、LD航电机组按照同类型机组参数建模，接入CJ变220kV母线；35kV小水电采用等值模型，接入110kV母线；风电机组出力为0；CJ变电站负荷、GL变电站负荷和LX变电站负荷采用ZIP负荷模型，恒阻抗、恒电流和恒功率的比为3:4:3。

优选地，所述根据所述区域电网等值模型进行仿真，复现区域电网孤网运行时各个阶段的频率响应，包括：

根据所述区域电网等值模型进行仿真，根据线路和机组保护动作时序，并在CJ变及GL变配置低频切负荷精确数字模型，各轮整定值和切负荷量与实际装置保持完全一致，仿真孤网运行的系统频率和电压波形，判断频率最高值与电压最高值是否一致，并判断低频动作轮次与现场时序是否一致，复现所述区域电网孤网运行的全过程各个阶段的频率响应。