[发明专利]用于复现电力系统频率特性的模拟方法及系统

说明书

本发明提供了一种用于复现电力系统频率特性的模拟方法及系统，涉及电力系统技术领域。方法包括：根据当前时刻t的系统频率值，采用预先设置的负荷模型确定负荷有功功率；根据预先设置的燃料参考信号和调门开度，采用预先设置的主汽压力模型确定进气量值；采用预先设置的汽轮机模型确定汽轮机模型的机械功率；采用预先设置的发电机组模型生成电磁功率；根据电磁功率，经过预先设置的同步机元件生成火电机组输出功率；根据负荷有功功率和火电机组输出功率，采用同步机摇摆方程确定当前时刻t的下一时刻t+1的系统频率预测值，并将下一时刻t+1的系统频率预测值作为t+1时刻的系统频率值；根据各时刻的系统频率预测值确定电力系统频率特性。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种用于复现电力系统频率特性的模拟方法及系统。

背景技术

当前，随着风力发电、光伏发电等新能源技术的迅猛发展，新能源技术发电在电网中的占比日益上升。随着新能源技术发电在电网中占比越来越高，电力系统中的频率特性与之前以火电机组为主的电力系统的频率特性存在着较大区别。

为了研究新能源技术发电在电网中的特性，需要先进行现有的电力系统频率特性的复现研究。然而，现有的电力系统数字仿真模型难以反映新一代电力系统的频率特性，尤其是难以复现电力系统在出现大功率缺额故障后的频率特性。

发明内容

本发明的实施例提供一种用于复现电力系统频率特性的模拟方法及系统，以实现对当前电力系统频率特性的精确复现，为研究新能源技术发电在电网中的特性奠定了基础。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于复现电力系统频率特性的模拟方法，包括：

根据当前时刻t的系统频率值，采用预先设置的负荷模型确定负荷有功功率；

根据预先设置的燃料参考信号和调门开度，采用预先设置的主汽压力模型确定进气量值；

根据所述进气量值，采用预先设置的汽轮机模型确定汽轮机模型的机械功率；

根据所述机械功率，采用预先设置的发电机组模型生成电磁功率；

根据所述电磁功率，经过预先设置的同步机元件生成火电机组输出功率；

根据所述负荷有功功率和所述火电机组输出功率，采用同步机摇摆方程确定当前时刻t的下一时刻t+1的系统频率预测值，并将下一时刻t+1的系统频率预测值作为t+1时刻的系统频率值；

根据各时刻的系统频率预测值确定电力系统频率特性。

具体的，所述根据当前时刻t的系统频率值，采用预先设置的负荷模型确定负荷有功功率，包括：

获取t时刻的系统频率预测值作为t时刻的系统频率值，或者通过采样获取t时刻的系统频率实际值作为t时刻的系统频率值；

采用预先设置的负荷模型：P_t＝P_N(1+(f_N-f_st)×L_D)确定t时刻的负荷有功功率P_t；

其中，P_N为负荷额定有功功率；f_N为系统额定频率；f_st为t时刻的系统频率值；L_D为负荷调频系数。

具体的，所述根据预先设置的燃料参考信号和调门开度，采用预先设置的主汽压力模型确定进气量值，包括：

根据预先设置的燃料参考信号R_ref和一主汽压力初值G_Z0，经过比例积分控制器得到比例积分控制器输出信号R_refPI；